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        EN
        什么是人工地震?
        2023-07-07 16:26:24


         

               地震,一個不再陌生的名字。但是大多數令我們恐懼的地震都是天然地震。除了天然地震之外,對我們生活更有益的是人工地震。

               人工地震,就字面意思而言,就是人造的地震,一般指由人為活動引起的地震。主要分為兩種:炸藥震源,例如工業爆破、地下核爆炸等造成的振動;非炸藥震源,如機械撞擊、氣爆震源、電能震源、大型水庫等。

         

         

        (人工錘擊)



         

               人工地震最重要的地震震源,不同的震源激發的地震波不一樣,其效果也大不相同。在實際生產生活中,特別是應對不同的勘探目標,衍生了不同的人工震源。它們可以激發不同類型的地震波,滿足我們對地下結構、地質體特性等的研究。主要的人工震源類型及其適用范圍如下:
         
        //炸藥震源
        ///
        01

               陸上地震勘探方法一直采用炸藥為主要震源。以爆炸力強的炸藥為主要材料,需要雷管進行引爆,產生的脈沖尖銳,頻率范圍較寬。激發方式有:井中爆炸、水中爆炸、坑中爆炸和空氣中爆炸等,一般以井中爆炸效果最好。
               但是也有一定缺點,鉆炮井和使用炸藥所需費用較大,時間較長,在需要鉆較深炮井才能獲得良好激發條件的地區,耗費就更大;在缺水地區,地形復雜、表層為礫石、流砂、沼澤等鉆井困難地區,施工不便;在工業區和人口稠密區均不宜使用炸藥;海上由于保護漁業生產,亦不宜使用炸藥。

         


         



        (炸彈)


         

         

         

         

        //氣動震源(電火花震源)
        ///
        02
               氣動震源是一種車裝非炸藥震源,屬于電子裝置。地震波發生器為密閉的扁平圓柱體,由高強度的金屬構成一個側壁可以伸縮的爆炸室。爆炸室頂部為一沉重的反沖體,底板與地面接觸。在將地震波發生器放置好后,將丙烷及氧氣混合物導入爆炸室,在一定大氣壓力下,由電火花引爆。爆炸時,較輕的底板能迅速(毫秒級)作出反應,將脈沖傳至地下。特點:相對來講體積較小,適合陸地和水域等不同野外條件,適用面較廣。對周圍環境的影響小,適合城市附近的勘探。
               但是氣動震源和其他沖擊震源一樣,屬于低頻、低能量震源,會面臨噪聲的抑制、分辨率能力、穿透深度等問題。

         

         


        ( 陸地電火花震源車 )


         
        //重錘震源
        ///
        03
               重錘震源系統屬于車載機械裝置。將重物高舉,利用重力和重力加速度沖擊地面以產生地震信號。在重錘撞擊地面之后就馬上把它從地面提起,以便使重錘在幾秒鐘之內在另一個地點再次落下,在這段時間,卡車沿著某個方向移動一定距離,每次激發的地震波由一個排列的接收器接收。其特點包括:相對來講體積和重量都較大,適合陸地地震勘探;激發的地震波頻率較低,適合對分辨率要求不高的地震勘探;能量消耗較大。
               但是由于使用大型運輸車輛,需要能夠通過重型車輛的公路,交通便利。并且重錘產生的面波較強,一般會使用大量接收器組合和激發組合而能夠進行多次疊加提高信噪比。

         

         


         

        (便攜式重錘震源)



         

        //空氣槍震源
        ///
        04
               空氣槍震源是外形如槍的機械裝置,將高壓氣體(空氣)壓入槍膛,并在短暫的時間內從槍口釋放到水中產生高壓氣泡,氣泡在靜水壓力作用下產生脹縮震蕩而產生向外傳播的壓力波。這種震源是典型的脈沖震源,激發信號具有頻率高、頻帶寬的特點。此種振動的頻率與氣泡中空氣的容量、壓力、水的深度有關,適當地選擇這些參數可獲得一定的地震效果。其特點是:體積較大,適合水域的地震勘探,通常漂浮在水中使用;激發速度快,組合使用能量大。

         




        (陸地氣槍)




        (深水氣槍)



         
        //可控震源
        ///
        05
               可控震源系統的野外工作方法,在許多方面與炸藥震源基本上一致。比較特殊的是在采用可控震源時要進行大量的組合、疊加,即同時用幾臺震源,以一定的組合形式,在一個振點(即炮點)上振動幾次至幾十次。每次振動后,各臺震源保持其組合形式,向同一方向挪動一定距離,再振動第二次??煽卣鹪吹膮抵饕ɡ硐胱硬úㄐ危ㄅc掃描頻率信號的起始和終了頻率有關)、震源臺數、掃描長度、振動次數等。其特點是:不產生地層不傳播的震動頻率,節約能量;不破壞巖石,引起地面損害??;抗干擾能力強,信噪比較高。

         



         
               人工地震在地震勘探領域應用十分廣泛,也用在活動斷層探測、核爆炸檢測、火山活動檢測等領域。其擺脫天然地震空間分布不均、震源不明的劣勢,有非常好的應用前景。

         


        (地震勘探示意圖)


         
               利用人工方法造出的“地震波”,能夠幫助我們觀測地下的巖石結構和構造。比如探測地下斷層,地震波在不同成分的巖層(松軟的沙子、粘土物質或堅硬的石質巖石)交接處會發生反射和折射,而發生斷層的地方,傳播的地震波能量就會被斷層“吸進去”,因而根據檢波器接收到的地震波能量變化就可以測出斷層的所在位置。
         



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