[科普中国]-横波法地震勘探

又称横波勘探，借助人工激发的横波(质点在垂直于传播方向上振动的一类体波，记为S波)或转换横波在地壳中传播，探查地质构造及岩性的地震勘探方法，是地震勘探的一个新分支。横波法地震勘探一般指横波反射法，与纵波反射法相似。用炸药或可控震源激发地震波时，既产生纵波也产生横波，纵波在界面上还产生转换横波。地震勘探过去一直采用纵波法工作，把横波视为干扰波。

介绍前苏联、美、法等国对横波法的理论研究早已开始，20世纪60年代末开始试验利用横波判断岩性。70年代中期，大功率横波可控震源研究成功，美国多家公司在六个国家20个地区试验，获得了质量相当于纵波12次叠加的资料。此后，横波法地震勘探才得以实际应用。它与纵波法地震勘探联合，可以得到地下岩性的多种信息，可补充纵波法勘探之不足。90年代初，中国在煤田勘探中开始试验，同时应用于浅层工程勘探。横波法勘探已成为很有前途的辅助方法。1

原理与分类地震波分为体波与面波。纵波P和横波S皆属体波范围。横波又分为垂直偏振横波及水平偏振横波。①垂直偏振横波。指局限在波传播方向铅垂平面内振动的横波能量，记为SV波。它在界面上可以与纵波相互转换，转换波 (在部分路径上以纵波传播，而在部分路径上又以横波传播的地震波)法勘探中所利用的正是纵波转换的横波，记作P—SV波。②水平偏振横波。指横波的水平分量，或只有水平振动的横波，记为SH波。它在界面上不产生波的转换。横波法地震勘探可分为转换波法及水平偏振横波反射法两种。转换波法无需特殊装置，勘探深度较大，但纵波入射路径与转换后的垂直偏振横波的反射路径不对称，数据处理比较困难。水平偏振横波反射法的资料处理和解释方法与纵波法相同，且比较简单，得以广泛采用。横波法勘探一般即专指水平偏振横波反射法勘探。

横波速度vs=√μ/ρ，式中μ为岩石的剪切模量;ρ为岩石的密度。横波速度vs值为纵波速度vp值的0.1～0.7，一般vs≈1/2vp，这有利于提高分辨率。然而，横波的频率却比纵波的低，这又限制了横波法勘探分辨率的提高。

激发与接收指震源与检波器。

震源横波震源类型有重锤震源、三排炸药震源、横波可控震源等(右图)，它们所造成的水平冲力能激发出水平偏振横波。

检波器水平方向灵敏度最高的专用检波器。其灵敏轴垂直测线方向安置。垂直偏振横波由纵波转换，无需特殊的激发震源，但仍需用横波检波器，其灵敏轴平行测线安置，此时炮检距较大，约为目的层深度的1～3倍。

地表低速带的存在严重影响横波能量向下穿透，减小勘探深度，同时形成严重的面波干扰，对横波法勘探十分不利。

资料处理横波法勘探数据处理的特点是静校正量大和其转换波法共反射点道集确定困难。在低速带中横波速度很低，故静校正量很大，而低速带厚度与速度的横向变化，使静校正变得更为复杂。转换波法在抽取共反射点道集时，必须考虑入射纵波与反射转换波路径的不对称。

资料解释横波反射法常与纵波反射法联合观测，综合解释。在横波法与纵波法各自的观测剖面上，识别并对比同一反射层位的反射同相轴，是综合解释的基础。由于横波速度约为纵波速度的1/2，在作水平偏振横波时间剖面时，将其时间同相轴压缩一半，这就既不降低水平偏振横波剖面的分辨率，又能保持与纵波剖面相近似的深度关系。2

本词条内容贡献者为:

李兵 - 副教授 - 西南大学