何达喜，朱培民，申随水，蔡 伟，汪文刚

（1.中国地质大学（武汉）地球物理与空间信息学院，湖北 武汉430074；2 河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院，河南 洛阳471000）

槽波地震勘探可利用槽波频散特性反演煤层中的断层、陷落柱和煤厚变化等结构特征，能够有效预防煤矿灾害事件发生[1-3]。频散曲线的正演计算是反演的基础，广义反射-透射系数算法可以从根本上解决高频计算不稳定问题[4]，特别是久期函数族[5]和无量纲化[6]的引入更是提高了计算效率和精度[7]。

Rayleigh 面波的频散曲线，当地层中含有低速夹层时，在基阶和第1 高阶低频段可能存在彼此靠近的现象，称为“Osculation”[8]或“模式接吻”[9-10]，而频散曲线彼此靠近直至“交叉”的现象为其特例。从地震数据中提取的面波频散曲线若出现“交叉”现象，在“交叉”频率段附近很容易将第1 高阶模式与基阶模式误判，导致错误的反演结果[9]。已有学者对Rayleigh 面波勘探中的“交叉”现象研究发现，层间强S 波速度差异界面的存在极大可能导致“交叉”现象出现[11]，而黏弹性介质品质因子Q 值变小也将导致频散曲线发生“交叉”[12]。

由于煤层为典型的软弱夹层，Rayleigh 型槽波频散曲线“交叉”现象将极大可能地出现，但未见有相关文献对其有过深入研究。通过广义反射-透射系数法正演计算对称三层煤-岩-煤模型的Rayleigh型槽波频散曲线，并使用交错网格高阶有限差分数值模拟槽波地震记录[13]并提取频散曲线进行验证[10，14]，研究煤层纵横波速度、密度、煤厚度和泊松比对“交叉”现象的影响，有助于提升对Rayleigh 型槽波频散曲线认识，也能为槽波频散曲线反演中拾取正确的频散参数提供参考。……