非炸药震源 震源类型
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\u843d\u91cd\u6cd5\u662f\u4e00\u79cd\u6700\u53e4\u8001\u7684\u975e\u70b8\u836f\u9707\u6e90\u3002\u5b83\u662f\u628a\u51e0\u5428\u91cd\u7684\u5927\u94a2\u5757\u7528\u94fe\u6761\u540a\u5728\u4e00\u79cd\u4e13\u7528\u6c7d\u8f66\u7684\u8d77\u91cd\u673a\u4e0a\uff0c\u7136\u540e\u8ba9\u5176\u52a0\u901f\u4e0b\u843d\u649e\u51fb\u5730\u9762\u800c\u4ea7\u751f\u5730\u9707\u6ce2\u3002\u6d77\u4e0a\u5730\u9707\u52d8\u63a2\u4e5f\u53ef\u5229\u7528\u673a\u68b0\u649e\u51fb\u578b\u9707\u6e90\uff08\u79f0\u4e3a\u6c34\u9524\uff09\uff0c\u5b83\u7684\u539f\u7406\u662f\u7a7a\u6c14\u6d3b\u585e\u628a\u653e\u5728\u6c34\u4e2d\u7684\u4e00\u6216\u4e24\u5757\u94a2\u5757\u7a81\u7136\u63a8\u5f00\uff0c\u6c34\u5c31\u51b2\u5165\u677f\u540e\u6216\u677f\u95f4\u5f62\u6210\u7684\u7a7a\u7a74\uff0c\u6c34\u7684\u51b2\u6324\u4f5c\u7528\u4ea7\u751f\u51b2\u51fb\u6ce2\u3002\u8fd9\u79cd\u9707\u6e90\u7684\u6700\u5927\u7f3a\u70b9\u662f\u53ef\u4ea7\u751f\u80fd\u91cf\u5f88\u5f3a\u7684\u5e72\u6270\u9762\u6ce2\u3002
2.\u53ef\u63a7\u9707\u6e90\uff08\u8fde\u7eed\u632f\u52a8\u9707\u6e90\uff09
\u5730\u9707\u52d8\u63a2\u4e13\u7528\u7684\u53ef\u63a7\u9707\u6e90\u7cfb\u7edf\u4e0d\u540c\u4e8e\u70b8\u836f\u9707\u6e90\uff0c\u5b83\u5411\u5730\u4e0b\u53d1\u5c04\u7684\u4e0d\u662f\u8109\u51b2\u6ce2\u800c\u662f\u5ef6\u7eed\u65f6\u95f4\u4ece\u51e0\u79d2\u5230\u6570\u5341\u79d2\uff0c\u9891\u7387\u968f\u65f6\u95f4\u53d8\u5316\u7684\u6b63\u5f26\u632f\u52a8\uff0c\u6545\u88ab\u79f0\u8fde\u7eed\u632f\u52a8\u9707\u6e90\u3002\u53c8\u56e0\u4e3a\u5176\u626b\u63cf\u7684\u9891\u7387\u8303\u56f4\u53ca\u632f\u52a8\u7684\u5ef6\u7eed\u957f\u5ea6\u90fd\u662f\u53ef\u4ee5\u4e8b\u5148\u4eba\u4e3a\u63a7\u5236\u548c\u6539\u53d8\u7684\uff0c\u6545\u88ab\u79f0\u4e3a\u53ef\u63a7\u9707\u6e90\u3002\u53ef\u63a7\u9707\u6