روش کار ژئوفیزیک لرزه نگاری انکساری

انکسار لرزه‌ای حرکت امواج صوتی در محیط بالایی و در سطح مشترک لایه هاست. امواج صوتی مانند امواج سبک، از قانون انکسار اسنل تبعیت می‌کند.

اکتشافات انکسار لرزه‌ای معمولاً برای تعیین ضخامت مواد سستی که در بالای سنگ بستر (ضخامت لایه رویی) قرار گرفته‌اند و برای تعیین عمق سطح ایستابی مورد استفاده قرار می‌گیرد. انکسار لرزه‌ای برای تعیین خصوصیات چهارچوب‌های زمین شناسی مطالعات آلوگی آب‌های زیرزمینی و ارزیابی خطرات زمین شناسی و مطالعات باستان شناسی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

زمانی که امواج صوتی از سطح مشترک بین دو لایه که دارای سرعت‌های متفاوت هستند، عبور می‌کنند، انکسار می‌یابند. زاویه موجی که سطح مشترک را ترک می‌کند نسبت به زاویه برخورد تغییر می‌کند.

این تغییر زاویه به سرعت‌های نسبی بستگی دارد. زمانی که موج از لایه با سرعت پایین به لایه با سرعت بالا حرکت می‌کند، موج در سطح بالایی لایه پایینی انکسار پیدا می‌کند. هنگامی موج حرکت می‌کند، موج انکسار یافته در لایه بالایی انتشار می‌یابد. در این حالت این موج به سطح ژئوفون‌ها وارد می‌شود.

سرعت امواج صوتی در لایه پایینی در مقایسه با لایه بالایی بیشتر است، بنابراین در برخی از نقاط، در سطح موج انکسار یافته نسبت به موج مستقیم سبقت گرفته و سریعتر عبور می‌کند. در نتیجه موج انکساری اولین موجی خواهد بود که به ژئوفون‌ها می‌رسد و این حالت تا زمانی که موج سریعتر و عمیق‌تری وجود داشته باشد، پایدار خواهد بود.

تفاوت زمان طی شده از موج دریافتی بین ژئوفون ها به میزان سرعت لایه پایینی بستگی دارد. اگر لایه مسطح باشد، امواج انکساری حاصل از خط مستقیمی که دامنه آن مستقیماً به سرعت وابسته است، تشکیل می‌شوند. نقطه‌ای که در آن امواج انکساری از امواج مستقیم پیشی می‌گیرند، “مسافت متقاطع” (Crossover distance) نامیده می‌شود و برای تخمین فاصله بخش‌های عمیق تا سطح انکساری به کار برده می‌شود.

 

آزمایش‌های انکساری بر اساس زمان دریافتی حرکت زمین که توسط منبع ثبت شده تولید گشته در فواصل مختلف استوار شده است. اطلاعات بدست آمده از آزمایشهای انکساری شامل سری‌های زمان در برابر مسافت است. این اطلاعات به صورت عمق سطح مشترک زیر سطح و سرعتی که در آن موج درون هر یک از لایه‌های زیر سطحی حرکت می‌کند. این سرعت‌ها توسط ثابت‌های فیزیکی که پارامترهای الاستیکی نامیده می‌شوند، کنترل می‌گردند.

 

مزایا و معایب روش لرزه ای انکساری

مزایا

مشاهدات انکساری به منابع تولید کننده امواج کمتر و به تبع آن به دریافت کننده‌های کمتری نیازمند است و در مقایسه با روش انعکاسی ارزان قیمت‌تر می‌باشد.

پردازش‌های کمی در مشاهدات انکساری انجام میشود (البته در این مورد استثناهایی هم وجود دارد که شامل اسکن‌هایی است که برای زمان دریافتی مورد استفاده قرار می‌گیرند). از آنجایی که نسبت کوچکی حرکت زمین ثبت می‌شود، ایجاد مدل‌ها و تفسیرهای مربوط به آن در مقایسه با سایر روش‌های ژئوفیزیکی آسانتر است.

 

معایب

از روش انکسار لرزه‌ای زمانی می‌توان سود برد که حرکت ایجاد شده و انتشار یافته با افزایش عمق زمین افزایش پیدا کند. مشاهدات انکسار لرزه‌ای اغلب به صورت لایه‌ای تفسیر می‌شوند. این لایه‌ها دارای شیب و توپوگرافی هستند.

مشاهدات لرزه‌ای انکساری فقط برای زمان دریافتی حرکت زمین در مسافت‌های مختلف از منبع به کار برده می‌شود. مدلی که برای زیر سطح زمین داده می‌شود از اصلاح زمان‌های دریافتی مشاهده شده، بدست آمده است.

 

شکل زیر مکانیسم روش انکساری را نمایش می‌دهد

شکل زیر برداشت لرزه نگاری انکساری دریایی را نمایش می‌دهد