地震波的基本性质
地震波的特性及其利用
地震波的特性及其利用地震波是由地球内部产生的振动波，是地震活动的主要表现形式。
地震波的传递过程中，具有很多独特的特性和规律，这些特性给地震学家研究地球内部结构和探测自然资源提供了很多方法。
本文将介绍地震波的特性及其利用。
一. 地震波的分类地震波按照传播介质的种类分为P波、S波和表面波。
P波是指压力波，它是在固体、液体和气体中传播的一种纵波，速度比S波快，可以通过液体和气体介质。
在地震波传播中，压缩性强的纵波作用于岩石时，岩石会轻微收缩，伸长性强的横波作用于岩石时，岩石会产生剪切变形。
S波是指切向波，它只能在固体介质中传播，是一种横波。
表面波是指沿地表传播的地震波，速度慢，振幅较大，是造成地震灾害的主要波。
二. 地震波传播速度地震波的传播速度受到传播介质的物理性质和地震波的类型等多种因素的影响。
通常情况下，P波速度最快，平均速度在5-8km/s之间，S波速度次之，平均速度在3-5km/s之间，表面波速度最慢，平均速度在2-4km/s之间。
三. 地震波产生原理地震波的产生原理主要是一个物理学原理，即通过地球内部产生振动波。
在地球内部发生岩石变形或破裂时，会产生弹性波，这些波沿各个方向传播，最终形成地震波。
地震波的产生通常是由于地壳内部的应力集中引起的，如地震断层、岩石滑坡等。
四. 地震波的利用1.地震勘探：地震是勘探自然资源的重要工具，勘探目标通常是油气、矿产等，测量已知介质中的地震波传播速度和反射强度等数据，并对地下介质的性质进行推断。
这种方法已被广泛应用于石油和天然气勘探，因为不同的介质对地震波的传播速度和反射强度具有不同的响应，可以推断出介质的性质来。
2. 地震学研究：研究地震活动是地震研究的重要领域之一。
地震波传播规律的研究，可以帮助地震学家分析地震活动的特点，进而预测地震的发生和发展趋势。
通过研究地震波传播，还可以深入了解地球的内部结构和物理性质，如温度、压力、密度等参数。
3. 地震灾害预测和应对：利用地震波特性对地震灾害进行预测和应对也是地震应用的一个重要分支。
地球物理学中的地震波传播理论分析
地球物理学中的地震波传播理论分析地震是一种自然现象，是地球内部因各种原因而产生的震动。
它不仅对人类社会产生直接影响，还是研究地球内部结构和地球科学的基础。
地震波传播是研究地震的重要内容之一，地球物理学中已有较成熟的理论分析方法。
地震波类型根据振动方向、传播速度和产生地点不同，地震波可分成P波、S波、L波和R波。
P波：即纵波，是指振动方向与波传播方向一致的波动。
它具有压缩性和弹性，传播速度较快，可以通过任何物质传播。
S波：即横波，是指振动方向垂直于波传播方向的波动。
它只具有弹性，没有压缩性，传播速度比P波慢，只能通过固体介质传播。
L波：即面波，是指在地表或地壳上传播的波动。
它的传播速度介于P波和S波之间，既有弹性也有压缩性。
R波：即径向波，是指振动方向垂直于地心方向的波动，主要产生于深部地震。
地震波传播理论分析地震波传播的理论分析是地震学的重要内容之一。
在地球物理学中，传播理论可以通过针对特定问题和地质情况的模型计算，得到传播速度、方向和部分振动参数。
传播速度地震波的传播速度取决于介质的密度、弹性模量和泊松比。
在任意介质结构中，速度都随深度变化，到达地下水平面时发生反射和折射，这些过程也会改变波速。
传播方向地震波在地球内部的传播方向受到介质类型、脆-塑性变形和地球结构的影响。
在大型地震中，地震波的传播方向通常是为三维结构，这需要通过计算机模拟进行处理。
部分振动参数地震波的部分振动参数包括振幅、频率、波长和位移。
在地球科学研究中，这些参数对测量物理现象和分析数据具有重要意义。
进一步应用在地震学中，地震波传播理论分析不仅适用于地质结构探测和地震预测，还适用于天体物理学、大气物理学和宇宙学等领域。
例如，利用地震波理论和观测数据，可以研究地球内部的物理性质、地球的演化历史以及宇宙大爆炸等问题。
结语地震波传播理论分析是地球物理学的重要组成部分，可以为地球内部结构的研究和地震灾害的预警提供有力支持。
通过深入理解地震波的传播机制和物理特性，可以进一步拓展对地球和宇宙的认识。
地震波ppt课件
未来地震波研究将更加注重应用实践，将研究成果应用于实际的地震监 测、预警和抗震减灾工作中，为人类创造更加安全、稳定的生存环境。
海啸预警
在地震引起的海啸预警中，地震波发挥着重要作用。通过分析地震波数据，可以快速判断是否可能发 生海啸，并及时发布预警信息，减少灾害损失。
