地震地质讲义1-2

1、为什么现代科学产生在西方而不是东方？ 2、为什么我国综合国力，经济总量上去了，但科学
竞争力，创新能力反而下降了？ 《混沌与和谐》与“海啸”
--现实世界的创造
《悟道》
科学的认识观
什么是科学的认识观？ 独立的、不献媚的、客观的、真实的反映 怎样才能形成和产生科学的认识观？ 环境（学术传统）、氛围、批判、实验
混沌使我们明白，世界再不受因果关系的严格规律支配， 而受摆脱束缚的偶然性规律支配，物质甚至将失去实体， 真空充满着幽灵般短暂存在的虚粒子。
混沌把物质从决定论的枷锁中释放出来。…..世界的丰富 和美丽是由混沌现象和非混沌现象巧妙混合造成的。
2、地震勘探的历史、现状与前景及其制约因素
从世界油气勘探发展历程来看，地震解释随地震技术发 展，大致可以分为三个阶段，即地震构造解释阶段、地震沉 积解释阶段（包括地震地层、层序地层和地震岩性解释）及 地震地质综合解释阶段。
简而言之，地震解释是将地震信息转换成地质信息。其主要核 心就是依据地震剖面的反射特征和地震信息，应用地震勘探原 理和地质基础理论，赋予其明确的地质意义和概念模型。
成因分析
认识问题
单就信息转换而言，解释成果的正确与否，则取决于能够 建立这种转换关系的解释工作者的学识、解释技巧与解释经验。
认识论的问题
今天的科学认为 ,混沌现象无处不有 ,大至宇宙 ,小至基本 粒子 ,无不受混沌理论的支配。如天气变化会出现混沌 ,数 学、物理、化学、生物、哲学、经济学、社会学、音乐、 体育中也存在混沌现象。科学家认为 ,混沌是一种关于过 程的科学而不是关于状态的科学 ,是关于演化的科学而不 是关于存在的科学 ,它打破了不同学科之间的界线 ,是涉及 系统总体本质的一门新兴科学。
混沌迫使我们预测气象的能力受到根本限制。
混沌学的基本观点之四（时空的变化）
混沌给予自然界以自由；自然界自由地发挥其创造性
既然速度是单位时间所走过的距离，如果距离和时间一起 随观察者运动而变化以保持其关系，则速度就可能随观察 者的运动状态而发生变化。
爱因斯坦抛弃了牛顿普遍时间和普遍空间的概念；时间和 空间突然变成可塑和易弯曲的。
应该认识到，任何一种地球物理勘探和解释方法在解决 地质问题时都存在多解性和片面性。与之相对应，人们对 地球物理信息的综合分析与解释予以了更大的关注，并提 出了地震地质综合解释。即以地震资料为基础，综合一切 可能获得的资料（包括地质、钻井、测井以及地球化学和 其它地球物理等资料），合理判别和分析各种地震信息的 地质意义，以达到精确地重现地下地质情况。
地震地质综合解释
孙家振
前言
1、地震地质解释的核心是什么？ 2、地震勘探发展的现状与前景及其制约因素。 3、地震地质解释的基本内容：
（1）地震地质解释在构造方面的应用 （盆地与构造样式分析）
（2）地震地质解释在沉积方面的应用
（地震地层与层序地层）
（3）地震地质解释开发方面的应用
（油藏描述与油气动态检测）
4）反射极性:
当反射界面下介质波阻抗(Z2)大于入射介质 波阻抗(Z1)时，R>0，反射波与入射波的相位相同 ，称为正极性反射；当Z2<Z1时，R<0，反射波与入 射波相位相反，相位差180°，称为负极性反射。
地震波极性显示
1.1.2 地震波的特征
1、地震波的性质 1）周期性的，具脉冲性质的振动波，没有固定的频率、
一个系统越复杂，越容易遭受损伤，发生机能障碍和精力 消耗。因此，复杂系统存在多种状态，这些可能的状态中 间，无序比有序多得多。
为什么科学产生在西方
中世纪的欧洲由于基督教上帝崇尚自然界理性概念 ，和社会生活的民法观念，因此构成了产生自然定律的思 想的肥袄土壤，从而也是产生科学思想的肥袄土壤。
如何建立正确的科学认识观
这种现象可能是小规模的，或者幅度缓慢，但有 时也会发生大规模水下山体滑落，速度甚至可达每小 时100多公里。1998年，巴布亚新几内亚附近发生7级 大地震，结果引发水下山崩，导致的海啸浪高达15米， 一直入侵到内陆20公里，那次海啸导致2100人丧生。
混沌学的发展与普遍性
从 2 0世纪 6 0年代开始 ,混沌科学得到了飞速的发展
不规则物体是大多数生物的特征
即雪不是球体，山不是锥体，海岸不是圆，闪光 不是直线，标准的几何形状（球体、圆、锥体等） 是对现实的极强抽象力。
按柏拉图意见，现实世界只不过是具有完美的欧 几里得几何形状的完美世界的不完美反映。
分数维测量物体的不规则性，也就是说测量其占 据空间的效力。芒代尔布罗把这些具有不规则形 状的物体称为“分形物体（fractal)”
分形物体具有所谓“不同比例的不变性”，即不 论放大到何种程度，这些物体都呈现同样的外观， 如一种地形在较大的同样地形内重复出现，且包 含在更大的相似地形之中。
混沌学的基本观点之一偶然事件
一方面是永恒不变的、无时间性的自然定律，另一方面是 偶然的、变化的世界；一方面物理学定律认不出时间的方 向，另一方面热力学和心理学的时间始终一往无前。
