地震,一个不再陌生的名字。但是大多数令我们恐惧的地震都是天然地震。除了天然地震之外,对我们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,一般指由人为活动引起的地震。主要分为两种:炸药震源,例如工业爆破、地下核爆炸等造成的振动;非炸药震源,如机械撞击、气爆震源、电能震源、大型水库等。
(人工锤击)
人工地震最重要的地震震源,不同的震源激发的地震波不一样,其效果也大不相同。在实际生产生活中,特别是应对不同的勘探目标,衍生了不同的人工震源。它们可以激发不同类型的地震波,满足我们对地下结构、地质体特性等的研究。主要的人工震源类型及其适用范围如下:
//炸药震源
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01
陆上地震勘探方法一直采用炸药为主要震源。以爆炸力强的炸药为主要材料,需要雷管进行引爆,产生的脉冲尖锐,频率范围较宽。激发方式有:井中爆炸、水中爆炸、坑中爆炸和空气中爆炸等,一般以井中爆炸效果最好。
但是也有一定缺点,钻炮井和使用炸药所需费用较大,时间较长,在需要钻较深炮井才能获得良好激发条件的地区,耗费就更大;在缺水地区,地形复杂、表层为砾石、流砂、沼泽等钻井困难地区,施工不便;在工业区和人口稠密区均不宜使用炸药;海上由于保护渔业生产,亦不宜使用炸药。
(炸弹)
//气动震源(电火花震源)
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02
气动震源是一种车装非炸药震源,属于电子装置。地震波发生器为密闭的扁平圆柱体,由高强度的金属构成一个侧壁可以伸缩的爆炸室。爆炸室顶部为一沉重的反冲体,底板与地面接触。在将地震波发生器放置好后,将丙烷及氧气混合物导入爆炸室,在一定大气压力下,由电火花引爆。爆炸时,较轻的底板能迅速(毫秒级)作出反应,将脉冲传至地下。特点:相对来讲体积较小,适合陆地和水域等不同野外条件,适用面较广。对周围环境的影响小,适合城市附近的勘探。
但是气动震源和其他冲击震源一样,属于低频、低能量震源,会面临噪声的抑制、分辨率能力、穿透深度等问题。
(便携式重锤震源)
//空气枪震源
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04
空气枪震源是外形如枪的机械装置,将高压气体(空气)压入枪膛,并在短暂的时间内从枪口释放到水中产生高压气泡,气泡在静水压力作用下产生胀缩震荡而产生向外传播的压力波。这种震源是典型的脉冲震源,激发信号具有频率高、频带宽的特点。此种振动的频率与气泡中空气的容量、压力、水的深度有关,适当地选择这些参数可获得一定的地震效果。其特点是:体积较大,适合水域的地震勘探,通常漂浮在水中使用;激发速度快,组合使用能量大。