04
地震波的挑战与未来发 展
地震波数据解析的挑战
数据处理难度大
地震波数据量大、复杂度高，需要高效、准确的处理方法才能提 取有用的信息。
噪声干扰严重
地震波传播过程中容易受到各种噪声的干扰，如何有效去除噪声、 提取真实信号是一大挑战。
我们应该如何利用地震波为人类服务
建立和完善地震监测网络，提 高地震预警的准确性和时效性 ，为灾害防范提供有力支持。
利用地震波数据开展工程抗震 设计和评估，提高建筑物和基 础设施的抗震能力。
通过研究地震波揭示地球内部 结构和性质，推动地球科学的 发展和人类对地球的认识。
对未来地震波研究的展望
未来地震波研究将更加注重跨学科合作，综合运用物理学、数学、地质 学等多学科理论和方法，深入揭示地震波的传播规律和地球内部结构。
分辨率和精度要求高
地震波数据需要高分辨率和高精度的解析，才能准确描述地层结构 和地质构造。
地震波探测技术的未来发展
智能化数据处理
利用人工智能和机器学习技术， 实现地震波数据的自动识别、分
类和解析。
多源信息融合
将不同来源的地震波数据融合，提 高探测精度和分辨率，为地质勘探 和资源开发提供更准确的信息。
提高地热能利用率
通过地震波探测技术了解地热田 的热传导特性和地温场分布，为 地热能的合理利用和提高利用率
地震波的概念
地震波的概念
地震波是指地震事件中传播的波动现象。
当地震发生时，能量会以波动的形式从震源处向外传播，形成地震波。
地震波在地壳、地幔和地核等不同介质中传播，并且具有不同的性质和特点。
地震波可以分为两类：体波和面波。
体波是通过内部传播的地震波，其中包括纵波（P波）和横波（S波）。
纵波是沿着波
动方向的传播，而横波则是垂直于波动方向的传播。
体波速度较高，能够穿过固体、液体和气体等不同介质。
面波是在地震波传播过程中沿着地表或介质交界面传播的波动，包括瑞利波和洛克波。
瑞利波是沿着地表传播，呈现类似海浪的起伏运动，而洛克波是垂直于地表传播的波动，速度较慢。
地震波的传播速度和传播路径受到地球内部结构的影响。
P波
速度最快，一般为6-7公里/秒，S波速度稍慢，为3-4公里/秒，而面波速度最慢，一般不超过3公里/秒。
地震波在传播过程
中会遇到介质不均匀性、衍射、折射、反射等现象，从而产生有关地震源和地球结构的信息。
地震波的传播是地震学研究的重要内容，通过地震波的观测和分析，科学家可以确定地震的震源位置和能量释放情况，进而改善地震预警系统和地震灾害预防措施。
此外，地震波的传播特性还可以用于研究地球内部的结构、板块运动、地壳变形等地球科学问题。
第二章 地震波
2.3 弹性介质及波动方程
介质的弹性性质 (elastic)： 弹性
第二章 地震波
L
未加载
加载
卸载
2.3 弹性介质及波动方程
介质的脆性性质（brittle）
L
未加载
第二章 地震波
加载
卸载
2.3 弹性介质及波动方程
介质的塑性性质（Plastic）
L
未加载
第二章 地震波
加载
2.2 波的性质简述
波速V、视波速C和波数k
波速V取决于波动传播介质的力学 特性（密度和弹性模量等）。 观察或测量波动时往往并不沿着波 动的传播方向，这时观测到的波速 称为视波速，视波速c与真实波速v 之间有简单的换算关系C=V/sina； a为波的入射角。 波数k也是常用的描述波动的参数， 定义为2π 长度中所包含的波长λ 的个数。
Vp
(2)横波（ 横波 Transverse wave, or Shear wave) --质点振动方向与振动（能量）传播方向垂直 --传播速度为： V
卸载
卸载不能完全恢复原状， 有“永久残余变形”。
2.3 弹性介质及波动方程
应力-应变关系Stress-Strain Relation (based on experimental result)
Elastic range Linear range Plastic deformation
第二章 地震波
2.1 地震学中的基本名词和概念
思考1：震中距是哪一段？
第二章 地震波
2.1 地震学中的基本名词和概念
思考2：烈度与震级的区别
第二章 地震波
2.1 地震学中的基本名词和概念
地震波的基本性质分析
社会影响：地震波引起的社会恐慌、心理危机等社 会影响 地震波的危害与防范措施
地震波的危害与防范措施
紧急疏散：在地震发生时，及时疏散人员，避免人 员伤亡
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宣传教育：加强地震知识的宣传教育，提高公众的 防震意识
