各向异性弹性各向异性在地震学研究中

各向异性弹性各向异性在地震学研究中,地震各向异性指的是在地震波场的尺度上任何包含内部结构(旋回性薄互层或定向排列的裂隙)的均匀性材料,其弹性特征随方向发生变化

 通常是指平行于地层面的速度与垂直于地层面的速度之间的差别

地震学家根据晶体对称性的分类体系,按照地下介质中波动物理可实现的对称性,将实际地球介质各向异性基本对称性分为 10 类,主要表现为弹性系数矩阵的差异,分别为:三斜各向异性介质、单斜各向异性介质、正交各向异性介质、三方各向异性介质Ⅰ、三方各向异性介质Ⅱ、四方各向异性介质Ⅰ、四方各向异性介质Ⅱ、六方各向异性介质( TI 介质)、立方各向异性介质、各向同性介质

 其中六方各向异性介质又称为横向各向同性(Transverse Isotropy)介质,是地球介质中最为常见的各向异性介质,也是地震勘探中使用最广的介质,由于TI 介质具有一个无限次的对称轴,表现出一定程度上的各向同性性质,所以它的这种性质被称为弱各向异性

 具有垂直对称轴的 TI 介质称为 VTI 介质,具有水平对称轴的 TI 介质称为 HTI 介质, HTI 介质可以看成是 VTI 介质的对称轴旋转 90°得到的

 地下岩石的地震各向异性成因主要来源于三个方面:固有各向异性、裂隙诱导各向异性和长波长各向异性

固有各向异性是由岩石的固有结构和特性产生的,其形成的物理机制包括晶体各向异性、直接应力作用导致各向异性和岩性各向异性

 片状矿物颗粒及裂隙平行于地层排列而使垂直于和平行于地层的物理性质不同表现为微观各向异性,长波长各向异性使所观测的地质体中薄层的物性显著区别于其他部分则表现为宏观各向异性

各向异性介质中横波和纵波的振动方向不再与弹性波的传播方向正交,而是有一定的交角,这时在介质中有三种体波传播,准纵波(qP波)、准横波(qS波)和纯横波(SH波)

横波在各向异性介质中遇到裂隙会发生横波分裂,分裂为快横波和慢横波

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