瑞雷面波在多尺度勘探上的研究现状与展望
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如 Ｓ Ｓ ｓ ｇｅ ｈ ｎ ｅ ｎ ｌｓｓ ｆ ｕ ｛ｃ Ａ Ｗ－ｉ ｌ ｃ ａ ｎ ｌ ａｙ ｉ ｎ ａ ｏ ｓ ｒ ｅ ａ
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干年探索研究 ，Ｏ世纪 ３一５ ２ Ｏ Ｏ年代 ， 地震学家们 发 现 了瑞 雷面波 在 层 状介 质 中 的频 散特 性 并 开 展
以及 其他 弹性 参数 之 间的瑞 雷方程 ， 由此 了解 其在 特定 介质 模型 中 的频 散特 征 。 因此 ， 瑞雷 波正 演方
面 的研究 主要体 现在 瑞 雷 波 在各 种 不 同 介 质情 况 下特 征方 程 的建 立 和求解 两个 方面 。其 中 ， 征方 特 程 的求 解可 分为 解析 法和 数值解 法 。
表 １ 瑞 雷 波法 的分 类
２０ 初 ， ０４年 欧共 体联 合 ９ 国家 的 １ 研 究 个 ４个
机构共 同启 动 了为 期 ４年 的 Ｓ Ｉ Ｅ计 划 ， 复 杂 ＰＣ 即 介质 中地震 波 的传播 与成像 （ Ｐ Ｃ Ｓ ｉ ｅｗａ ｅ Ｓ Ｉ Ｅ， ｅ ｍｉ ｖ ｓ
Ｐ ｏ ａ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｉ ｇ ｎ ｎ Ｃｏ ｐ ｅ ｅ ｉ ａ ｒ ｐ ｇ ｔ ｎ ｍａ ｉ ｇ ｉ ｍ ｌ ｘ ｍ ｄ ａ： ｎ ｏ
沙里 院市朝鲜沙里院地质大学物探系教 师， 主要研究方向为瑞雷面 波勘探理论与应用研究。
２
勘探地 球物理进展
第 ３ 卷 ３
输入原始参数（ 层数、 厚度及介质物性参数） 即可获 得 一个表 示 频 率 与 波速 关 系 的 奇 次 线 性 方 程 组 。 ２ 世纪 ５ 年代初期 ， ｈｍｓｎ ０ Ｏ Ｔ ｏ ｏ 等发现了多层介质 中瑞 雷 波 的频 散 特 性 ， 且 建 立 了相 应 的 频 散 方 并 程 ［ ］ ９ ４年 ， ｒ ｒ ｅ￣ 对 ３种 不 同 震 源 情 。１ ６ Ｈａｋ ｉ ｒ］ ｄ
面波法既是研究地球宏观构造的“ 望远镜” 又是调查物体局部特性变化 的“ ， 显微镜” 。对瑞雷面波勘 探 的理论研
究 以及 在 各 尺 度 勘 探 的 应 用 情 况 进 行 了综 述 ， 对 瑞 雷 面波 勘 探 的理 论 研 究 和 应 用 前 景 进 行 了展 望 。 并
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
关键词 ： 瑞雷面波法 ； 频散曲线 ； 勘查尺度 ； 多尺度
１ １ １ 各 种介 质 中瑞 雷波特征 方程 ．．
Ｅ ｒｐ ａ ｅｗｏｋ ， 研 究 内容 几 乎 包 括 从 超 声 ｕｏ ｅｎｎ ｔ ｒ ） 其 到全球 地震 波频率 范 围所 覆盖 的所 有尺度 。 本 文 简要 总结 了近 年来 面 波 理论 的发 展及 其 日益 扩展 的应用 范 围 ， 根据探 测尺 度 的不 同对 有 并
１ 匀各 向同性 介 质 。 ）均
结 合运 动微分 方程 、 物理 方程 （ 广义 胡克 定律 ） 和形 变 方程 以及应 力与 位移 的边 界条件 ， 可得 到均 匀各 向同性介 质 中瑞 雷 波传 播 的特 征方 程 。通 过
关 问题进行 了讨 论 。
１ 瑞 雷 面波 法 理论 研 究
了相 应 的研 究工作 ， 此开 始 了利 用全 球地震 台网 据 记 录的天然 地震 产 生 的瑞 雷 波 来探 测 地 球 内部 结 构 的研究 。瑞雷 波 法 主要 利 用 瑞 雷 波在 分 层 介 质 中传 播 的频 散 特 性 来估 算 地 下 介 质 的 弹性 性 质 。
ｗａ ｅ） ｖ ｓ 。根据人 工震 源 的工作 方式 不 同还 可 以将 人工 震源 法分 为瞬 态面 波法 、 态 面 波法 等 。表 １ 稳 列 出 了常 见 的瑞 雷 波法 的称谓 及其 特点 。
中图 分 类 号 ： ６ １ Ｐ ３ 文献标识码 ： Ａ