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地震波的产生：地球内部构造和地壳运动是地震波产生的根源 地震波的传播方式：纵波和横波两种方式传播 地震波的传播速度：纵波传播速度较快，横波传播速度较慢 地震波的传播范围：地震波可以传播到很远的距离，对周围环境产生影响
地震波的传播速 度与介质性质有 关
地震波在固体介 质中传播速度最 快
地震波在液体介 质中传播速度较 慢
地震波在气体介 质中无法传播
波动是地震波的基本特征 波动具有方向性 波动具有周期性 波动具有传播速度
地震波的周期性是指地震波在传播过程中具有重复出现的特点 地震波的周期与震源的周期以及地球内部的物理特性有关 地震波的周期性对于地震预测和地震工程具有重要意义
通过研究地震波的周期性，可以更好地了解地球内部的物理特性和地震波传播的规律
地震波在工程地质中的应用案例：介绍了地震波在桥梁、隧道、地铁等工程建设中的应用案 例，说明了地震波在工程地质中的实际应用效果。
地震波在工程地质中的未来发展：随着科技的不断进步，地震波探测技术将不断发展和完善， 未来将在工程地质领域发挥更大的作用。
人员伤亡：地震波引起的建筑物倒塌、滑坡等造成 人员伤亡
地震数据处理：对采集到的数据进行预处理、特征提取等操作，以便后续分析
地震数据分析：利用数学、物理等方法对处理后的数据进行深入分析，提取地震波的特征、 震源机制等信息
2024年下半年教师资格考试高中地理学科知识与教学能力自测试题及答案解析
2024年下半年教师资格考试高中地理学科知识与教学能力自测试题及答案解析一、单项选择题（本大题有25小题，每小题2分，共50分）1.下列关于地球自转和公转的叙述，正确的是：A. 地球自转一周的时间为一年B. 地球公转的方向是自东向西C. 地球自转和公转的方向相同，都是自西向东D. 地球自转产生四季更替答案：C解析：本题考察地球自转和公转的基本特征。
地球自转一周的时间为一天（约24小时），而非一年，故A错误；地球公转的方向是自西向东，与自转方向相同，而非自东向西，故B错误；地球自转和公转的方向都是自西向东，故C正确；四季更替主要是由地球公转和地轴的倾斜造成的，而非自转，故D错误。
2.下列哪个气候类型主要分布在赤道附近，全年高温多雨？A. 温带海洋性气候B. 热带雨林气候C. 地中海气候D. 温带季风气候答案：B解析：本题考察气候类型的分布及特征。
温带海洋性气候主要分布在南北纬40°～60°的大陆西岸，全年温和多雨，故A错误；热带雨林气候主要分布在赤道附近，全年高温多雨，故B正确；地中海气候主要分布在南北纬30°～40°的大陆西岸，夏季炎热干燥，冬季温和多雨，故C错误；温带季风气候主要分布在亚洲东部，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，故D错误。
3.下列关于地震波的说法，错误的是：A. 地震波分为横波和纵波B. 纵波传播速度比横波快C. 纵波能穿过固体、液体和气体D. 横波对建筑物的破坏力比纵波小答案：D解析：本题考察地震波的基本性质。
地震波确实分为横波和纵波，故A正确；纵波的传播速度确实比横波快，故B正确；纵波可以在固体、液体和气体中传播，而横波只能在固体中传播，故C正确；但实际上，横波对建筑物的破坏力通常比纵波大，因为横波使物体产生水平或垂直方向的震动，这种震动与建筑物的结构容易产生共振，从而加剧破坏，故D错误。
4.下列关于地球内部圈层结构的叙述，正确的是：A. 地球内部由地壳、地幔和地核三个圈层组成B. 地壳是地球内部最厚的圈层C. 地幔和地核的分界面是莫霍界面D. 地壳厚度均匀，陆地地壳和海洋地壳厚度相同答案：A解析：本题考察地球内部圈层结构的基本知识。
地震波
地震被按传播方式分为三种类型：纵波、横波和面波[1]。
纵波是推进波，地壳中传播速度为5．5~7千米／秒，最先到达震中，又称P波，它使地面发生上下振动，破坏性较弱。
横波是剪切波：在地壳中的传播速度为3.2～4.0千米/秒，第二个到达震中，又称S 波，它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强。
面波又称L波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。
其波长大、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。
