روش کار ژئوفیزیک لرزه نگاری انعکاسی
روش انعکاس لرزهای با امواج صوتی شناور کار میکند. این امواج در مرز بین انواع مختلف سنگها تولید میشود. انعکاسهای ثبت شده به صورت خطوط سیاه رنگ در در مقطع لرزهای به نمایش در میآیند. مقطع لرزهای مشابه مقاطع زمین شناسی رسم میشود، اما نیازمند تفسیر میباشد.
یک تفاوت عمده میان مقاطع زمین شناسی و مقاطع لرزهای وجود دارد و آن این است که در محور عمودی به جای زمان از عمق استفاده میشود. در پوسته زمین، امواج لرزهای به طور متوسط با سرعت 6000 متر در ثانیه حرکت میکنند بنابراین در عمق سه کیلومتری برای اینکه امواج بتوانند حرکت کنند، یک ثانیه طول میکشد.
تفاوت دیگری که بین این دو نوع مقطع وجود دارد این است که انعکاسها بین منبع و دریافت کننده ترسیم میشوند. فرآیندی که انعکاس امواج طی آن در موقعیت فضایی حرکت میکند، به صورت مهاجرت تعریف میشود و مقطع لرزهای حاصل به عنوان مقطع مهاجر شناخته میشود.
علم لیتوپروب با روش انعکاس لرزهای کار میکند، زیرا روش ژئوفیزیکی است که تصاویر بسیار خوبی از زیر سطح زمین تهیه میکند. در واقع با استفاده از این علم عوارض قابل نقشهبرداری مانند گسلها، چین خوردگیها و مرزهای لیتولوژی که در عمق دهها متری قرار دارند و اندازهگیری شدهاند، و تصاویری که به صورت جانبی در اعماق صدها کیلومتری و اعماق 50 کیلومتری یا بیشتر تهیه شدهاند، بدست میآید.
پروفیل سازی انعکاس لرزهای یکی از روشهای مهمی است که در صنعت اکتشاف نفت برای تلههای هیدروکربنی موجود در حوضههای رسوبی به کار برده میشود. در اوایل دهه 1960 با استفاده از این روش به مطالعه پوسته عمیق پرداختند و در اواخر دهه 1970 تکنولوژی انعکاس به عنوان روش پایه برای مطالعات پوسته عمیق مورد استفاده قرار گرفت.
بدست آوردن اطلاعات لرزهای
در سطح زمین، در لیتوپروب ازارتعاش کنندههای قابل نصب بر روی کامیون استفاده میشود (روش ارتعاشی) و معمولاً دینامیت هم مورد استفاده قرار میگیرد. در دریا، از تفنگهای بادی پیکانی، که هوای فشرده شده را به خارج پرتاپ میکنند، استفاده میشود. سیگنالهای انعکاس یافته توسط ژئوفونها، یا هیدروفونها در دریا که مشابه میکروفونهای معمولی هستند، ثبت میشوند.
طی اکتشافات لرزهای، یک کابل همراه با دریافت کنندههایی که به آن متصل شدهاند در فواصل زمانی مشخص در سطح زمین یا بر روی برج مستقر در کشتی حرکت میکند. منبع در خطوط لرزهای حرکت میکند و امواج لرزهای در فواصل زمانی منظم تولید میشود.
هنگامی که پرتاب اتفاق میافتد، سیگنالها در مدت زمان مشخص در هر یک از ژئوفونهایی که در کابل قرار گرفتهاند، ثبت میشود و آثار لرزهای تولید میشود. آثار لرزهای هر پرتاب (که Shot gather نامیده میشود) در یک نوار مغناطیسی در کامیون، ثبت میشود.
پس از تولید پالس در منبع، با گذشت زمان مشخص، انعکاس امواج لرزهای از زیر سطح زمین به ژئوفونها میرسد. اگر ما سرعت صوت در زمین و شکل هندسی مسیر موج را بدانیم، میتوان مدت زمان حرکت امواج لرزهای را به اعماق تبدیل کرد. با اندازهگیری زمان دریافت امواج انعکاسی در موقعیتهای مکانی متوالی میتوان یک پروفیل یا مقطع از زمانهای حرکت امواج لرزهای تهیه کرد.