１８ 年 英 国 学者 瑞 雷 （ ｙｅ ｈ 首 先 发 现 并 ８７ Ｒａ ｌｉ ） ｇ 证 明 了均 匀半 空 间 中瑞 雷 面波 的存 在Ｌ 。通 过 若 １ ］
目前瑞 雷波 法 的应 用 范 围大到全 球尺 度 ， 到材 料 小 缺 陷 的检测 。根 据 震 源类 型 分 为 天然 地 震 瑞 雷 波 法（ 大地 震 ， 常时微 动 ） 和人 工震 源法 （ 主动震 源法 ，
摘要 ： 近年来 ， 瑞雷面波勘探的理论研究与实际应用技术发展迅速 。根据瑞雷面波的传播特性 ， 雷面波勘探研 瑞 究及应用范围广泛 ， 从地球 内部地壳和上地幔 的构造研究 （ 大尺度勘探） 到石油地震勘探 （ 中尺度勘探 ） 再到工程 勘探 （ 尺度勘探 ） 小 以及物体 内部特性变化的检查（ 甚小 尺度调查 ） 均有 涉及且应 用效果 良好 。因此 可 以说瑞 雷
瑞 雷 面 波 在 多 尺 度 勘 探 上 的研 究 现 状 与 展 望
赵 硕 九 金 钢 燮 汪利 民 ， ，
（ ．朝鲜 沙 里院地质 大 学 ， 鲜 民主主义 共和 国黄 海北道 沙里 院市 ９ ９ ９ ；．中国地质 大 学 （ １ 朝 ９ ０３ ２ 武 汉） 球物理 与空 间信 息 学院 ， 地 湖北武 汉 ４ ０ ７ ） ３ ０ ４
第３ ３卷第 １ 期
２１ 年 ２ ００ 月
勘 探 地 球 物 理 进 展
Ｐ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｅｘ ｌ ｒ ｔ ｎ Ｇｅ ｐ ｙ ｉｓ ｒ ｇ ｅ ｓｉ ｐ ｏ ａ ｉ ｏ ｈ ｓｃ ｏ
Ｖｏ ． ３ Ｎ。 １ １３ ， ． Ｆ ｂ ，０ ０ ｅ ． ２ １
文 章 编 号 ：６ １ ５ ５ ２ １ ）１ ０ １ ７ —８ ８ （０ ０ ０ —０ ０ １—１ ０
１ １． ． 正演 方法 研究 ，
收稿 日期 ：０ ９—０ —０ ； 回 日期 ：０ ９ １一 ２ ２０ ９ ８改 ２ ０ —１ Ｏ 。
瑞雷波正演 的主要 内容是根据弹性波波动理 论建立起描述己知介质模型 中瑞雷波速度与频率
第一作者简介 ： 赵硕九 （９ ９ ） 男， １ ５一 ， 朝鲜 民主主义共和国黄海北道
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干年探索研究 ，Ｏ世纪 ３一５ ２ Ｏ Ｏ年代 ， 地震学家们 发 现 了瑞 雷面波 在 层 状介 质 中 的频 散特 性 并 开 展
以及 其他 弹性 参数 之 间的瑞 雷方程 ， 由此 了解 其在 特定 介质 模型 中 的频 散特 征 。 因此 ， 瑞雷 波正 演方
面 的研究 主要体 现在 瑞 雷 波 在各 种 不 同 介 质情 况 下特 征方 程 的建 立 和求解 两个 方面 。其 中 ， 征方 特 程 的求 解可 分为 解析 法和 数值解 法 。
表 １ 瑞 雷 波法 的分 类
２０ 初 ， ０４年 欧共 体联 合 ９ 国家 的 １ 研 究 个 ４个
机构共 同启 动 了为 期 ４年 的 Ｓ Ｉ Ｅ计 划 ， 复 杂 ＰＣ 即 介质 中地震 波 的传播 与成像 （ Ｐ Ｃ Ｓ ｉ ｅｗａ ｅ Ｓ Ｉ Ｅ， ｅ ｍｉ ｖ ｓ
Ｐ ｏ ａ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｉ ｇ ｎ ｎ Ｃｏ ｐ ｅ ｅ ｉ ａ ｒ ｐ ｇ ｔ ｎ ｍａ ｉ ｇ ｉ ｍ ｌ ｘ ｍ ｄ ａ： ｎ ｏ
沙里 院市朝鲜沙里院地质大学物探系教 师， 主要研究方向为瑞雷面 波勘探理论与应用研究。
２
勘探地 球物理进展
第 ３ 卷 ３
输入原始参数（ 层数、 厚度及介质物性参数） 即可获 得 一个表 示 频 率 与 波速 关 系 的 奇 次 线 性 方 程 组 。 ２ 世纪 ５ 年代初期 ， ｈｍｓｎ ０ Ｏ Ｔ ｏ ｏ 等发现了多层介质 中瑞 雷 波 的频 散 特 性 ， 且 建 立 了相 应 的 频 散 方 并 程 ［ ］ ９ ４年 ， ｒ ｒ ｅ￣ 对 ３种 不 同 震 源 情 。１ ６ Ｈａｋ ｉ ｒ］ ｄ
