§3地震勘探野外數據采集系統3.2

地震波的頻譜特征在地震勘探中，地震信號的激發是十分重要的一個環節，其激發的地震信號的質量直接影響著地震勘探的質量。地震信號的激發主要包括如下方面：1）激發條件選擇（水或巖土中或井中）2）激發裝置確定（震源及其類型）3）激發方式及其類型確定（單次或組合）

§3地震勘探野外數據采集系統3.3.1陸地震源震源類型：

陸地地震信號的激發震源最常用的主要有炸藥震源、氣爆震源、落錘震源、可控震源以及橫波震源等震源的選擇：

根據工作場地條件與探測任務目的要求綜合考慮激發方式選擇：

根據工作場地的具體情況選擇合適的激發震源與激發方式§3地震勘探野外數據采集系統3.3.1.1炸藥震源在井中炸藥包由爆炸機充高壓電引爆雷管進而引爆炸藥包的方式激發地震波，主要產生縱波。㈠

炸藥震源特點：⑴炸藥震源能產生較強能量的地震波；⑵炸藥震源能產生頻帶較寬的尖脈沖波；⑶藥量與信號能量在一定范圍內成比例關系，超過一定范圍后，盡管藥量增加也難達到使信號能量增加，因此，在采用炸藥作為震源激發地震信號時,應通過一定試驗確定激發藥量的使用。EQ§3地震勘探野外數據采集系統EQ§3地震勘探野外數據采集系統㈡

炸藥震源激發過程a.鉆井：通常用汽車鉆往地下鉆直徑8-10cm,深度6-30m（特殊情況下更深）的井并在井中沖水或泥漿。b.放藥包：將待爆炸的炸藥包用導線連接并通過繩索放入井中的某一深度，在離開井口的安全位置并將爆炸線接入爆炸機，進入待爆炸狀態．c.激發：進行安全警戒，對爆炸機電容充電至引爆電壓，待地震儀器進入記錄狀態時同時觸發爆炸機引爆開關引爆雷管同時引爆炸藥包，激發地震波；在爆炸機引爆藥包的瞬間，同時在爆炸的瞬間爆炸機內產生一個電脈沖，該脈沖通過導線傳到地震記錄儀器并打開記錄放大器進行信號記錄，該脈沖即為爆炸信號。

綜合考慮：激發巖性、激發深度和激發藥量§3地震勘探野外數據采集系統3.3.1.2氣爆震源(車載非炸藥震源)震源采用密閉的扁平圓柱體。由高強度金屬構成一個側壁可以伸縮的氣體爆炸室。爆炸室頂部為一沉重的反沖體，底板與地面直接接觸。爆炸室內沖入2個大氣壓的丙烷與氧混合氣體，電火花引爆，底板沖擊地面。特點：低能、低頻型，產生較強面波。3.3.1.3重錘震源通過支架用滑輪將重錘吊起一定高度后迅速落下并敲擊地面的墊板即可。特點：低頻、強能量，容易產生強面波干擾。3米3噸重錘滑輪錘擊墊板§3地震勘探野外數據采集系統3.3.1.4可控震源(vibroseis)可控震源是指能夠產生人們可以進行控制的地震波信號震源，通常由震源車為載體(由液壓伺服系統帶動振動板敲擊地面),工作時由幾臺震源車進行組合實施信號的激發§3地震勘探野外數據采集系統3.3.1.4可控震源(vibroseis)㈠工作原理：震源記錄檢波器S地震儀器R1R2R3A：totR1tR2tR3T相關參考檢波器AS點tR1

tR2

tR3相關處理后道信號V1V4V2V3R1R2R3§3地震勘探野外數據采集系統3.3.1.4可控震源(vibroseis)㈡可控震源特點：⑴能產生延續時間較長（幾～幾十秒)，頻率隨時間變化的等幅正弦信號。分為升頻與降頻信號兩種。聲頻信號示意圖降頻信號示意圖§3地震勘探野外數據采集系統3.3.1.4可控震源(vibroseis)㈡可控震源特點：⑵不產生地層不傳播的頻率；⑶不破壞巖石；⑷抗干擾能力強，信噪比高；利用相關技術將延續時間很長的脈沖壓縮成短脈沖，既增強了信號，又不降低分辨力⑸地面損害較小。缺點：結構龐大、復雜，不適合復雜地表區域§3地震勘探野外數據采集系統3.3.2海洋震源(mairnesource)3.3.2.1電火花(sparker)利用高壓電極在水中的放電效應，使其間的水介質形成通路，電極間放電產生的熱能使海水氣化，對海水產生巨大沖擊力，而形成壓縮波。激發寬頻信號高頻、低能電容器兩極§3地震勘探野外數據采集系統§3地震勘探野外數據采集系統§3地震勘探野外數據采集系統3.3.2海洋震源(mairnesource)3.3.2.2空氣槍(airgun)它將壓縮空氣在短時間內釋放到水中，形成氣泡造成強烈的沖擊力，產生地震波。特點：低頻、高能⑴

組成：槍體（空氣、導管、活塞等）、壓縮機；⑵激發：沉放海水中一定深度；⑶存在重復沖擊產生的氣泡多次沖擊效應⑷多槍組合后產生的疊加效果：是十分理想的：根據氣槍組合個數的多少對重復沖擊的壓制效果而不同；原則上組合個數越多沖擊波壓制越好，但注意平均效應產生的影響．§3地震勘探野外數據采集系統大氣氣室2氣室1閥門關閉狀態氣體壓縮階段氣體釋放階段（信號激發）釋放氣體釋放氣體閥門打開狀態充氣壓縮氣體§3地震勘探野外數據采集系統單槍激發后出現重復沖擊波頻帶寬激發能量強（其壓力70—140MPa）§3地震勘探野外數據采集系統進行氣槍組合可以改善激發波形波的能量強、脈沖窄、無重復沖擊§3地震勘探野外數據采集系統氣槍組合：組合槍陣(協調槍陣)：利用多個不同容量的氣槍組合在同壓同深條件下產生不同氣泡周期的特點壓制氣泡振動。相干槍陣：利用容量相同的槍距離很近時，所產生的氣泡互相抑制而縮小氣泡振動。GI槍：自身二次放氣來抑制氣泡的振動§3地震勘探野外數據采集系統§3地震勘探野外數據采集系統海洋震源的選擇1、選擇的原則：

1)、海洋震源特征為:峰值壓力較高,二次振蕩較小

2)、判斷震源特征的方法：

a、在深水中激發、含水底反射干擾，應避開水底反射

b、在震源以下75—100米處放置一校準水聽器記錄震源波c、根據經驗判斷震源好壞

3)激發時間間隔與激發能量應滿足探測要求

4)激發脈沖波窄且頻率成分豐富§3地震勘探野外數據采集系統

2、震源爆炸時氣泡振動周期與能量關系

1917年，RayLeigh發現,氣泡產生聲波時,氣泡率F與水液體密度ρ,氣體壓力P及氣泡直徑d有關。

1941年，Willis得到振動周期與能量關系，即有RayLeigh—Willis公式：當海水密度為1.024g/cm2時，可用h+10代替，其中h—水深，單位為米，則上式可寫為：3、不同震源能量與頻率關系如下圖:(通常:能量高，頻率低;能量低，頻率高)

§3地震勘探野外數據采集系統震源能量與頻率關系圖與在9米深60%炸藥的等價藥量

100010000100000100000010000000空氣槍氣爆電火花炸藥線震源的瑞雷-威爾斯曲線點震源的瑞雷-威爾斯曲線1000HZ100HZ10HZ1HZ0.0010.01