[编辑本段]地震纵波和横波我们最熟悉的波动是观察到的水波。
当向池塘里扔一块石头时水面被扰乱，以石头入水处为中心有波纹向外扩展。
这个波列是水波附近的水的颗粒运动造成的。
然而水并没有朝着水波传播的方向流；如果水面浮着一个软木塞，它将上下跳动，但并不会从原来位置移走。
这个扰动由水粒的简单前后运动连续地传下去，从一个颗粒把运动传给更前面的颗粒。
这样，水波携带石击打破的水面的能量向池边运移并在岸边激起浪花。
地震运动与此相当类似。
我们感受到的摇动就是由地震波的能量产生的弹性岩石的震动。
假设一弹性体，如岩石，受到打击，会产生两类弹性波从源向外传播。
第一类波的物理特性恰如声波。
声波，乃至超声波，都是在空气里由交替的挤压(推)和扩张(拉)而传递。
因为液体、气体和固体岩石一样能够被压缩，同样类型的波能在水体如海洋和湖泊及固体地球中穿过。
在地震时，这种类型的波从断裂处以同等速度向所有方向外传，交替地挤压和拉张它们穿过的岩石，其颗粒在这些波传播的方向上向前和向后运动，换句话说，这些颗粒的运动是垂直于波前的。
向前和向后的位移量称为振幅。
在地震学中，这种类型的波叫P波，即纵波（图2.1），它是首先到达的波。
图2.1 地震P波(纵波)和S波(横波)运行时弹性岩石运动的形态弹性岩石与空气有所不同，空气可受压缩但不能剪切，而弹性物质通过使物体剪切和扭动，可以允许第二类波传播。
地震产生这种第二个到达的波叫S波，即横波。
在S波通过时，岩石的表现与在P波传播过程中的表现相当不同。
地震波的分类
地震波的分类地震是一种自然界的地壳运动，指的是震源在地下的地震，它们一般具有明显的振幅。
地球上板块运动最活跃的地带，多为火山和地震多发地带，这些地区存在着很强的地应力。
如果应力太强就会发生断裂，进而引发地震。
一般来说，地球内部的能量释放出来就会引发地震。
一、地震波的种类：主震和余震。
(1)纵波(p)。
传播速度最快，无阻尼性质，遇到任何障碍物都将直接穿过去。
由于此时地壳运动是水平方向的，所以又称水平型地震波。
主要的波速范围约为600-1500米/秒。
主要分布在地表浅层及浅层不连续面(如断层、裂隙等)处。
在主震后数分钟至数小时内，还可能在距震中一定距离的地方听到附近的震动。
这是因为前震的能量继续作用，使断层两边的岩石圈和上覆的软土层仍在继续发生弹性变形，并且把震动向四周传播。
纵波通常是沿着地壳的垂直方向传播，但也有少数是斜向传播的。
在一般情况下，纵波是传播速度最快的，但是当地壳内应力较大或者岩层结构不同时，则可能出现剪切波。
这种波速度虽然不是最快，但其影响面积更广，所以破坏性也更大。
(2)横波(s)。
在垂直方向有一定的速度梯度。
当横波遇到薄弱的断层面时会产生折射，然后继续传播，直到绕过断层为止。
这种波遇到断层面时，往往在折射点的附近反射，折射角随着离开断层的距离增大而减小，直到折射角消失为止。
所以人们把这种波叫做剖面波，在垂直方向又称斜型地震波。
这种波比纵波衰减慢，并且可以传播很远。
(3)表面波(t)。
这种波的速度随深度线性增加。
在垂直方向上的速度最大值，位于深度为80-180米之间的地方。
表面波既有纵波的特征，又有横波的特征。
表面波的波长很短，一般在几厘米到几十厘米之间，而且波长越长其衰减得越厉害，故其传播距离很小，仅为几米至十几米。
人们把这种波叫做声波。
(4)剪切波(z)。
此类地震波主要发生在地壳的浅层，并在各个方向上均匀分布。
这是由于地壳内存在许多脆性薄弱带，或是某些断层、裂隙面等导致局部岩层的刚性和韧性发生急剧变化，引起变形而造成的。
地震波传播与介质特性的关系研究
地震波传播与介质特性的关系研究地震是地球上常见的自然现象之一，也是地球内部能量释放的重要体现。
当地震发生时，地震波将从震源传播到地表和地下各个角落。
地震波的传播与介质的特性密切相关，了解二者之间的关系对于地震灾害的防范和地质勘探具有重要意义。
本文将探讨地震波传播与介质特性之间的关系，通过对地震波的性质和介质参数的解析，可以更好地理解地震波传播的机理和规律。
一、地震波的分类和性质地震波可以分为体波和面波两大类。
体波又分为纵波和横波，而面波又分为Love波和Rayleigh波。
纵波是沿着波的传播方向振动的，而横波则垂直于传播方向振动。
Love波是地壳中横波的一种，而Rayleigh波是地壳中表面波的一种。
地震波具有传播速度快、侵入性强和能量传播远的特点，这使得它们成为地震学研究的重点对象。
二、地震波传播的机理地震波传播的机理是由介质中的弹性性质决定的。
