利用震中、震源深度和發(fā)震時(shí)刻都可預(yù)先確定的人工地震源,探測(cè)地殼深部和上地幔物質(zhì)的速度結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)。這種方法的分辨力較高,近年來(lái)發(fā)展很快。在深部地震探測(cè)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)處理地震數(shù)據(jù),對(duì)地殼和上地幔結(jié)構(gòu)有了一些新的認(rèn)識(shí)。

簡(jiǎn)介

人工源產(chǎn)生的地震波可以穿透地球內(nèi)部深達(dá)數(shù)公里、數(shù)十公里、甚至上百公里的具有不同物理性質(zhì)的各個(gè)巖層,有些波返回地表,被檢波器(拾震器)接收,根據(jù)檢波器記錄到的各個(gè)波組的走時(shí)和振幅資料,在適當(dāng)?shù)馁Y料處理后,得到地殼和上地幔的地震波速度結(jié)構(gòu)。

野外觀測(cè)方法?

 折射波法和廣角反射法? 通常用炸藥源。為了取得地殼和上地幔介質(zhì)內(nèi)的信息,往往在長(zhǎng)幾百公里,甚至上千公里的測(cè)線(xiàn)上安放幾十個(gè)到上百個(gè)流動(dòng)臺(tái)站(臺(tái)站距 1~10公里不等)。記錄系統(tǒng)有模擬磁帶記錄和數(shù)字磁帶記錄兩種。用此法可得到區(qū)域性的速度界面輪廓和較精確的折射波界面速度,后者可以用來(lái)作巖性對(duì)比。

近源垂直反射法? 分炸藥源和非炸藥源兩種。非炸藥源有重錘、連續(xù)振動(dòng)震源、氣爆源(氣槍?zhuān)┖碗娔苷鹪?。由于震源能量較小,只接收近源反射信號(hào),所以測(cè)線(xiàn)排列較短(<10公里),臺(tái)站距較密(50~100米)。野外采用組合激發(fā),組合接收,多次覆蓋的多道接收技術(shù);用統(tǒng)計(jì)方法壓制無(wú)規(guī)則干擾波和規(guī)則干擾波,以獲得高信噪比和高分辨率信號(hào)。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理,獲得速度界面形態(tài),斷層產(chǎn)狀,板塊接觸形態(tài)和含油、氣地層形態(tài)等方面細(xì)結(jié)構(gòu)信息。但是由于測(cè)線(xiàn)短,從資料分析(動(dòng)校正)中要得到中、下地殼的速度結(jié)構(gòu)是十分困難的。

海洋多道接收反射法? 通常用氣槍組合激發(fā)。所使用的水中地震檢波器安裝在同船相連的一條拖纜上,并利用浮標(biāo)浮在水下一定深處,測(cè)線(xiàn)長(zhǎng)不超過(guò)4公里。一般來(lái)說(shuō),此法得到的資料比大陸上反射法得到的資料信噪比要高得多。它最嚴(yán)重的缺點(diǎn)是振動(dòng)源能量太小,測(cè)線(xiàn)太短,因此限制了疊加速度適用的深度范圍。通常此法用于研究淺海海洋地殼結(jié)構(gòu),尤其是沉積盆地的構(gòu)造。

海洋折射法? 用同折射波法類(lèi)似的長(zhǎng)剖面進(jìn)行洋底構(gòu)造的研究。震源可有炸藥源或氣爆源。用洋底地震檢波器 (OBS)或聲吶浮標(biāo)作接收儀器。近年來(lái)取得了海洋地殼、洋脊、海溝和島弧等地帶的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和速度分布,為板塊構(gòu)造研究提供了重要的深部背景資料。

資料處理?

 預(yù)處理? 除了改進(jìn)激發(fā)、接收條件和記錄系統(tǒng)外,對(duì)已取得的資料必須進(jìn)行時(shí)間域和空間域的濾波,經(jīng)過(guò)各項(xiàng)校正作出記錄剖面圖。

震相的識(shí)別? 這是人工源地震深部探測(cè)的關(guān)鍵。根據(jù)各震相的走時(shí)和振幅特征,先用一維反演(如阻尼最小二乘法、x 2-T 2法、時(shí)間場(chǎng)法、TAU(τ)法、最大深度法、近似法)和一維正演(如一維走時(shí)正演和理論地震圖計(jì)算)提出各個(gè)炮點(diǎn)所得到資料的一維速度結(jié)構(gòu);然后綜合這些一維速度模式,得到二維速度初始模型,進(jìn)行二維射線(xiàn)追蹤和理論地震圖的計(jì)算,用試錯(cuò)法得到該地區(qū)的二維速度結(jié)構(gòu)。

必須指出,反演的結(jié)果不是唯一的,射線(xiàn)追蹤和理論地震圖的計(jì)算是限制這種不唯一性的最有效方法。

近源垂直反射資料在測(cè)線(xiàn)的不同位置上的法線(xiàn)反射時(shí)間的變化就反映了地下地層的構(gòu)造特點(diǎn)。通常用靜校正、動(dòng)校正、共深點(diǎn)道集疊加、偏移處理,得到時(shí)間剖面。

地質(zhì)構(gòu)造解釋?

 得到速度結(jié)構(gòu)后,要進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造解釋?zhuān)M(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)史、地質(zhì)動(dòng)力學(xué)的分析和地殼、上地幔物理性質(zhì)的分析,最后編制出該區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造圖。