e90\u6700\u5927\u7684\u4f18\u70b9\u5c31\u662f\u5b83\u53ef\u4ee5\u4eba\u4e3a\u63a7\u5236\u6fc0\u53d1\u7684\u5730\u9707\u6ce2\u7684\u9891\u7387\uff0c\u4ee5\u6ee1\u8db3\u52d8\u63a2\u7684\u9700\u8981\u3002\u53e6\u5916\uff0c\u5b83\u4e0d\u7528\u94bb\u673a\u53c8\u4e0d\u635f\u5bb3\u73af\u5883\uff0c\u56e0\u6b64\u53ef\u63a7\u9707\u6e90\u5df2\u9010\u6e10\u5e7f\u6cdb\u5730\u5e94\u7528\u4e8e\u9646\u5730\u52d8\u63a2\u3002
3.\u6c14\u7206\u9707\u6e90\u548c\u6c14\u52a8\u9707\u6e90
\u6c14\u7206\u9707\u6e90\u662f\u8ba9\u6df7\u5408\u6c14\u4f53\uff08\u4e19\u70f7\u548c\u6c27\u6c14\uff09\u5728\u4e00\u4e2a\u5bc6\u95ed\u7684\u5706\u67f1\u72b6\u7206\u70b8\u5ba4\u5185\u7206\u70b8\uff0c\u9a71\u52a8\u7206\u70b8\u5ba4\u6d3b\u52a8\u5e95\u677f\u649e\u51fb\u5730\u9762\uff0c\u6fc0\u53d1\u5730\u9707\u6ce2\u3002\u8fd9\u79cd\u9707\u6e90\u7c7b\u4f3c\u4e8e\u9524\u51fb\u9707\u6e90\uff0c\u4e00\u822c\u7528\u4e09\u53f0\u6216\u66f4\u591a\u7684\u6c14\u52a8\u88c5\u7f6e\u540c\u65f6\u70b9\u706b\uff0c\u5f15\u7206\u4fe1\u53f7\u7531\u8bb0\u5f55\u88c5\u7f6e\u7528\u65e0\u7ebf\u7535\u53d1\u9001\u3002\u6c14\u7206\u9707\u6e90\u5b89\u88c5\u5728\u91cd\u578b\u8f66\u8f86\u4e0a\uff0c\u5b83\u4ea7\u751f\u7684\u8109\u51b2\u5bcc\u542b\u4f4e\u9891\uff0c\u56e0\u6b64\u6709\u8f83\u5927\u7684\u7a7f\u900f\u80fd\u529b\uff0c\u591a\u7528\u4e8e\u9646\u5730\u52d8\u63a2\u3002\u7528\u4e8e\u6d77\u6d0b\u7684\u6c14\u7206\u9707\u6e90\u79f0\u4e3a\u6c34\u8109\u51b2\u3002
\u7a7a\u6c14\u67aa\u5c5e\u4e8e\u6c14\u52a8\u9707\u6e90\uff0c\u505a\u6210\u67aa\u4e00\u6837\u7684\u88c5\u7f6e\uff0c\u5c06\u9ad8\u538b\u6c14\u4f53\uff08\u7a7a\u6c14\uff09\u538b\u5165\u67aa\u819b\uff0c\u5e76\u8ba9\u5176\u5728\u67aa\u53e3\u7aef\u7a81\u7136\u91ca\u653e\uff0c\u4ea7\u751f\u5f88\u5f3a\u7684\u51b2\u529b\uff0c\u4ee5\u6fc0\u53d1\u5730\u9707\u6ce2\u3002\u8fd9\u79cd\u9707\u6e90\u662f\u5178\u578b\u7684\u8109\u51b2\u9707\u6e90\uff0c\u7c7b\u4f3c\u4e8e\u70b8\u836f\u9707\u6e90\u4ea7\u751f\u7684\u8109\u51b2\u6ce2\uff0c\u4e3b\u8981\u7528\u4e8e\u6d77\u6d0b\u52d8\u63a2\u3002