روش انعکاس لرزهای امواج صوتی در سطح زمین را که از سطح مشترک لایههای زیرسطحی انعکاس یافته است، ثبت میکند. در این سطوح مشترک در چگالی و سرعت هدایت امواج صوتی تغییرات مهمی اتفاق میافتد. الگوی انعکاس توسط قوانین انعکاس اسنل توصیف میشود.
اکتشافات انعکاس لرزهای برای تعیین ضخامت و ساختمان زمین شناس زیر سطحی و معمولاً برای اکتشاف هیدروکربنها و اکتشافات معدنی، مطالعات زمین لرزه و تکتونیک و در محیطزیست دریایی برای مشخص شدن جزئیات استراتیگرافی (به عنوان مثال، موقعیت و ضخامت نهشتههای ماسهای ساحل) به کار میرود.
در آزمایشهای انعکاسی، آنالیزها بر اساس میزان انرژی دریافتی پس از تولید حرکت زمین استوار است. به خصوص، آنالیزهایی حرکت زمین که از سطوح مشترک زیر سطح زمین تولید شدهاند. در واقع، لرزهشناسی انعکاسی نوع پیشرفته سیستمهای صوتی است که در محیطهای دریایی، کشتیها و سیستمهای رادار مورد استفاده قرار میگیرد.
علاوه بر اندازهگیری زمان دریافتی، پردازش انعکاس لرزهای، اطلاعاتی را درباره دامنه و شکل حرکت زمین نشان میدهد. ساختمانهای زیرسطحی از لحاظ شکلی پیچیده هستند اما مانند روشهای انکساری به صورت مرزهای جداگانه مواد با پارامترهای الاستیکی تفسیر میشوند.
مزایا و معایب روش لرزه نگاری انعکاسی
مزایا
روشهای لرزهای انعکاسی در همه نوع سرعتهایی که در لایههای مختلف زمین تولید میشوند، میتوانند کار کنند. مشاهدات لرزهای انعکاسی در مناطقی که از لحاظ زمینشناسی پیچیده هستند، به راحتی قابل تفسیر میباشند.
مشاهدات لرزهای انعکاسی کلیه میدانهای موجی را مورد استفاده قرار میدهند (زمان حرکت زمین در مسافتهای مختلف بین منبع تولید کننده موج و دریافت کننده). با استفاده از دادههای لرزهای انعکاسی براحتی زیر سطح زمین مدل سازی میشود.
معایب
از آنجایی که برای بدست آوردن تصویر درستی از لایههای زیر سطحی زمین در روش انعکاسی به منابع تولید کننده موج و دریافت کنندههای زیادی احتیاج میباشد، مشاهدات لرزهای انعکاسی گرانقیمت هستند. پردازش لرزهای انعکاسی بسیار به کامپیوتر وابسته است و نیازمند سختافزارهای خاصی است.
همچنین برای تفسیر دادههای حاصل از روش انعکاسی به نیروی متخصص نیاز است. بنابراین پردازش اطلاعات لرزهای انعکاسی نسبتاً گران میباشد.
از آنجایی که بررسی دادههای جمع آوری شده مشکل است، به دلیل اینکه اطلاعات زیادی از انتشار امواج در داخل زمین بدست آمده و یا برخی از مناطق از لحاظ مسائل زمین شناسی پیچیده هستند، باید این اطلاعات بدست آمده ساده شوند. این کار با استفاده از جدولهای پردازش اطلاعات، که به تفسیر انعکاس لرزهای میپردازند، امکان پذیر است.
اشکال زیر مربوط به لرزه نگاری انعکاسی در دریا میباشد. در دریا یا آب از هیدروفون استفاده میشود:
شکل زیر یک برداشت لرزه نگاری در خشکی را نشان میدهد:
