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时距曲线的概念
研究地震波传播规律的目的，是要用它来指导我们用地震勘探方法查明地下地质构造的特点。显然，当在地面激发了地震波后，地下介质的结构不同，则地震波传播的特点也就会不同;另外，在相同的介质结构情况下，不同类型的波(如直达波和反射波)传播特点也会不同。为了具体地说明不同类型的波在各种介质结构情况下传播的特点，在地震勘探中主要用“时距曲线”这个概念。
根据地震勘探的基本原理，可以采用单道记录、自激自收的野外工作方法，但是由于这样做效率低以及一系列技术上的问题，在实际生产工作中早已不这样做了。现在是采用一次激发沿测线多道接收(我国目前大多用96道或120道)。所谓时(间)距(离)关系，就是表示波从震源出发，传播到测线上各观测点的传播时间t，同观测点相对于激发点(取作坐标原点)的距离x之间的关系。要注意，这个距离x不一定是波传播的实际路程的长度，对沿测线传播的直达波，接收点相对于激发点的距离也就是直达波传播路程的长度，但对来自地下界面的反射波，就不是这样。
下面以直达波时距曲线为例，进一步说明时距曲线的概念。如图1所示，在O点激发，沿测线在x1、x2、x3、x4等点上接收，在地震记录上直达波的各个振动图如图1(a)所示。如果在x-t直角坐标系里，把激发点作为坐标原点，横坐标x表示测线上各观测点到激发点的距离，纵坐标t表示直达波到达各观测点的传播时间(见图l-2-l(b))，就可以得到一组点子，它们的坐标是(t1，x1)，(t2，x2)，(t3，x3)，(t4，x4)。把这些点子连起来得到一条曲线，它形象地表示了直达波到达测线上任一观测点时间同观测点与激发点之间的距离的关系。这条曲线就称为直达波的时距曲线。更细致地说，直达波到达x1点的时间是t1，即x1点由原来的静止状态到因波的到达而开始振动的时刻，这个时刻称为波的初至。但实际上，这个时刻在记录上很难准确确定。更常用的办法是以振动图上某个明显的极大值(在地震勘探中习惯称为“相位”这与物理学中的“相位”的含义是不同的)的时间作为波的到达时间，显然，这两个时间之间是有差别的，时距曲线方程里的t表示的是初至时间：在图1中画出的是相位时距曲线。
图1 直达波的时距曲线 在许多情况下，还需要知道波到达测线上任一观测点的时间同观测点与激发点之间的距离的明确定量关系，即所谓时距曲线方程。直达波时距曲线方程很易得出，因为在测线上距离激发点为x的任一观测点，直达波的到达时间是t=X/V (1)
式中V是直达波的速度。(1)式就是直达波时距曲线方程。从(1)式中可以看出t与x是成正比的，因此在这种情况下直达波的时距曲线是一条直线。
如果地下有一个水平界面，见图2(b)，在O点激发，在测线上的O，x1，x2……等点上接收。从图上可以看出，O点接收到的反射波是垂直入射到界面又垂直反射回地面的，所走路程最短;其它各点随着它们到激发点的距离的增大，所接收到的反射波传播的路程就越长。传播时间也越长。下面将要详细证明，反射波的传播时间t同接收点坐标x的关系比较复杂，这种关系在t-x坐标系里是一条双曲线。由这两个例子可以初步看到，直达波与反射波这两种不同类型的地震波，它们的时距曲线也是不相同的。这表明，一种波的时距曲线确实能反映它本身一些特点。并且，时距曲线的特点还包含了关于地下岩层 的速度、形态等对我们十分有用的信息。因此，分析并掌握各种类型地震波的时距曲线特点，是在地震记录上识别各种类型地震波的重要依据，这是我们讨论时距曲线的实际意义的一个方面。
图2 (a)自激自收同相轴与界面形态相对应
(b)多道接收同相轴形态与界面形态不对应副本
讨论反射波时距曲线还有另一方面的实际意义：如果采用自激自收，则由各接收点记录的反射波振动图组成的地震剖面上，反射波同相轴的形态是与地下界面的形态相对应的(见图2(a))。但是，在一点激发，多道接收的地震记录上，反射波同相轴的形态就与地下界面的形态不相对应了(见图2(b))。因为这时在各接收点记录下来的反射波的到达时间，不仅与界面的深度、地震波的速度等地下地质因素有关，还同接收点与激发点之间的距离这一非地质因素有关。为了解决这个矛盾，就要了解各道由于离开激发点距离不同而产生的波到达时差的大小，以便从实际观测到的波到达时间中减去这部分时差，只保留与界面深度有关的那部分时差(这件事就称为动校正)。为此，也需要了解在一点激发、多道接收时，波到达各观测点的时间的变化规律，即时距曲线方程。
在介绍了时距曲线的基本概念后.还须指出，当激发点和观测点在同一条直线上时，这样的测线称为纵测线，用纵测线进行观测得到的时距曲线称为纵时距曲线。除非特别说明，一般讨论的都是纵测线的情况。当激发点不在测线上，这样的测线叫做非纵测线，用非纵测线进行观测得到的时距曲线叫做非纵时距曲线。应当注意，对同一类型的波，在同样的介质结构情况下，它的纵时距曲线与非纵时距曲线是不相同的。例如，直达波的纵时距曲线是直线，但它的非纵时距曲线就不是直线而是一条双曲线。
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| 添加日期：2013-11-13
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