“一个成熟的解释人员，不仅要在熟悉野外资料采集、处 理方面是个奇才，而且要通盘了解地质过程，并了解地质现 象如何影响地震资料”。要做到这一点，必须提高地震解释 人员的综合素质。
地震解释不仅要熟悉地震资料采集、处理过程，深刻理 解地震勘探技术的基本原理和各种地质现象（包括沉积的和 构造的）对地震资料的影响，同时要对各种地质现象进行综 合的整体的成因分析。
早期，主要是构造解释阶段，即在构造地质学和地震成 像基本原理的基础上，确定地下主要反射界面的埋藏深度， 落实和描述地下岩层的构造形态特征，为钻探提供有利的构 造圈闭为主要目的。
70年代中期，随着数字地震技术的大量使用，地震剖面质量显著提 高，开始了地震沉积学方面的解释。主要以地震地层学和层序地层学理 论（思想方法）为基础，识别地震反射层所代表的地层学和岩石学意义； 确定反射层或波组所代表的地层年代；确定地震相类型借以分析沉积体 系与砂体横向展布，以落实隐蔽油气藏、描述地下储层空间几何形态为 主要目的。
2）反射波形成的条件: 当界面波阻抗相等时只有透射波而无反射波,只有当
界面波阻抗不等时才能产生反射波。 3）反射波强度:
波阻抗差越大，反射系数越大，反射波能量越强； 反射波的强度不仅随波阻抗差增大而增强，还随波阻抗 之和的增加而减弱。浅层反射界面与深层反射界面具有 相同的波阻抗差时，深层反射界面反射系数相对变小， 反射波强度减弱。
在进行地震解释时，不仅要知道所面对的地震剖面和资 料所显示的现象是什么，更要弄清其为什么。即从地震和地 质两个不同的角度弄清其成因机理。只有如此，地震解释人 员才能把地球物理信息与地质信息有机的结合起来，才能从 地震资料中获得尽可能多有效地质信息，达到最大的勘探和 开发效益。
进入80年代后期，油气勘探的任务更为艰巨, 油气勘探的 难度越来越大, 油气勘探活动向深度和广度进军。在新的勘 探地区遇到十分复杂的地表条件和地下地质条件，且油气 藏类型十分复杂；在老油区则面临着如何寻找隐蔽油气藏， 提高油气资源潜力等问题。
海啸速度比坐飞机还快
海底地震造成的海啸通常最常见，其中又以发生在太 平洋的海啸居多，因为太平洋位于板块活动非常活跃 的地震带，全球超过一半的火山都集中在这里。太平 洋深海形成的海啸推进速度约为每小时800公里。换 句话说，如果洛杉矶发生地震，引发的海啸可于1小 时后袭击东京，。
水下山崩就会导致海啸
（与其说是科学，不如说是认识观）
1987年诺贝尔经济学奖得主 H. A. Simon提出的有限 合理性原理 ,从哲学角度精辟地阐述了客观世界复杂 性与不确定性的本质。
认为科学仅是人类对于有意义的逻辑宇宙的普 遍性理解 ,但真实宇宙却总是处在逻辑宇宙的一步之 外。
因此 ,科学前沿将永远面对偶然性、复杂性和无 序性 ,而科学对必然性、简单性和有序性的探索追求 也将是永无止境的
巨大的逆冲断层 苏门答腊地下是几块地壳板块重 叠磨擦的交汇处，因而是世界上最高危的地震区之一。数 十年来积压的巨大压力瞬间释放，产生“巨大的逆冲断 层”，使得这次地震成为全球最剧烈的地壳移动。
印尼岛屿将从海中突起 根据地质模型，苏门答腊 岛西南方的一些小岛可能向西南方移动了大约20米。赫德 纳特估计，苏门答腊西北附近的一些小岛更可能向西南面 移动了约36米。
多维空间—相空间
在初相多维空间场面上速度成为与位置相同的 一种因素，运动中的物体不仅由三个空间坐标 所确定，而且也由三个速度（上下速度、左右 速度、前后速度）坐标确定。
庞加莱认为有规律和混沌是紧密混合在一起， 不可预见的事物离可预见的事物从来不很远。
相空间内，混沌区（其中小行星的运动是无序 的，不可预见的，未来是不可确定的）和有序 区（其运动是有规则的，可预见的，未来是可 确定的）混杂并置但相互独立。
海啸形成示意图
泰国蔻立岛受灾前后的卫星
泰国蔻立岛海啸前后卫照
强震摇动地球轴心 印度洋发生地震的瞬间，印度洋 底的一个地质板块被另一个所挤压而向下沉，地球的质量 向地心集中，进而导致地球自转周期缩短了3微秒，地球 轴心也倾斜了大约2厘米，地球自转可能变慢。 。此外， 强震还永久性地改变了当地的地质结构。
混沌学的基本观点之二随机性
普遍性--一件事实或结果不取决于时间和空间；
偶然性—一件事实或结果取决于某一时间和空间的突发性
在创造现实世界中所起的作用也不可忽略
随机性给自然界以创新所必要的自由，以便扩大物理 学定律往往受到过多限制的方面所界定的可能领域，并且 满足自然界多样化和复杂性的需要。
混沌学的基本观点之三（混沌影响力认识）
普遍时间的失落导致普遍空间的失落，使空间失去绝对性 质，空间可以随物体的运动作适当的收缩。
混沌学的基本观点之五---层创进化原理
设生物具有构造层次的等级，且在该等级的每一层次上都 创出新的概念和行为，而这些新的概念和行为不能用分析 位于其下各层次的实体推断出来。