第1  

章 地震波传播的基本原理

第一节地震波的基本概念
一：

 

振动： 介质中的质点离开其平衡位置的往返运动。

 

波动： 振动在其介质中传播的过程。

 

弹性：物体在外力作用下发生了形变，当外力去掉以后， 物体
就立刻恢复其原状。弹性体: 具有弹性的物体叫做弹性体；
塑性：物体在外力作用下发生了形变，当外力去掉以后仍旧保持
其受外力时的形状。塑性体: 具有塑性的物体叫做塑性体；
弹性波: 振动在弹性介质中传播就形成了弹性波；
注意: 弹性理论已证明,许多固体包括岩石在内,当受力较小、变形较小、作用时间较短时均可看成
是弹性体。
地震波实质上就是一种在岩层中传播的弹性波。
以炸药为震源激发地震波的过程

                                                   
破坏圈: 在炸药包附近, 

 

强大压力 >> 岩石的弹性极限;

塑性带: 离开震源一定距离, 

 

压力 > 岩石的弹性极限;

弹性形变区: 远离震源一定距离, 

 

压力 < 岩石的弹性极限.

二：波在传播过程中 , 某一质点的位移 u 是随时间 t 变化的, 描述某一质点位移与时间关系的图
形叫做振动图形.
与地震记录之间的关系 1)地震勘探中所获得的一道地震记录，实际上就是一系列地震波传播到
地表时，引起地表某一质点振动的振动图形。2）地震勘探中所获得的一张原始地震波形记录，
实际上就是在地面沿测线设置多道检波器，得到的多个振动图形的总和。
地质意义
有利于了解地震波在介质中传播时不同时刻的具体位置；
有利于识别和分辨不同类型的地震波，从而解决与波传播有关的地质问题。
三：在地震勘探中，通常把同一时刻沿地震测线的各质点离开平衡位置的位移分布所构成的图
形叫做地震波的波剖面。即位移 u 是距离 x 的函数，u=f(x) 。
波前: 波在空间传播时，某一时刻空间介质刚刚开始振动的点连成的曲面。
波尾: 波在空间传播时，某一时刻空间介质刚刚停止振动的点连成的曲面。
波面: 波在空间传播时，某一时刻空间介质振动质点中相位相同的点连成的曲面，称为该时刻
的波面。

 

射 线：波的传播方向称为射线(假想)。
地震子波 (wavelet):  当地震波传播一定距离后，其形状逐渐稳定，具有 2-3 个相位，我们将
这有一定延续时间的地震波，称为地震子波，它是地震记录的基本元素。

• 地震子波在持续传播的过程中，严格来讲其幅度和形状都会发生改变，在研究中有时可以近
似认为地震波的基本不变，但其振幅有大有小、极性有正有负，到达接收点的时间有先有后。
波前和波尾是相对某一时刻而言的；

“

”

波面和波前在概念上是不同的。波面可以说是波前的 遗迹 。

“

”

波剖面只反映波在一个特定时刻沿着一个特定方向的 形象 ，而决不是波在时间和空间中的全

“

”

面反映，切不可把它与波的真正 形状 混为一谈。
在各向同性介质中，射线和所过各点处的波面相垂直。

 地质意义    我们根据波前和射线的几何图形，可以研究波在介质空间的位置，从而有利于确定
地质界面的空间分布。
四：当涉及波速和波长时，我们是沿着波的传播方向来考虑问题。若沿着其它方向，则讨论的是