(一)地震波的激发
用于激发地震波的震源分两大类:炸药震源和非炸药震源。
炸药震源是在外界因素(例如用雷管引爆)的作用下,利用瞬间产生的爆发力激发地 震波。由于炸药震源的能量强、激发的地震波脉冲尖锐和频率范围较宽,因而在陆地施 工,尤其是中、深层地震勘探中被广泛采用。
非炸药震源的种类较多,如锤击、可控震源、气动震源和电火花震源等。后两种震源 主要用于海洋地震勘探。
在建筑物比较密集的场地开展浅层地震勘探工作广泛采用锤击震源,其不但安全简 便,而且成本低、效率高。
可控震源是为弥补炸药震源的不足而设计的,激发的波形和频率等均可人为控制。可 控震源仅适于在地形平坦地区的浅层地震勘探中采用。
地震波的激发条件和激发方式,对有效波的能量、记录的频谱和信噪比等也有很大 影响。
激发条件主要是指炸药量、炸药包的形状,以及炸药置于何种介质中引爆和放置的深 度等。激发介质宜选择含水的可塑性岩石层,如黏土、胶泥和湿砂等。激发深度最好在潜 水面以下3~5m的泥岩或黏土层中,这样获得的有效波能量较强,而且频谱适中。
激发方式则是指在陆地施工用炸药做震源时,爆炸是在井中进行,还是在坑中、空中 或者水中进行;采用单点爆炸,还是多点组合爆炸。根据经验以在井中爆炸效果最好。同 时,为了使爆炸能量最大限度地向下传播,并防止声波等干扰产生,要用泥浆等把井口封 严。在钻井困难的地区如水网发育,可在坑中或水中爆炸。另外,多井(坑)组合爆炸也 是增强有效波能量的上好措施。
总之,激发条件和激发方式的选择须依工区的地震地质条件并经试验后视具体情况而 定,以既能获得良好的原始记录,又可做到高效率和低成本为原则。
(二)地震波的接收
地震波的接收就是使用专门的仪器设备,采用合适的工作方法把地震波在地下传播带 到地面的信息真实地记录下来。
1.地震勘探仪器简介
地震仪是野外采集地震数据的装置,主要由检波器、放大器、数字记录器和微型计算 机等部件组成,除接收和记录地震波外,还可监视采集数据的质量并对其进行简单初步 处理。
检波器是拾取大地振动的接收器,主要由线圈、永 久磁铁、弹簧片和外壳组成(图1-30),是将地面质点 的机械振动转换成电信号的换能装置。根据不同的用 途,检波器分为纵波检波器、横波检波器和三分量检 波器。
放大器的作用是对检波器输出的微弱电信号进行滤 除干扰和增益放大控制。
记录器是将地面连续的振动信号经离散取样,变成 数字形式的离散振幅值后记录下来,同时显示在监视 屏上。
上述三部分组成一个地震道,一套地震仪可同时采 用多道进行工作,如12道、24道、48道以及96道等。
图1-30 地震检波器结构示意图
2.地震波的接收
为保证可靠地追踪和对比各地震道记录的有效波,必须合理选择接收点的间距,正确埋置检波器并保持其 接收条件的一致性。
道间距△x的选择,应使相邻两道记录的有效波同一相位的时间差△t不大于周期T 的一半,即△t≤T/2,才能保证对有效波的对比追踪。
检波器尽量埋置在设计指定的接收点,但要避开水田、河滩及风化碎石等;要摆正埋 实,否则会影响接收效果。
为提高接收地震信号的信噪比,有时采用组合检波和组合爆炸。
组合检波就是在每个接收点,沿直线或在某种形状的面积内安置若干个检波器,然 后把输出信号叠加起来作为其中心点的输出,使近于垂直地面出射的有效波加强,沿 水平方向传播的干扰波削弱。组合检波是利用有效波与干扰波的视速度或传播方向的 差异削弱干扰波的,其对于压制诸如面波之类的低视速度的规则干扰及无规则的随机 干扰特别有效。
组合爆炸,即多个震源同时激发构成一个总震源。其原理和效果与组合检波是一样 的,有时二者同时采用。