利用地震波特征参数解释断层落差

摘要：断层落差是断层解释的一项重要内容。通过研究断层与地震波之间的关系，提出了一种利用地震波特征参数解释断层落差的方法。通过对实际资料的解释，证明该方法是可行的。
关键词：地震勘探　特征参数　断层　解释
中国图书资料分类法分类号：P631.44

THE INTERPRETATION OF FAULT THROW USING CHARACTERISTIC
PARAMETERS OF SEISMIC WAVE
　　Zhao Aihua　(Geophysical institute of Chinese Academy of Sciences)
　　Liu Tianfang　Zhang Aimin　(China University of Mining and Technology)

Abstract　The fault throw is an important problem for fault interpretation.By studying the relationship between fault and seismic wave,a method,in which the fault throw is interpreted using the characteristic parameters of seismic wave,is presented.It is proved that this method is feasible based on the interpretation of practical data.
Keywords　seismic exploration;characteristic parameters;fault;interpretation

1　引言
　　断层构造是影响矿井生产效率、威胁矿井安全的主要因素之一。断层对矿井的影响程度与其大小有直接关系。一般来说，断层越大，其影响也越大。在矿井建设和生产过程中 ，根据断层的大小，会采取不同的设计方案和预处理措施。因此准确地确定断层落差具有十分重要的意义。
　　目前断层落差h主要是根据断层上、下盘断点时差Δt及地震波速度v来确定，即利用公式

然而由于多种因素的影响，准确地确定Δt和v并非易事。事实上，地震波包含着丰富的断层构造信息，其中许多信息与断层落差有着密切的联系。断层落差越大，构造运动规模一般也越大，断层带内的岩石破碎程度也越高，对地震波的吸收也就越严重。同时反射波之间的相互干涉也越强。因此断层地震波从多方面反映着断层落差大小。正是基于这种认识，我们提出了一种利用地震波特征参数解释断层落差的方法。通过对实际资料的解释，证明该方法是可行的。
2　地震波特征参数
　　用地震波特征参数解释断层落差，由于涉及到二者的数量关系，所以对特征参数的要求是比较高的，不仅要求参数反映断层地震波的特征，而且还要求参数与断层落差有稳定、确切的数量关系。更进一步，这种数量关系应具有一致性，也就是说参数与断层落差的关系是单调的。因此能够用于断层落差解释的地震特征参数并不多。这次利用了3个可以用于断层落差解释的特征参数：断层时差、波形和分维差。
2.1　断层时差DFT
　　断层时差DFT是由主波峰相位时间t_max曲线得到的。如图1所示，将主波峰相位时间曲线用直线段拟合，波峰相位时间在断层处的阶跃值即为断层时差DFT。断层时差与断层落差的关系比较简单，基本上为线性关系：

h=K×DFT，(1)

图1　参数断层时差DFT示意图
细实线——实际t_max曲线；虚线——t_max拟合直线段

式中　K——大于0的常数。
　　图2是根据大屯龙东矿10T线资料绘制的DFT—h关系曲线。

图2　DFT—h关系曲线
实线——实际资料曲线；虚线——理论拟合曲线

2.2　波形FORM

(2)

式中　A_max——主波峰振幅；
　　　T^*——地震波主周期。
　　波形与断层落差的关系比较复杂，总的来说落差越大，FORM越小。图3是根据大屯龙东矿10T线资料绘制的FORM—h关系曲线。

图3　FORM—h关系曲线
实线——实际资料曲线；虚线——理论拟合曲线

2.3　分维差DFRACT
　　分维差DFRACT是从短时分形维参数FRACT(FRACT的定义见参考文献［1］)曲线上得到的。如图4所示，DFRACT是断层处拟合分形维与实际分形维之差。

图4　参数分维差示意图
实线——实际FRACT曲线；虚线——FRACT拟合曲线

　　DFRACT与落差h总体为单调递增关系，具体关系则比较复杂。图5是根据大屯龙东矿10T线资料绘制的DFRACT—h关系曲线。