介质的弹性性质可以通过介质的密度、压缩模量和剪切模量等参数来描述。
地震波的传播速度与介质的密度和模量有关，密度越大传播速度越慢，而模量越大传播速度越快。
不同介质的特性决定了地震波在传播过程中的衰减和反射现象，进而影响地震波的强度和幅度。
三、地震波速度与介质特性的关系地震波速度与介质特性之间存在着密切的关系。
一般情况下，地壳由不同的岩石和土层组成，每种物质对地震波的传播速度都有不同的影响。
例如，固体地壳中波速高于液态地壳，致使固体地壳中的地震波传播速度较快。
此外，地壳的饱和度、孔隙率和岩土层的连通性也会影响地震波速度的大小。
因此，通过对介质参数的测量和分析，可以得到不同介质中地震波的传播速度，从而为地震预警和灾害防范提供重要依据。
四、地震波传播与介质特性的应用地震波传播与介质特性的研究在地震学和地质勘探领域有着广泛的应用。
地震学家可以根据地震波在不同介质中的传播速度和衰减特性判断地球内部的结构和物理特性。
地质勘探工程师可以通过地震波速度的测量和分析来确定地下岩土层的分布和性质，为工程建设和资源勘探提供重要依据。
地震资料解释基础
②透过波： sin 1
sin 2
V1 V2
当θ2=90°时产生滑行波则
V1 sin 1 V2
（V2＞V1）
③滑行波（过渡波）：产生滑波的条件：介质之间的
波速V2大于介质的波速V1，
1 c arcsin
V1 V2
④折射波：透射波在第二种介质中沿界滑行，其沿界面滑 行的速度为V2，这种现象叫全反射，我们把开始出现 “全反射”时的入射角叫临界角，即当入射角=临界角时 产生滑行波。 由于滑行波沿界面滑行引起另外的效应，由于介质1与介 质2是密接的，滑行波传播过程中，反过来影响第一种介 质，并在第一种介质中激发新的波，这种由滑行波引起的 波在地震勘探中叫折射波。（首波）（即透射波的能量都 集中在界面附近，能不断向上转化给首波，形成折射波的 能量） 形成折射波的条件：V2＞V1 θ=θC 对于多层介质只有当下伏地层速度大于上伏地层的所有各 层速度时才能产生折射波。 在实际的地层剖面中只有某些地层能满足形成折射波这个 条件，因此“折射层”的数目要比“反射层”的数目少得 多。 ⑤直达波：从震源直接沿测线传播的波，没有遇到分界面。
从另一角度又分
纵波 体波 横波 面波
Vp
3Vs
2、按传播路径划分
在地震勘探中用炸药激发时，一声炮响之后会产生各种各 样的地震波：（先讲几种简单的） ‘ 1 '1 （1）反射波 产生反射波的条件： 当入射波垂直入射界面的产生 反射波的条件为：（不存在转换波） V V V Z 波阻抗
计算机处理获得地震 剖面或三维数据体
地震地质层位标定
地质构造解释
地层孔隙度解释
地层有效厚度解释
地层岩性解释
地震勘探阶段
地震波传播特性与地下构造解析
地震波传播特性与地下构造解析地震波是指地震发生时由震源传播出来的能量，在地下和地表上产生振动的波动。
地震波传播特性研究地震波在地下传播的方式、速度和衰减等规律，可以为地震灾害的防治、地质勘探和地下构造解析等提供重要的科学依据。
地震波传播方式主要分为P波、S波和表面波三种。
P波是一种纵波，它的传播速度相对较快，在固体、液体和气体中都能传播。
S波是一种横波，它在固体内传播，无法穿过液体和气体。
表面波是以地表为波导的波动，传播速度相对较慢，但振幅相对较大，对建筑物和地表造成的破坏性较大。
地震波传播速度与介质的密度和弹性有关。
一般来说，固体中的波速度要快于液体和气体中的波速度。
不同类型的岩石和土壤对地震波的传播速度也有影响。
通过研究地震波在不同介质中的传播速度，可以了解地下构造的情况。
地震波传播过程中会遇到不同的地下结构，如岩石、土层、断层等。
这些结构对地震波的传播和衰减都有影响。
通过分析地震波的振幅和相位数据，可以推断出地下结构的一些特征，如速度梯度、断层的位置和性质等。
这对地震灾害的预测和地质勘探都具有重要意义。
地震波传播特性研究的方法主要包括地震波观测和地震学方法。
地震波观测是通过布设地震台网来观测地震波的传播情况。
通过分析地震波在不同测点的振幅和到时，可以推测地下构造的一些信息。
地震学方法是通过地震波数学模型和计算机模拟来研究地震波传播特性。
这种方法可以更加精确地模拟地震波在不同介质中的传播情况，揭示地下结构的细节。
在地震波传播特性研究的基础上，地下构造解析是将地震波传播特性应用于地质勘探和地震灾害的预测与评估中的一项重要工作。
通过分析地震波在地下的传播情况，可以判断地下岩层的性质、厚度和分布等信息，为资源勘探和工程建设提供依据。
