受上覆岩层压力和构造应力的作用，深层岩石通常发育竖直裂缝，产生著名的横波分裂现象，造成显著的横波各向异性和衰减，这在深井的声波各向异性测量中十分常见。研究裂缝引起的这些现象具有理论意义和实际重要性。通过将裂缝散射理论应用于含垂直裂缝的饱和流体岩石，本文研究了竖直裂缝对岩石介质中横波模量、各向异性和衰减各向异性的频率响应，包括裂缝-背景波致流体流动和裂缝面弹性散射两种机制。
图1.（a）竖直裂缝导致横波分裂示意图；（b）深井声波测量实例
结果表明：裂缝面弹性散射对横波模量和衰减各向异性有显著影响，与弹性散射的速度响应特征相比，瑞利散射增加了横波各向异性，而米氏散射则降低横波各向异性。弹性散射主导的横波各向异性和衰减各向异性显著受到裂缝密度和裂缝尺寸（直径）的影响。根据理论结果，对一口深井中获取的现场声波各向异性和衰减各向异性数据进行了分析和解释，理论预测与实测数据吻合。
图2.两个重要参数：裂缝密度与裂缝直径对横波各向异性（a与b）及衰减各向异性（c与d）的影响
图3.横波各向异性与慢横波相对（相对快横波）衰减理论图版
研究成果近期发表在地球物理领域国际重要期刊Geophysics，通讯作者为太阳成tyc7111cc李盛清教授，第一作者为博士生王文浩，合作者包括太阳成tyc7111cc唐晓明教授、苏远大教授和庄春喜实验师。
论文信息：Wen-Hao Wang, Sheng-Qing Li*, Chun-Xi Zhuang, Yuan-Da Su, Xiao-Ming Tang, 2025, Dynamic seismic S-wave anisotropy in vertically fractured rocks: Modeling and field application. Geophysics, 90(5), A31–A35, doi: 10.1190/geo2024-0908.1.
