《地震勘探理论与方法》共分4篇22章，主要包括地震勘探的基本原理、地震资料采集方法与技术、地震资料处理基本方法、地震资料解释方法与技术等内容。在《地震勘探原理、方法和解释》一书的基础上，《地震勘探理论与方法》加强了对地震勘探基础理论、基本方法的阐述，增加了经实践检验的、行之有效的新方法和新技术。《地震勘探理论与方法》以理论指导实践为特色，内容全面、实例丰富，具有广泛的适应性和较强的实用性。

**篇 地震勘探的基本原理
　　第1章 地震地质模型基本分类
　　地震勘探的区域主要是沉积岩地区，相对火成岩、变质岩而言，沉积岩具有沉积稳定、横向变化缓慢、成层性好的特点。但经多次地壳运动，地层出现各种各样的褶皱、断裂、剥蚀、风化等地质现象，从而导致相对简单的地质结构有时会变得异常复杂。为使问题可解，有必要从实际地质介质的性质、结构、成分、形状等特征出发，在不同假设条件下，对地质结构分类，建立不同的地震地质模型，使问题得以简化。
　　1.1 理想弹性介质、黏弹性介质和塑性介质
　　理想弹性介质。当介质受外力后立即发生形变，而外力消失后立即完全恢复为原来状态的介质称为理想弹性介质，也称为完全弹性介质，或完全弹性体。波在完全弹性介质中传播时无能量损耗，有能量损耗则为非理想弹性介质。
　　黏弹性介质。当地震波在非理想弹性介质中传播时，要发生能量转换，如动能转换成热能，这时地震波的能量要损耗，这种现象称为介质对弹性波的吸收作用。其原因主要是介质颗粒间的内摩擦力，这种内摩擦力也称为黏滞力，因此称这种非理想弹性介质为黏弹性介质。黏弹性介质受外力后不是立即发生形变，而是在一定时间内发生形变，外力消失后也不是立即恢复原状，而是经过一段时间才能恢复原状。在自然界中这种介质大量存在。
　　塑性介质。介质受外力后发生形变，而外力消失后不能完全恢复原状，这种现象称为塑性形变，能发生塑性形变的介质称为塑性介质。
　　图1.1-1 各带距震源距离示意图
　　自然界大部分物体在外力作用下既可显示为弹性，也可显示为塑性，这与物体所处的状态（如温度、压力）有关，更重要的条件是作用力的大小和时间的长短。作用力小且延续时间短，大部分固体可近似看成理想弹性体；作用力大且延续时间长，则多数固体显示出塑性，甚至破碎。
　　在地震勘探中，震源附近易形成破碎带，因为震源（外力）的作用较大。向外逐渐扩展变成塑性带。远离震源处，介质受力作用变得很小（位移小于1mm），且作用时间短（小于100ms）。因此，在地震波传播的范围内，绝大多数岩石可近似看成理想弹性体，如图1.1-1所示。
　　1.2 各向同性介质和各向异性介质
　　弹性性质与空间方向无关的介质称为各向同性介质，反之则称为各向异性介质。岩石弹性性质的方向性取决于组成岩石的矿物质点的空间方向性及矿物质点的排列结构和岩石成分，矿物质点的空间方向性又由矿物晶体的结构决定。但由于矿物晶体的粒度远远小于地震波波长，因此晶体引起的各向异性可被忽略，而引起介质各向异性的主要因素是矿物质点的排列结构。
　　1.3 均匀介质、层状介质和连续介质
　　介质的均匀性和非均匀性取决于弹性性质随空间的分布，特别是表现在由弹性性质决定的波传播速度的空间分布上。
　　均匀介质。其是指波在空间每个点上传播速度相同的介质，亦即速度不随空间坐标的变化而变化的介质。反之，若速度随空间坐标的变化而变化的介质是非均匀介质。注意，均匀性和各向同性是两个不同的概念。均匀性是属于整体的属性，而各向同性是属于局部的属性。均匀介质不一定是各向同性介质，而各向同性介质一般是均匀的（如均匀的木材，在顺木纹和垂直木纹方向上其性质是不同的）。
　　层状介质。当非均匀介质中介质的性质表现出成层性，在层内是均匀的，则称这种介质为层状介质。层状介质模型具有很大的实际意义，因为沉积岩地区岩石一般都具有很好的成层性。
　　连续介质。当层状介质中的层厚度无限减小，层数无限增加，这时速度随深度连续变化的介质称为连续介质。如果地下存在数套岩性不同的地层，而每一套地层又为连续介质，则称这种介质为层状连续介质。
　　1.4 单相介质和双相介质
　　单相介质。仅考虑单一性质岩相的介质称为单相介质。
