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我国中西部地区地下地层多为河湖相沉积物的砂层、土层，大多数含油盆地大都以砂层、泥岩为主，这些河湖相沉积物和油气盆地地层的岩性和厚度在横向上变化较大，且厚度都属于地震薄层。但现今对地震薄互层的理论研究偏少，因此对地震薄互层进行数值模拟研究，进行属性分析，对研究河湖相地下地层结构，预测薄储层的空间展布规律，具有一定的理论意义和现实意义。 地震波场数值模拟方法主要由三大类构成：地震波波动方程数值解法、射线追踪法、积分方程法。有限差分数值模拟法作为波动方程数值解法的主要方法，具有计算效率高、精度高，且适用于各向同性介质的优点而被广泛应用。本文采用应力-波速波动方程，时间二阶、空间八阶精度有限差分数值模拟方法来进行模拟计算地下薄互层和薄互层组的地震波场反射波场。 本文以前人工作为基础，建立波动方程，推导波动方程的时间二阶空间八阶的差分近似，同时给出均匀介质弹性波动方程规则网格的差分格式，详细推导和分析高阶差分交错网格下的应力-波速波动方程解法和实现过程，并对地震波场数值模拟中的吸收边界条件、稳定性条件和物理、数值频散问题等常见的重要问题进行分析，并确定合适的地震参数（介质波速、子波频率、有限差分网格大小）。在此基础上对地震薄层和薄互层组进行地震波场数值模拟，对模拟出的结果进行解译和分析，通过对高阶交错网格差分数值模拟出的地震反射波的振幅进行分析，得出地震薄互层和薄互层组的反射波场基本地震波特征，以及薄互层的反射波能量叠加特性，研究结果如下：韵律型薄互层组和递变型薄互层组在层厚和层数满足一定的条件时，薄互层组对反射波有加强作用；经以上的研究分析推断西安地下以第四系河湖相沉积物为介质的薄互层组对反射波有加强作用；推断西安地区人工地震勘探记录中丰富的反射波是由地下一系列波阻抗差异较小的薄互层组间反射波能量叠加而造成的。