地震,一个不再陌生的名字。但是大多数令我们恐惧的地震都是天然地震。除了天然地震之外,对我们生活更有益的是人工地震。
人工地震,就字面意思而言,就是人造的地震,一般指由人为活动引起的地震。主要分为两种:炸药震源,例如工业爆破、地下核爆炸等造成的振动;非炸药震源,如机械撞击、气爆震源、电能震源、大型水库等。
人工地震最重要的地震震源,不同的震源激发的地震波不一样,其效果也大不相同。在实际生产生活中,特别是应对不同的勘探目标,衍生了不同的人工震源。它们可以激发不同类型的地震波,满足我们对地下结构、地质体特性等的研究。主要的人工震源类型及其适用范围如下:
陆上地震勘探方法一直采用炸药为主要震源。以爆炸力强的炸药为主要材料,需要雷管进行引爆,产生的脉冲尖锐,频率范围较宽。
气动震源是一种车装非炸药震源,属于电子装置。地震波发生器为密闭的扁平圆柱体,由高强度的金属构成一个侧壁可以伸缩的爆炸室。爆炸室顶部为一沉重的反冲体,底板与地面接触。
重锤震源系统属于车载机械装置。将重物高举,利用重力和重力加速度冲击地面以产生地震信号。在重锤撞击地面之后就马上把它从地面提起,以便使重锤在几秒钟之内在另一个地点再次落下。
空气枪震源是外形如枪的机械装置,将高压气体(空气)压入枪膛,并在短暂的时间内从枪口释放到水中产生高压气泡,气泡在静水压力作用下产生胀缩震荡而产生向外传播的压力波。
可控震源系统的野外工作方法,在许多方面与炸药震源基本上一致。比较特殊的是在采用可控震源时要进行大量的组合、叠加,即同时用几台震源,以一定的组合形式,在一个振点(即炮点)上振动几次至几十次。
人工地震在地震勘探领域应用十分广泛,也用在活动断层探测、核爆炸检测、火山活动检测等领域。其摆脱天然地震空间分布不均、震源不明的劣势,有非常好的应用前景。
利用人工方法造出的“地震波”,能够帮助我们观测地下的岩石结构和构造。比如探测地下断层,地震波在不同成分的岩层(松软的沙子、粘土物质或坚硬的石质岩石)交接处会发生反射和折射。