面波法既是研究地球宏观构造的“ 望远镜” 又是调查物体局部特性变化 的“ ， 显微镜” 。对瑞雷面波勘 探 的理论研
究 以及 在 各 尺 度 勘 探 的 应 用 情 况 进 行 了综 述 ， 对 瑞 雷 面波 勘 探 的理 论 研 究 和 应 用 前 景 进 行 了展 望 。 并
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
关键词 ： 瑞雷面波法 ； 频散曲线 ； 勘查尺度 ； 多尺度
１ １ １ 各 种介 质 中瑞 雷波特征 方程 ．．
Ｅ ｒｐ ａ ｅｗｏｋ ， 研 究 内容 几 乎 包 括 从 超 声 ｕｏ ｅｎｎ ｔ ｒ ） 其 到全球 地震 波频率 范 围所 覆盖 的所 有尺度 。 本 文 简要 总结 了近 年来 面 波 理论 的发 展及 其 日益 扩展 的应用 范 围 ， 根据探 测尺 度 的不 同对 有 并
１ 匀各 向同性 介 质 。 ）均
结 合运 动微分 方程 、 物理 方程 （ 广义 胡克 定律 ） 和形 变 方程 以及应 力与 位移 的边 界条件 ， 可得 到均 匀各 向同性介 质 中瑞 雷 波传 播 的特 征方 程 。通 过
关 问题进行 了讨 论 。
１ 瑞 雷 面波 法 理论 研 究
了相 应 的研 究工作 ， 此开 始 了利 用全 球地震 台网 据 记 录的天然 地震 产 生 的瑞 雷 波 来探 测 地 球 内部 结 构 的研究 。瑞雷 波 法 主要 利 用 瑞 雷 波在 分 层 介 质 中传 播 的频 散 特 性 来估 算 地 下 介 质 的 弹性 性 质 。
ｗａ ｅ） ｖ ｓ 。根据人 工震 源 的工作 方式 不 同还 可 以将 人工 震源 法分 为瞬 态面 波法 、 态 面 波法 等 。表 １ 稳 列 出 了常 见 的瑞 雷 波法 的称谓 及其 特点 。
中图 分 类 号 ： ６ １ Ｐ ３ 文献标识码 ： Ａ
１８ 年 英 国 学者 瑞 雷 （ ｙｅ ｈ 首 先 发 现 并 ８７ Ｒａ ｌｉ ） ｇ 证 明 了均 匀半 空 间 中瑞 雷 面波 的存 在Ｌ 。通 过 若 １ ］
目前瑞 雷波 法 的应 用 范 围大到全 球尺 度 ， 到材 料 小 缺 陷 的检测 。根 据 震 源类 型 分 为 天然 地 震 瑞 雷 波 法（ 大地 震 ， 常时微 动 ） 和人 工震 源法 （ 主动震 源法 ，
摘要 ： 近年来 ， 瑞雷面波勘探的理论研究与实际应用技术发展迅速 。根据瑞雷面波的传播特性 ， 雷面波勘探研 瑞 究及应用范围广泛 ， 从地球 内部地壳和上地幔 的构造研究 （ 大尺度勘探） 到石油地震勘探 （ 中尺度勘探 ） 再到工程 勘探 （ 尺度勘探 ） 小 以及物体 内部特性变化的检查（ 甚小 尺度调查 ） 均有 涉及且应 用效果 良好 。因此 可 以说瑞 雷
瑞 雷 面 波 在 多 尺 度 勘 探 上 的研 究 现 状 与 展 望
赵 硕 九 金 钢 燮 汪利 民 ， ，
（ ．朝鲜 沙 里院地质 大 学 ， 鲜 民主主义 共和 国黄 海北道 沙里 院市 ９ ９ ９ ；．中国地质 大 学 （ １ 朝 ９ ０３ ２ 武 汉） 球物理 与空 间信 息 学院 ， 地 湖北武 汉 ４ ０ ７ ） ３ ０ ４
第３ ３卷第 １ 期
２１ 年 ２ ００ 月
勘 探 地 球 物 理 进 展
Ｐ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｅｘ ｌ ｒ ｔ ｎ Ｇｅ ｐ ｙ ｉｓ ｒ ｇ ｅ ｓｉ ｐ ｏ ａ ｉ ｏ ｈ ｓｃ ｏ
Ｖｏ ． ３ Ｎ。 １ １３ ， ． Ｆ ｂ ，０ ０ ｅ ． ２ １
文 章 编 号 ：６ １ ５ ５ ２ １ ）１ ０ １ ７ —８ ８ （０ ０ ０ —０ ０ １—１ ０
１ １． ． 正演 方法 研究 ，
收稿 日期 ：０ ９—０ —０ ； 回 日期 ：０ ９ １一 ２ ２０ ９ ８改 ２ ０ —１ Ｏ 。
瑞雷波正演 的主要 内容是根据弹性波波动理 论建立起描述己知介质模型 中瑞雷波速度与频率
第一作者简介 ： 赵硕九 （９ ９ ） 男， １ ５一 ， 朝鲜 民主主义共和国黄海北道