地震頻率諧振勘探技術(shù)原理

地震波頻率諧振勘探技術(shù)是近幾年提出的一種新興物探方法。該方法利用自然界廣泛存在的頻率諧振原理來進(jìn)行地震勘探，獲得地下地質(zhì)體的幾何、屬性特征。

地球表面噪聲具有不同的來源，其頻率范圍從低于千分之一赫茲一直到超過了數(shù)千赫茲。由于地球從表面到深部具有從低速度向高速度變化的特征，所以，地震波從深部向地面的傳播過程中將遵循最短路徑規(guī)則，亦即，地震波到達(dá)地表時(shí)均近似地垂直。

我們假設(shè)地球介質(zhì)是近似層狀的結(jié)構(gòu)，近似垂直地到達(dá)地面的地震波場均穿越了層狀地層。這些地層本身都有其固有的振動頻率，當(dāng)?shù)卣鸩ㄔ诖┰皆摰貙訒r(shí)，部分與地層固有頻率接近的波場振幅將發(fā)生共振被顯著放大。

地球表面測量得到的振動噪聲統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上均為各頻率對地層的諧振產(chǎn)物，高頻諧振發(fā)生在淺部地層內(nèi)，低頻諧振發(fā)生在深部地層內(nèi)，在深部地層即使存在高頻諧振由于傳播過程中經(jīng)過地層的衰減也難于到達(dá)地表，沒有經(jīng)歷過諧振的地震波能量級別將會很小。
 

上圖是地震波典型共振圖。地震波也存在諧振特征，地震波頻率諧振勘探技術(shù)就是基于諧振原理，通過自然界噪聲采集、處理、成像，達(dá)到對地下介質(zhì)的探測目的。該方法具有以下幾種特點(diǎn):

1)不受地震波初至影響，避免了初至拾取造成的誤差；

2)抗干擾能力很強(qiáng)，對復(fù)雜地表情況有更強(qiáng)的適應(yīng)性；

3)對密度變化敏感；縱向和橫向分辨率很高；勘探深度大，最大勘探深度可達(dá)50km；

4)可以進(jìn)行無源方式采集和數(shù)據(jù)處理；

5)作業(yè)簡單快速，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

地震波頻率諧振勘探法利用S波諧振頻率對地下介質(zhì)波阻抗變化的敏感性完成地下一定深度的地質(zhì)體成像。地下某介質(zhì)波阻抗率對應(yīng)某一特定的地震諧振頻率。分析諧振頻率可以同時(shí)獲得地下介質(zhì)位置和波阻抗率(或稱梯度)信息。

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