此外，研究地震波传播特性对地震活动的预测和地震灾害的评估也具有重要意义。
通过了解地震波在地下的传播速度和能量衰减情况，可以评估地震对建筑物和地表的影响程度，为减灾和防灾提供科学依据。
地震波在不同介质中传播特性解析
地震波在不同介质中传播特性解析地震是地球内部能量释放的一种自然现象，其产生的地震波在地球中传播并引起地震灾害。
了解地震波在不同介质中传播的特性对于地震的研究和地震灾害防治具有重要意义。
本文将对地震波在不同介质中的传播特性进行解析。
首先，地震波的类型分为纵波和横波。
纵波是一种沿传播方向上的颤动方向与波动方向一致的波动，其速度相对较快。
而横波是一种沿传播方向上的颤动方向与波动方向垂直的波动，其速度相对较慢。
根据这两种波动的特性，地震波在不同介质中的传播特性也会有所不同。
在固体介质中，如岩石和土壤中，地震波的传播特性表现出弹性行为。
纵波在固体介质中的传播速度相对较高，而横波的传播速度相对较低。
这是因为在固体介质中，分子之间的相互作用力使得纵波传播速度较快，而横波需要克服分子间的剪切力才能传播，因此速度较慢。
此外，固体介质还可以传播表面波，表面波是以地表为界面传播的波动，其速度介于纵波和横波之间。
液态介质中的地震波传播特性与固体介质有所不同。
在液体中，纵波和横波都能传播，但纵波的传播速度要比横波快。
这是因为在液体中，分子之间的相互作用力较弱，纵波传播时分子可以沿着波动方向来回振动，因此传播速度较快。
而横波传播需要克服液体的黏性阻力和表面张力，速度较慢。
此外，液态介质中还存在一种特殊的波动形式，即声波，声波是压缩性介质中的纵波，传播速度较快。
在气体介质中，地震波的传播行为也有所不同。
气体介质中只能传播纵波，而横波无法传播。
这是因为气体分子之间的相互作用力较弱，无法产生横波所需的剪切力。
在气体介质中，地震波以声波的形式传播，传播速度取决于气体的压力和密度，一般而言，传播速度越高，说明气体的压力和密度越大。
地震波的传播特性还受到介质的物理性质和地形地貌的影响。
例如，在含水层中的地震波传播速度较快，而在块状岩体中的传播速度较慢。
此外，地震波在山脉、河流等地形地貌上的传播会受到反射、折射和衍射等现象的影响，这些现象在地震波的传播过程中会产生复杂的波动。
反射波地震勘探
了这个计算问题）
3、费马原理 （又叫射线原理，最小时间原理） 波在各种介质中传播路径，满足所用时间为最短。
这种满足一定边界条件的源函数极值问题称之为变分问题。
由变分发求解：
取极 max
解：
按照惠更斯原理，可以把滑行波经过界面的每一点看作向上发射子波的新震源，于是在介质Ⅰ中产生了一种子波， 称为折射波。（有时称为首波或初至波）
自震源 O 到 m 点的范围内，不存在折射波，这个范围叫折射波的盲区。
折射波形成的基本物理条件：界面下覆介质的波速应大于上覆介质的波速。 在实际的地质剖面中，v 是随地层的深度增加而增加，但上、下地层速度倒转的情况也会出现，因此，在同一剖面
b、入射角的正弦和透射角的正弦之比，等于入射波和透射波的速度之比，即： （2）对于水平层状介质，可综合反射定律和透射定律内容推出
斯奈尔定律（snell） （3）透射系数：
…….透射波振幅
…..入射波振幅
a、在入射波能量不变的情况下，反射波振幅越强，则透射波振幅越弱。 b、 透射系数 T 总是正值，故透射波的相位与入射波的相位总是保持一致。 3、折射波：
V*=T V*= V*/f λ =TV=V/f K=1/ λ * =1/T V*=f/ V*
本节主要讨论地震波在传播过程中所遵循的两个基本原理（惠更斯——菲涅尔原理，费马原理 ）和地震波在介 质分 界上产生的反射波，透射波，折射波，全反射等传播特点。
一、 地震波的传播原理 1、惠更斯原理（huygens） 1690 年
如: T*=0.02 秒， f *=50 赫兹。图中的极值（正或负称为相位） 其中，振动的正向极值或负向极值的个数，称之为相位数。 第一正向极值叫做第一相位。 单道地震记录，多个振动图形的总和就是地震波形记录。 地震资料对比中所说的“波形特征“：
区分横波和纵波的依据
区分横波和纵波的依据
横波和纵波是地震波的两种基本类型，它们有着不同的特性和传播路径，可以用来分析地震活动的结构和性质。
横波是一种地震波，它是由地壳内部的破裂或岩石的变形引起的，它的传播方向是垂直于地壳的表面，传播速度比纵波快，受到地壳的影响较小。
横波的特点是，它的能量会在地壳中传播，而不会受到地表的影响，因此它可以穿过地表，传播到更深的地层。
