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
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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)
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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。
(便攜式重錘震源)
//空氣槍震源
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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。