4.\u7535\u706b\u82b1\u9707\u6e90
\u7535\u706b\u82b1\u9707\u6e90\u662f\u7535\u706b\u82b1\u4ea7\u751f\u5668\u901a\u8fc7\u6c34\u4e2d\u7535\u6781\u4e4b\u95f4\u7535\u6d41\u7684\u7a81\u7136\u653e\u7535\u6765\u6fc0\u53d1\u5730\u9707\u6ce2\u3002\u5de5\u4f5c\u65f6\uff0c\u9996\u5148\u7531\u53d1\u7535\u673a\u5411\u7535\u5bb9\u5668\u7ec4\u5145\u7535\uff0c\u7136\u540e\u7528\u4e00\u4e2a\u7279\u6b8a\u8bbe\u8ba1\u7684\u5f00\u5173\u628a\u7535\u5bb9\u5668\u63a5\u901a\u5230\u6c89\u653e\u5728\u8239\u5c3e\u6d77\u6c34\u4e2d\u7684\u7535\u6781\u4e0a\uff0c\u901a\u8fc7\u7535\u6781\u4e4b\u95f4\u7684\u76d0\u6c34\u653e\u7535\uff0c\u9020\u6210\u9ad8\u70ed\u4f7f\u6c34\u7a81\u7136\u6c14\u5316\u4ea7\u751f\u8fc5\u901f\u81a8\u80c0\u7684\u84b8\u6c7d\u6c14\u6ce1\uff1b\u653e\u7535\u540e\u53c8\u5f88\u5feb\u51b7\u5374\uff0c\u84b8\u6c7d\u6c14\u6ce1\u7834\u706d\u800c\u6fc0\u53d1\u51fa\u538b\u529b\u8109\u51b2\uff0c\u4e24\u8005\u5408\u5e76\u4e3a\u603b\u7684\u58f0\u9707\u6e90\u3002\u8be5\u9707\u6e90\u7684\u7279\u70b9\u662f\u9891\u7387\u9ad8\uff08100Hz\uff5e1000Hz\uff09\uff0c\u6545\u5206\u8fa8\u7387\u9ad8\u3002\u5b83\u4e3b\u8981\u7528\u4e8e\u6d77\u6d0b\u52d8\u63a2\u3002
虽然炸药震源是一种理想震源，但是施工危险性比较大，成本费用高。更主要的问题是无法钻井、严重缺水地区(如沙漠)工作困难，有的地区甚至不允许炸药爆炸。另外，有时不同爆炸点所产生的脉冲波不一致，影响记录面貌。因此，地震勘探逐渐发展了非炸药震源，特别是近三十多年来，在海上得到广泛的应用。非炸药震源有以下几种:
1.落重法震源
落重法是把数千公斤(或数百公斤重)的物体从大约2m～3m的高处落到地面，撞击地面激发地震波。重物一般是重锤，即几吨的大铁块，用链条吊在一种专用汽车的起重机上，需要撞击时将其从高处落下。在工程地震勘探中则利用几磅重的铁锤或其他重物撞击地面作为震源。
这种震源最大的缺点是产生严重的水平方向的干扰噪声(如能量很强的面波)。
2.可控震源(连续振动震源)
为了弥补炸药震源的不足，设计了勘探专用的可控震源系统。这种震源不同于炸药震源，它向地下发射的不是脉冲波，而是可控制的振荡波。其函数形式为
地震勘探
式中A(t)是变化缓慢的包络函数，ω1和b分别是起始频率及与频率变化有关的常数， T是扫描持续时间，ω2是扫描结束频率。式中的正号对应于升频扫描，负号对应于降频扫描。