　　双相介质。实际上许多岩石往往由两部分组成：一部分是构成岩石的骨架，称为基质；另一部分是由各种流体（或气体）充填的孔隙。由岩石骨架和孔隙中的充填物两种相态构成的岩石称为双相介质。
　　第2章 均匀、各向同性、理想弹性介质中的三维波动方程
　　在不同的介质模型中，地震波传播有不同的规律，各种不同的传播规律需用不同的传播方程描述。一般介质模型越复杂，其描述地震波传播的方程就越复杂。通常研究地震波的传播问题是由简单介质模型到复杂介质模型，均匀、各向同性、理想弹性介质是一种*简单的介质模型。
　　2.1 弹性波传播方程
　　2.1.1 应力、应变与运动微分方程
　　1.应力
　　当遇到外力作用时，物体内部产生的反抗形变的力，称为内力。单位面积上所受的内力称为应力。如图2.1-1所示，对于作用面而言，该面受到的应力可分解为沿法线方向的应力分量和沿切向的应力分量，而沿切向的应力分量又可分解为沿x和y方向的两个*立分量。
　　图2.1-1 作用在上的应力和它在三个方向上的分量
　　（a）应力的方向与的法线方向是不一致的；（b）将分解到（相当于坐标）方向得到法向应力和剪切应力；（c）剪切应力又可分解为和方向的应力分量和过任意一点O将存在无穷多个平面，每一个平面上都存在3个应力分量，无穷多个平面则会有无穷多个应力分量。但是，可以证明，只有9个应力分量是*立的，其他的应力分量都可以通过这9个应力分量转换获得。
　　任意一个定点都可以用3个相互垂直的平面［图2.1-2（a）］来表示所有过该点的其余平面，这三个平面用a、b和c表示。过O点的垂直坐标系为O-xyz，则应力的9个*立应力分量如图2.1-2（b）所示。
　　图2.1-2 过点的9个*立的应力分量示意图
　　（1）正应力。垂直于a、b和c平面的应力分量，即在平面法线方向上的应力分量称为正应力，用、和表示。
　　（2）剪切应力。作用在a、b和c平面内的应力分量称为剪切应力。6个剪切应力分量用表示。当物体处于无转动的静平衡状态时，则有
　　（2.1-1）
　　即，则应力分量可减少为6个*立的分量。
　　称式（2.1-1）为剪切应力成对定理。在这种条件下，任意一点O完全可以用6个应力分量确定该点的应力。
　　2.应变
　　当弹性体受到应力作用后，体积和形状将产生变化，统称为应变。
　　（1）体积应变。物体只发生体积变化而无形状变化的应变，称为体积应变。它是正应力作用的结果。
　　（2）形状应变。物体只发生形状变化的应变称为形状应变。它是剪切应力作用的结果。

目录
**篇 地震勘探的基本原理
第1章 地震地质模型基本分类 3
1.1 理想弹性介质、黏弹性介质和塑性介质 3
1.2 各向同性介质和各向异性介质 3
1.3 均匀介质、层状介质和连续介质 4
1.4 单相介质和双相介质 4
第2章 均匀、各向同性、理想弹性介质中的三维波动方程 5
2.1 弹性波传播方程 5
2.1.1 应力、应变与运动微分方程 5
2.1.2 弹性波的波动方程 11
2.2 纵、横波波动方程 12
第3章 无限大均匀各向同性介质中弹性波场及特征 15
3.1 无限大均匀各向同性介质中的平面波 15
3.2 无限大均匀各向同性介质中的球面波 16
3.2.1 胀缩点源与球面纵波 17
3.2.2 旋转点源与球面横波 19
3.3 地震波的动力学特征 20
3.3.1 球面纵波的传播特点 20
3.3.2 地震波的波剖面和振动图 22
3.3.3 地震波的能量和球面扩散 23
3.3.4 地震波的谱分析 25
3.4 地震波的运动学特征 25
3.4.1 惠更斯-菲涅耳原理 26
3.4.2 绕射积分理论—基尔霍夫积分公式 26
3.4.3 费马原理及波的射线 27
3.4.4 时间场和视速度定理 28
第4章 地震波的反射、透射和折射 30
4.1 平面波的反射和透射 30
4.2 弹性分界面波的转换和能量分配 31
4.2.1 假设条件和边界条件 32
4.2.2 波的转换 32
4.2.3 各种波的能量分配关系 33
4.2.4 策普里兹方程的近似表达式与适用性 35
4.3 球面波的折射、反射及透射 39
4.3.1 折射波的形成及传播特点 39
4.3.2 反射及透射振幅与入射角的关系*线 41
4.4 地震面波 42
4.4.1 瑞利波的形成及传播特点 43