横波的另一个特点是，它可以穿过岩石，而不会受到岩石的影响，因此它可以传播到更深的地层。
纵波是另一种地震波，它是由地壳内部的破裂或岩石的变形引起的，它的传播方向是垂直于地壳的表面，传播速度比横波慢，受到地壳的影响较大。
纵波的特点是，它的能量会在地表上传播，而不会受到地壳的影响，因此它可以穿过地表，传播到更浅的地层。
纵波的另一个特点是，它可以穿过岩石，而不会受到岩石的影响，因此它可以传播到更浅的地层。
横波和纵波的区分，主要是根据它们的传播方向和传播速度来判断的。
横波的传播方向是垂直于地壳的表面，传播速度比纵波快，受到地壳的影响较小；纵波的传播方向是垂直于地壳的表面，传播速度比横波慢，受到地壳的影响较大。
此外，横波和纵波还有一些其他的区别，比如横波的能量会在地壳中传播，而纵波的能量会在地表上传播；横波可以穿过岩石，而纵波受到岩石的影响；横波可以穿过地表，传播到更深的地层，而纵波可以穿过地表，传播到更浅的地层。
因此，横波和纵波可以通过它们的传播方向和传播速度来区分，这些特征可以用来分析地震活动的结构和性质。
横波和纵波都是地震波的基本类型，它们的特性和传播路径不同，可以用来分析地震活动的结构和性质。
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F (t ) A0 ei t t0 2h
……(7)
这就是界面无限大时反射波表达式
(6)式的第二项应是界面边界的反映, 它代表 的是绕射波。
为了简化问题,用二维代替三维
如果界面为半无限，且接收点在半无限空 间边界的正上方时，所接收到的波动强度应是 无限空间的一半
f (t) e 1
A0
4）时间剖面上绕射波的振幅特征
①时间剖面上的绕射波一般不是由一个界 面的边界产生的，而是由相交的几个界 面共同产生的。
②绕射波的正、负两支的强弱与相交界面 的反射系数有关。时间剖面上的绕射波 往往和理论不符，有时正半支强，有时 负半支强。
1、地震波的特性
（1）问题的提出 （2）反射波的形成 （3）地震波的特性 （4）小结
1）克希霍夫积分的褶积积分性质
重写（4）式如下：
x
F (t) A0
h
r3
h v r2
(i
)
ei
(t
2r v
)dr
……(4)
hห้องสมุดไป่ตู้
设地震波到反射界面上任一点的往返时间为 τ，即
2r v
d
2 v
dr
d
(
2r v
)
代入（4）式得：
1）克希霍夫积分的褶积积分性质
T
通常我们所研究的地震反射波都是反射 波前地震子波到达时的现象，但对光学而言， 这一反射波的瞬间状态从来是无法观测到的， 因此也无人去研究。所以把光学的理论用到 研究地震波上就应当了解这一区别，明确光 学理论在研究地震波上的局限性和适用范围， 不然就会造成一些错的认识，从根本上影响 地震勘探技术的发展。这里所谓的“地震波 的特性”也主要是针对光波而言。
内容
一、地震波的基本性质
1、地震波的特性 2、地震波的分辨率
二、重点技术分析
1、地震采集技术分析 2、地震沉积学分析
1、地震波的特性
（1）问题的提出 （2）反射波的形成 （3）地震波的特性 （4）小结
如何认识地震波，用什么理论方法研 究地震波，一直是地震勘探最基础的理论问 题。
长期以来，人们多采用光学的理论和 方法来研究地震波。开始把几何光学的理论 用于研究地震波，就形成了所谓的几何地震 学；后来又把波动光学的理论引入地震勘探， 成为研究地震波动力学特征的基础。问题是 适于光学的理论是否可以完全用于地震波， 值得研究。
h
x h
h r3
i t 2r
e v dr
……(5)
F
(t )
h 2r
2
i t 2r
A0e v
x h
A0 2h
i t 2h
e v
hA0 2x2
i t 2 x
e v
如果界面无限大，则：
……(6)
T
F (t) A0 s1 ( )s2 (t )d
t0
1）克希霍夫积分的褶积积分性质
当r较大时，可忽略（12）式积分号中的第一项， 得到近似的积分表达式为
T
F (t) A0
t0
v 2
(i )ei (t
)d
t0
设地震子波为： w(t) A0eit
…….(13)
反射界面上各二次震源子波也是物理可实 现信号，设它到达接收点的时间为 tx，它就是 时延为tx的物理可实现信号。
2）地震波的物理可实现性
0
h1(t)
h2(t)
x (t)
t1
+=
t2
t3
有限长度物理可实现信号叠加示意图
2）地震波的物理可实现性