该信号持续时间很长，可达到许多秒，其频率在持续时间内发生徐缓的变化，我们称其为变频扫描信号。如图3-5所示。信号持续时间长是为了加强波下传的能量。
图3-5 可控震源的扫描信号
该信号传入地下经反射返回地面被记录的反射波g2(i)全部是重叠的，无法分辨，不能直接解释。因此必须把接收的反射波同震源的振荡信号用互相关技术对记录作处理，亦即求
地震勘探
在频率域中，相关过程表示为
地震勘探
其中
地震勘探
互相关处理的结果，在相关记录上，每个反射信号被压缩成为几十毫秒宽的零相位脉冲，反射信号的振幅在相关之后被保留下来，即相关子波记录，如图3-6所示。
图3-6 可控震源的相关记录
可控震源系统结构及工作原理如图3-7所示。可控震源的振动器是激发地面振动的功率输出部件，它把电能扫描同步地转换为液压机械振动。液压伺服振动器由电路系统和机械系统组成。电路系统的作用是通过甚高频无线电收发机接收来自记录仪器的无线电扫描信号，以驱动伺服装置推动振动器振动，变频扫描信号用固定程序由计算机控制。振动器的机械部分有一动力泵把油液注入高压储集器，由电路系统驱动的伺服阀则控制油流的方向，该油流直接推动与重锤连接的双动活塞，使活塞在垂直面上来回振动。重锤通过活塞安装在框架上，活塞杆、框架及平板组成一个整体。活塞把伺服油缸分成两个油腔，它们各有一个油孔通过伺服阀与油源连接。当油源的高压端经油孔A与油腔A连通时，高压油进入油腔A;油腔B中的油经油孔B流回油源的低压端，这时作用在活塞上的控制力方向向上。此力经活塞杆传送到框架﹑平板而作用于地面。当油腔B与高压端相通而油腔A与低压端相通时，作用在活塞上的控制力方向向下，该力同样被送至地面。如图3-8所示。
图3-7 可控震源的工作框图
图3-8 可控震源原理简图
伺服阀的柱塞位置控制油流进入或流出油腔。当柱塞受扫描信号控制而自正常位置向上移动时，油孔B与高压端相通，作用在活塞上的控制力向下;当柱塞向下移动时，油孔A与高压端相通，控制力向上。于是，扫描信号使伺服阀的柱塞按选定的频率上下移动，使被伺服器阀控制的活塞按同样规律运动，结果驱动振动器底板按扫描信号的频率振动，向地下发送振荡波。可控震源施于地面的力一般为15t，如果加上车负荷可达17t或20t左右，尽管如此，这个力也是较小的。为了增强能量并压制面波的干扰，多半采取组合激发，用数台震源同时振动，而且每台震源在一个点上振动几次至几十次，总振动时间需要几分钟到几十分钟，最后得到一个激发点叠加能量的野外记录。
3.气爆震源和气动震源
气爆震源是将混合气体(丙烷和氧气)在一个密闭的圆柱状爆炸室内爆炸，驱动爆炸室活动底板撞击地面激发地震波。这种震源类似于锤击震源，多半安装在汽车上用于陆地勘探。
空气枪属于气动震源，做成枪一样形状的装置，将高压气体(空气)压入枪膛，并让其在枪口端释放，产生很强的冲力，以激发地震波。这种震源是典型的脉冲震源，类似于炸药爆炸产生的脉冲波。它主要被用于海洋勘探。
4.电火花震源
电火花震源是电火花发生器通过水中电极之间电流的突然放电来激发地震波。其主要部件是由船曳引的置于水中的电极组，它同船上由发电机充电的电容器连接。在激发的一瞬间，一个专门设计的开关系统突然接通电流，于是电容器组通过两极之间的盐水间隙而放电。放电产生的热度相当高，以致水被突然汽化而形成气泡;因为放电后又很快冷却，气泡破灭而激发出压力脉冲，两者合并为总的振动。这种震源也多采用组合激发。电火花震源和气枪震源在陆地勘探也有应用。
激发横波与激发纵波的震源类型大同小异。纵波的激发需要震源对周围岩石介质产生均匀的辐射状力。而横波的激发需要产生定向力(剪切力)。因而激发横波的可控震源应使底板沿地面水平方向振动;落重法横波震源的重锤接触地面时要沿水平方向撞击地面。横波炸药震源是采用三排平行于测线的炮井，排炮间距1m左右，先在中间一排井放炮，爆炸后造成空洞，同时用垂直检波器记录纵波，然后分别在其两侧的两排井放炮，用水平检波器接收左边排炮产生的纵波和向左振动的横波及右边的排炮产生的纵波和向右振动的横波，将左右排炮激发获得的两张记录相减即得到横波记录。当然也可以在井中或坑中定向爆炸，产生水平方向剪切力激发地震波。
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