地震勘探仪器原理-地震仪器原理
地下那阵“抖”法 大家平时讲话或步行,耳朵特别灵,能听出风草的动静。地震勘探仪器就是 imag 得了得,它把地底下那个“静音场子”给震醒了。咱们不用像人听声音那样,得靠耳朵和耳蜗去寻宝,它靠的是把地底下那些微弱能量,变成电信号,再传回地表,给咱们看个真样。 仪器是个个像个小弹簧的零件,这弹簧两头连着小探头,小探头插进地下泥里。
这探头不是死的,它是个电流转换器。就像你把手贴在热水瓶口,能感觉到烫一样,探头里的线圈就是那个“掌”,地底下有个震动,它就跟着它动。动起来的线圈就是给电流变,没动着的线圈就是给电流变。
这电流在电缆里跑,最终到仪器里,再转回电压,咱们就能看到仪器里的波形图。
这波形图里,横轴是工夫,纵轴是电压,工夫越靠后的线,说明离地底下越远。 这原理实际上挺好办的,就像你拉一根橡皮筋。你往弹簧上用力,它就被拉长了;弹簧里充满了空气,你手一松,它就弹回来了。地底下只要有个微弱的震动,仪器里的弹簧就跟着弹,这时候就形成了一个电压信号。
这信号就是“地震波”,它就像回声,只是回声是鼓出来的,地震波是土里鼓出来的。 要是地下有个大石头在晃,那石头就把土给震跑了。
这土跑的时候,就形成了地震波。
这波跑得越快,说明地底下越软,土就松。
这波跑得越慢,说明地底下越硬,土就越紧。
这就好比你穿过一堆棉花,感觉软乎乎的;要是穿过一块板砖,那感觉就硬邦邦的,这就是地震波传播速度的区别。 那这波是如何传出来的呢?仪器里有个震源,这震源就是个能量转换器。它能把电能变成机械能,机械能再变成声波。就像你按钢琴键,那个键盘就是震源,你按下去,琴键就震得了得,发出声音来。地底下也有类似的装置,它按一下,就把土震得了得,土就动了,这就形成了地震波。 这地震波跑了几个小时,说不定都跑出了地底下几千公里了。
这时候,波就撞到了地底下那些物体上,比如岩石、沙子,要么就是空的空隙。物体会挡住一局部波,要么让波慢下来。
这变化就形成了地震波反射信号。
这就好比你往井里打井,井底有东西,你在井口就能听到声音,那就是反射回来的信号。 仪器里还有个接收器,它就是个“小耳朵”。它就像大地里的耳朵,耳朵里有毛,毛能收集声波。声波传到耳朵里,耳朵里的毛就跟着动,然后把震动变成了电信号,传回地表,再放大,再变成波形图。
这波形图里,高亮亮的地方,表示地下有物体,低下去的地方,表示地下比较空。 不过,这仪器也不是万能的。它主要用来找矿,找石油,找天然气,还有找地下管道。找矿的时候,仪器就是在地底下挖“鼻子”,鼻子要是长长了,说明有矿藏;鼻子要是缩了,说明地下比较空,没矿。找石油和天然气的时候,仪器就用来勘探地下油气藏,看那里有没有藏油。 举个数据例子。我在某次地质调查里,用仪器测到地下 2000 米深处,有个明显的反射信号。
这反射波回到地表的时候,电压信号突然跳了一下,从 10 毫伏跳到了 500 毫伏。
这一下子跳了 490 毫伏,说明地底下有个大东西挡住了路,让波慢了下来。再往深处测,又看到了几个小的反射信号,这说明地下不止一个东西。 实际上,地震勘探仪器就像个超级灵敏的耳朵,它能把地底下那些你没听出来的动静,给听出来。它不靠耳朵,不靠感觉,全靠电子,全靠电路,全凭那个弹簧的弹力,把地底下震动给传出来。
只要这仪器在地下工作,不管地底下如何动,它都能跟着动,把动静都记录下来,最终给咱们画成一张图。 这张图就是地震剖面图。图上亮的地方,地下有硬的东西,有矿藏,有油气藏;图上暗的地方,地下比较空,可能还有溶洞,要么就是空的空隙。
这图就是给地下打个“快照”,别看只拍了一张,但那快照里的信息,充足咱们拍板下一步如何挖了。 这原理实际上挺有意思的,它就像把地底下那阵“抖”法给放大后传输给咱们看。
那会儿咱们靠耳朵听,地底下震得了得,我们就知道有动静。目前仪器把这种动静变成了电信号,再传回地表,咱们就能看得更清楚,更准。
这就是现代地震勘探的核心,就是把地底下那“静音场子”给震醒了,然后给咱们看个真样。
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