4.4.2 面波的频散现象 44
第5章 多层黏弹性介质中弹性波场及特征 46
5.1 黏弹性介质中弹性波的传播和大地滤波作用 46
5.2 多层介质中弹性波的传播特征 48
5.2.1 反射和透射波系 48
5.2.2 折射和面波系 49
5.3 地震波的薄层效应 49
5.3.1 地震薄层 49
5.3.2 薄层的干涉效应 49
5.3.3 薄层的调谐效应 51
5.4 地震绕射波 52
5.4.1 绕射波的产生 52
5.4.2 绕射波产生条件 53
5.5 地震波的波导效应 54
5.6 反射波地震记录形成的物理机制 55
5.6.1 假设条件 55
5.6.2 地震波的透射损失 55
5.6.3 地震反射记录 56
5.6.4 地震道褶积模型 56
第6章 几何地震学原理 58
6.1 地震反射波的运动学 58
6.1.1 反射波时距*面方程的建立 58
6.1.2 单水平界面直达波、反射波时距*线及正常时差 60
6.1.3 单倾斜界面反射波时距*线和倾角时差 61
6.1.4 界面*率对反射波时距*线的影响 63
6.1.5 多层介质反射波时距*线 64
6.1.6 连续介质中波的时间场和反射波时距*线 65
6.2 地震折射波的时距*线 69
6.2.1 一个水平界面的折射波时距*线 69
6.2.2 多个水平层的折射波时距*线 71
6.2.3 倾斜界面和弯*界面的折射波时距*线 72
6.3 地震绕射波的时距*线 75
6.4 多次波的时距*线 76
6.4.1 多次波的产生条件 76
6.4.2 多次波时距*线方程 77
6.5 垂直时距*线方程 79
6.5.1 直达波垂直时距*线方程 79
6.5.2 反射波垂直时距*线方程 79
6.5.3 透射波垂直时距*线方程 80
6.6 τ-p域各种波的运动学特征 81
第7章 地震波速度及地震地质条件 83
7.1 地震波的传播速度及其影响因素分析 83
7.1.1 孔隙度对速度的影响 84
7.1.2 岩石密度对速度的影响 85
7.1.3 孔隙中填充物性质对速度的影响 86
7.1.4 地层埋藏深度对速度的影响 86
7.2 几种速度之间的相互关系 87
7.3 地震地质条件 88
7.3.1 表层地震地质条件 88
7.3.2 深层地震地质条件 89
第二篇 地震资料采集方法与技术
第8章 野外观测系统 93
8.1 地震测线的布置 93
8.2 二维地震观测系统 94
8.3 三维地震观测系统 98
8.3.1 三维地震观测系统的基本概念 98
8.3.2 三维地震观测系统设计 100
第9章 地震波的激发 102
9.1 陆上激发震源 102
9.1.1 炸药震源 102
9.1.2 非炸药震源 103
9.2 海上激发震源 105
9.3 横波激发震源 107
第10章 表层结构调查 110
10.1 非地震勘探方法 110
10.1.1 大地电磁测深法 110
10.1.2 地质雷达法 110
10.1.3 岩石取心法 111
10.1.4 地质露头调查法 111
10.1.5 卫星图片遥感资料法 111
10.1.6 GPS测量测绘法 111
10.2 地震勘探方法 112
10.2.1 面波法 112
10.2.2 层析成像法 112
10.2.3 全波形反演法 113
10.2.4 浅层折射波法 113
10.2.5 微测井法 114
第11章 地震波的接收 115
11.1 地震检波器和数字地震仪 115
11.1.1 地震检波器的主要类型和工作原理 115
11.1.2 检波器的特性及指标要求 116
11.1.3 数字地震仪 116
11.2 地震组合法 117
11.2.1 规则波的组合效应 117
11.2.2 非规则波的组合统计效应 121
11.2.3 组合方式及参数选择 122
11.3 单点接收与节点地震仪 123
11.3.1 单点接收 123
11.3.2 节点地震仪 125
11.4 宽频的优势 126
第12章 多次覆盖技术 128
12.1 多次覆盖技术基本原理 128
12.1.1 共反射点叠加原理 128
12.1.2 共反射点叠加效应 130
12.2 宽方位角地震勘探 134