物理可实现信号的和也是物理可实现的, 物理可实现信号的褶积也是物理可实现的。 反射波是物理可实现信号的克希霍夫褶积积 分结果，其结果又是反射波和绕射波这些物 理可实现信号的叠加，这也是地震波的重要 特性。
1
4
1 r
n
1 n r
1 vr
r n
t
u(t
r0 v
r )ds
…..(1)
O
R
r0 r
ds S R点所接收到的反射强度是界面S上所有点二次绕射的叠加
设震源强度为A0u(t),反射系数为1， 不考虑吸收，自激自收时平界面反射的
o o1
o2
A
B
D
-D
-D
D
对于更普遍的现象，多边形的反射界面
n
f (t) R Di
………(11)
i 1
O
R是反射波，D
r4
是绕射波
r5 h r3 r2
S
A
r1
1、地震波的特性
（1）问题的提出 （2）反射波的形成 （3）地震波的特性 （4）小结
（3）地震波的特性
1）克希霍夫积分的褶积积分性质 2）地震波的物理可实现性 3）地震反射振幅 4）时间剖面上绕射波的振幅特征
现行的理论中的问题：
（1）认为反射振幅会随着断块由小变大而产生振荡 [谢里夫（R.E.Sheriff）的《勘探地震学》 （ Exploration seismology）]。
B
C
D
A
反射振幅随参与叠加的菲涅耳带个数变化示意图。
图1.4不同尺度地质体正演的自激自收记录，（引 自Neidell and Poggiagliolmi,1977，AAPG 论文 26，397页）
0
θ
h
设 U (t) eit，界面边界
r
到震源距离为X，(3)式为
A
ΔS
R
△R
n
…(4) F(t)
x A0
h
h r3
i t 2r
e v dr
x h
h vr 2
i t 2r
(i)e v dr
对上式第二项分部积分：
n
(1) r
1 r2
r n
h r3
代入（2）式得
F(t) 1
2
s
h r3
h vr 2
t
A0 r
u(t
2r )ds v
…(3)
对平界面反射作如下变换
s 2R.R 2r.sin. r 2r.r sin
ds 2rdr
（4）小结
4）时间剖面上断层产生的绕射波并非是 那个点或断棱产生的，它与点绕射有本质的 区别。把它叫做绕射波实际上是一个既成事 实的误解，这样容易把它与点绕射相混淆， 与其说它是绕射波，倒不如说它是界面的边 界效应更恰当。
地震波的基本性质及重点技术分析
钱荣钧
中油集团东方地球物理公司
前言
对地震波性质的研究关系到地震勘探的理论基 础，也关系到地震勘探数据采集、处理和解释技术 的各个环节。
现在从地震反射波形成的基本问题入手研究地 震波的性质，并对主要的地震勘探技术进行分析。
许多论点和认识都有别于现行的理论和认识， 意在推动学术讨论，也希望有更多的同行共同对一 些重要的基础问题进行思考和探索。
（2）现行偏移归位理论是建立在A2点的二次绕射波 存在于记录中，并且可分解出来进行叠加的基础上。
o1
o2
地面
A2 A1
A2点的反射波被记到O1点下方
积分法偏移的脉冲响应
应思考的问题
1、反射波的振幅是否真的随着断块的大小而震荡， 在振幅强度的研究中是否要考虑这一因素?
2、在时间剖面上是否可以分解出反射界面上的二 次点源的绕射波？
e v ……(9)
2h
4r 2
o
hr
A
如果震源在界面之外，相当于无限大界面减 去上图所示界面的情况则：
F (t)
hA0
i t 2 r
e v
…….(10)
4r 2
o
(9) 、(10)式是近似表达
式，如欲得到精确的振幅
hr
值，应根据界面和断棱的
形态用积分方程求出.
可以把一个反射段产生的地震波用下图表示， 反射界面边界的绕射波表现为正、负两半支，振幅 对称，符号相反。（这一结论早已有之）
4）时间剖面上绕射波的振幅特征
d
a
A
c
Bb e
实际情况：A点是a、c、d三个界面的交点，所以A点绕射 波是这三个界面共同产生的,B点的绕射波是由b 、c 、e 三个界面共同产生的。
aA
a
Aa
c
A
c
c
Bb
aA
A
c
aA
c Bb
c
B b
a
b
c
B
c
B
b
B
速度模型
模型正演二
正演结果
正半支绕射强
负半支绕射强
Kirchhoff 积分公式为：
F (t)
1
2
1 n r
1 vr
r n
t
A0 r
u(t
2r )ds v
…………..(2)
0
θ
h
r
A
R
ΔS
△R
n
N是反射界面的法线方向（向下）
0
r cos h
n
r
θ h
r
A
ΔS
R
△R
n
设
y
h vr 2
，
则
2h dy vr3 dr,
i t 2r