地震走時

地震走時是指地震波從震源傳到觀測點所經過的時間。地震縱波和橫波傳播的速度不同,同一距離傳播時間也不同。傳播時間的長短,還受到所經之處的物質組成情況的影響,準確地測出走時,對研究地震有重要意義。

基本介紹

  • 中文名:地震走時
  • 時間:19世紀末
  • 人物:英國地震學家奧爾德姆
  • 外文名:R.D.Oldham
多項算法,算法優勢,地震走時表,相關歷史,

多項算法

當前,寬角反射/折射地震探測技術仍是研究地殼的幾何和物理結構的重要地球物理方法之一。因此,寬角反射/折射地震資料的處理和解釋是理解地殼結構及其動力學意義的重要前提。
隨著近年來地震勘探設備的發展和新的採集方法的套用,地震採集的道數也增長很快,大偏移距下的地震勘探資料處理日益受到重視。由於大偏移距情況下的多層反射地震波運動學特徵即時距關係不滿足雙曲線規律,因此寬角反射/折射地震資料的非雙曲線的處理方法非常重要。
由於此種條件下時距關係可以通過Taylor展開成為一個只有偶次項的多項式,因此多項式的擬合與逼近算法可以相應地用於處理寬角反射地震數據。傳統的T<2>-X<2>處理方法在多層反射情況下,尤其當偏移距較大時擬合會產生較大誤差,因此,採用Taylor展開多項式的較高階的非雙曲型多項式代替T<2>-X<2>法用於寬角反射/折射地震數據資料處理。

算法優勢

將該算法套用於三維地震透射成像時,由於該算法採用了更加合理的分層地殼模型而取得相對較好的成像結果,給出的數值模擬和實際資料處理結果驗證了這一點。而該算法用於直接計算地殼參數一地殼層厚度和層速度時,較T<2>-X<2>法也有很大的優勢,算法本身也具備一定的穩健性。

地震走時表

地震波在不同震中距上傳播的時間表。地震波從震源到達觀測點所需的時間稱為走時。震中距愈大,所需的走時愈長。在走時表中,按照不同的震源深度和震中距的順序,給出了各種震相的走時數據,其中走時以分、秒為單位;震中距以公里或球面大圓弧的度數為單位;震源深度以公里或剝殼地球半徑 R=6371-33(公里)的百分之一為單位。同走時表中給出的數據相對應的坐標曲線圖稱為走時曲線(在地震勘探中通常稱時距曲線)。
走時表中載入的各種震相的走時,是根據地震圖(即地震波形的記錄)中各種震相的到時來編制的。為了準確地編制走時表,需要匯集大量的地震圖,並對各種震相作出正確的識別和鑑定。在走時表編成之後,它就成為分析地震圖,識別不同震相的主要依據。
為了獲得足夠的地震圖,可以利用天然地震,也可以利用人工爆炸。一次地震發生後,根據放在不同地點的地震儀記錄到的某種地震波的到時和粗略估計出的震源位置和發震時間,畫出初步的走時曲線;用這一曲線更精確地測定震源位置和發震時刻,從而畫出更精確的走時曲線。如此反覆疊代,最後得到的一個穩定結果,就是這種地震波的走時曲線。根據這樣的曲線計算出對應於不同震中距的走時表。

相關歷史

最早的走時表是19世紀末由英國地震學家奧爾德姆(R.D.Oldham)作出的,它包括縱波P,橫波S,以及面波L的走時表,當時只給到走時值的零點幾分,精度很低。20世紀30年代,各國學者相繼編制較為精確的走時表,其中以1939年Sir H.傑弗里斯和K.E.布倫合編的走時表 (簡稱J-B表)和B.古登堡的走時表最為完整,它們基本上是相同的。表中包括了地球上可能出現的絕大多數地震波的走時。J-B表在當時也最為精確,因為它利用了當時國際上較多的地震觀測資料。又採用了嚴格的數學方法做了大量的統計計算。J-B表所採用的全球平均地殼模型為:上層花崗岩層厚15公里,縱波和橫波的速度分別為5.57公里/秒和3.36公里/秒;下層玄武岩層厚18公里,縱波和橫波速度分別為6.50公里/秒和 3.74公里/秒;地殼總厚度為 33公里;地幔頂部的縱波和橫波速度分別為7.76公里/秒和4.36公里/秒。J-B表作為標準的工具為過去的國際地震資料彙編 (ISS)和現在的國際地震學中心(ISC)通報所採用。
第二次世界大戰後,地震觀測的精度有很大改進,電子計算機技術的發展使編制走時表的工作效率大為提高。為此,美國於 1968年重新編制了全球平均的P波走時表。但J-B表在國際地震機構和許多國家(包括中國)仍然是查對地震波走時的主要依據。作為全球平均的走時表,J-B表不能反映各地區的特殊性,包括地殼和上地幔構造的不均勻性。為此,許多國家(包括中國)都還編制了能夠反映本地區特點的地區性走時表。

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