12.2.1 概述 134
12.2.2 宽方位角采集参数与观测系统的设计 135
12.3 高密度三维地震勘探 136
第三篇 地震资料处理基本方法
第13章 地震数据处理基础 145
13.1 一维傅里叶变换及频谱分析 145
13.1.1 一维傅里叶变换及频谱 145
13.1.2 傅里叶变换的几个基本性质 148
13.2 二维傅里叶变换及频率-波数谱分析 151
13.3 采样定理及假频 153
13.3.1 采样定理 153
13.3.2 假频 155
第14章 预处理 161
14.1 数据解编 161
14.2 道编辑 162
14.3 野外观测系统定义 162
第15章 动、静校正与水平叠加 163
15.1 动校正 163
15.1.1 动校正量的计算 163
15.1.2 动校正的实现与拉伸畸变 164
15.2 静校正 165
15.2.1 相关概念 165
15.2.2 野外（一次）静校正 166
15.2.3 剩余静校正 168
15.2.4 几种静校正方法 170
15.3 水平叠加 176
15.3.1 水平叠加的实现 176
15.3.2 水平叠加存在的问题 178
第16章 “三高”处理 181
16.1 真振幅恢复 181
16.1.1 波前扩散能量补偿 181
16.1.2 地层吸收能量补偿 184
16.2 提高信噪比的处理 186
16.2.1 数字滤波概述 186
16.2.2 一维数字滤波 190
16.2.3 二维数字滤波 194
16.3 纵向分辨率的提高与反滤波 196
16.3.1 反滤波概念、原理与实现 196
16.3.2 *小二乘反滤波 199
16.3.3 预测反滤波 205
16.3.4 地表一致性反褶积 208
第17章 偏移处理 211
17.1 偏移处理概述 211
17.1.1 偏移与偏移处理 211
17.1.2 偏移脉冲响应 212
17.2 偏移处理原理 212
17.2.1 波场延拓与成像 212
17.2.2 偏移成像原理 215
17.3 地震资料叠后偏移 216
17.3.1 有限差分偏移 216
17.3.2 f-k域偏移 220
17.3.3 基尔霍夫积分偏移 221
17.4 地震资料叠前偏移 222
17.4.1 基尔霍夫积分方程 222
17.4.2 叠前时间偏移的优点和局限性 225
第18章 速度分析 228
18.1 叠加速度分析原理 228
18.2 速度谱 229
18.3 偏移速度分析 231
第四篇 地震资料解释方法与技术
第19章 地震资料的构造解释 235
19.1 地震资料显示与构造解释流程 236
19.1.1 地震资料的显示 236
19.1.2 地震数据构造解释过程 238
19.2 地震层位解释 240
19.2.1 时间剖面的对比 240
19.2.2 地震层位的地质解释 244
19.3 地震断层解释 246
19.3.1 断层在时间剖面的标志 246
19.3.2 相干体断层识别方法 248
19.3.3 断层要素在时间剖面上的确定 253
19.3.4 断裂系统图的绘制 254
19.4 构造图和等厚度图的绘制及地质解释 255
19.4.1 地震构造图 255
19.4.2 由等t0图经过空间校正作真深度构造图 260
19.4.3 等厚图的绘制及地震构造的地质解释 263
第20章 地震资料的地层学解释 266
20.1 地震层序分析 266
20.1.1 地震层序的概念 266
20.1.2 地震层序的划分方法 267
20.2 地震相分析 270
20.2.1 地震相分析概述 270
20.2.2 地震相划分标志 272
20.2.3 地震相图的编绘和解释 274
20.3 海平面相对升降变化分析 278
第21章 岩性解释与储层预测 280
21.1 多属性的提取与优化 280
21.1.1 属性的概念、分类与提取方式 280
21.1.2 振幅、相位及频率类属性 282
21.1.3 *率属性 283
21.2 地震波阻抗反演基本理论 287
21.2.1 地震反演概述 287
21.2.2 地震波阻抗反演的基本原理与假设条件 287
21.2.