地震波的传播速度及其影响因素的分析

§1.10 地震波的传播速度及其影响因素的分析

一、速度与岩石本身的弹性常数有关

ρ

μρμλ=

+=S P V V 2 (6.1-11)

σσ21)

1(2--=

S P V V 只与泊松比σ有关 有很多岩石的泊松比4

1

=

σ，这时3=S P V V

说明：不要从公式表面看V 反比于2

1

ρ，即ρ↗，V ↘。实际上是ρ↗，V ↗，这是因为ρ↗，λ、μ也↗，且增大的速率比ρ快。 二、速度与岩性有关

不同的岩石中波速不同，一般地，火成岩中的速度变化范围比沉积岩和变质岩中的小，火成岩中波速平均值比其它类型岩石中的速度高。

0 1 2 3 4 5 6 7 V(km/s) P37图6.1-37各类岩石速度分布规律

P38 表6.1-2地震波在几种主要类型岩石中的速度变化范围

P38 表6.1-3地震波在不同类型的沉积岩中的速度变化范围

地表-地下 V=几百-几千m/s 三、速度与密度有关

ρ↗，P V 和S V 都↗。 经验公式：4

1

31.0p V =ρ

ρ——完全充水饱和的体密度，单位用3/cm g 。

P V ——纵波的速度， 单位用m/s 。

沉积岩中ρ=2.3

四、速度与构造历史和地质年代有关

同样的深度，同样的岩性情况下，年龄↗，V ↗（原因是压力↗，V ↗）。 例如：挤压区V ↗，强褶皱区。 拉张区V ↘，隆起顶部。 五、速度与埋深有关

岩性相同，地质年代相同的条件下，h ↗，V ↗(原因是h ↗,压力↗，V ↗)。

所以人们常用速度随深度连续增加去模拟实际介质，其中最简单的是线性介质。 六、速度与孔隙度有关 φ↗，V ↗。

1．时间平均方程（Wylie 公式）

l

m V V V φ

φ+-=)1(1 (6.1-105) φ——孔隙度 V ——岩石的速度

m V ——岩石骨架的波速

l V ——孔隙中流体的速度

公式适用范围：①双相介质

②流体压力=岩石压力

比较适合于流体是水和盐水的情况 2．修正的时间平均方程

l

m V C V C V φφ+-=)1(1 (6.1-106) C ——常数

公式适用范围：①双相介质

②流体压力≠岩石压力

岩石压力=流体压力的2倍时，C=0.85

目前有许多介绍用地震资料提取孔隙度以及如何利用孔隙度的文献。 七、福斯特和加斯曼公式（略P40） 小结：

h ↗， V ↗。 φ↗， V ↘。 ρ↗， V ↗。

地质年龄↗，V ↗。 与经验相符