Метод преломлённых волн

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Преломлённая волна на сейсмограмме
Годограф преломлённой волны

Метод преломлённых волн (МПВ, seismic refraction, refraction shooting technique) — метод сейсморазведки, использующий упругие волны, сформированные движением фронта скользящей волны вдоль преломляющей границы — кровли высокоскоростного слоя[1]. Второй по значимости метод сейсморазведки[2].

Теория[править | править код]

Скользящая волна формируется падением сейсмической волны на преломляющую границу под критическим углом, который в оптике называется углом полного внутреннего отражения. Значение критического угла вычисляется при помощи закона Снеллиуса.

[3]

где i - критический угол, V1 — скорость сейсмической волны над границей, V2 — скорость сейсмической волны под границей.

Годограф преломлённой волны имеет форму прямой, с начальной точкой, с координатами:

где i - критический угол, h1 — мощность слоя над границей, lb — удаление (расстояние между источником и приёмником) начальной точки,tb — время вступления преломлённой волны в начальную точку

Использование[править | править код]

Метод преломлённых волн применяется в разведочной геофизике при картировании уровня грунтовых вод, поверхности кристаллического фундамента древних платформ[4] и границы Мохоровичича («М»)[5], кровли скальных грунтов под толщей дисперсных, выявления зон разуплотнения[6].

Модификации[править | править код]

Традиционно в МПВ используются преломлённые волны, первыми пришедшие на сейсмоприёмник, то есть «в первых вступлениях»[7]. В корреляционном методе преломлённых волн (КМПВ)[8], созданном Гамбурцевым, также используются и последующие вступления, участки сейсмограмм, где преломлённые волны наблюдаются не первыми.

История метода[править | править код]

Метод впервые был запатентован Людгером Минтропом в 1919 году ( патент Германии №371963, «Метод определения геологических структур»)[9] . Фактически документ был выдан спустя 7 лет, в 1926-ом году. Некоторое время преломлённые волны назывались «минтроповскими»[10]. Позже, во второй половине XX века, они вместо термина «минтроповские» стали употреблять термин «головные волны»[11]. Однако сам Минтроп в патенте не привёл теорию образования преломлённых волн[12], что было сделано в 1926 году советским геофизиком Александром Игнатьевичем Заборовским в статье «К теории кривых времён пробега»[13].

Недостатки[править | править код]

Согласно уравнениям Цёппритца, амплитуда скользящей волны, движение которой согласно принципу Гюйгенса-Френеля порождает преломлённые волны, должна быть равна нулю, что делает её существование теоретически невозможным.

Скорости, определённые по данным МПВ, могут содержать относительные погрешности до 50 %[14].

Примечания[править | править код]

  1. ВСЕГЕИ. www.vsegei.ru. Дата обращения: 18 апреля 2018.
  2. Московский государственный университет им М. В. Ломоносова. Серия биологии, почвоведения, геологии, географии. — 1956. — 448 с.
  3. Техническая энциклопедия. — Directmedia, 2013-03-15. — 458 с. — ISBN 9785445805656.
  4. Организация и управление нефтедобывающей промышленности. — 1969. — 1026 с.
  5. Роман Айзберг, Татьяна Старчик. Синрифтовая геодинамика Припятского прогиба. — Litres, 2017-09-05. — 150 с. — ISBN 9785457630376.
  6. Селюков Е. И. Краткие очерки практической микрогеодинамики. — Издательский дом "Питер", 2010-03-11. — 176 с. — ISBN 9785498076423.
  7. Татьяна Дмитриевна Ильина, Институт истории естествознания и техники (Академия наук СССР). Формирование советской школы разведочной геофизики, 1917-1941 гг. — Наука, 1983. — 222 с.
  8. А. Вартанов. Физико-технический контроль и мониторинг при освоении подземного пространства городов. — Litres, 2017-09-26. — 548 с. — ISBN 9785040816439.
  9. George Elliott Sweet. The history of geophysical prospecting. — Neville Spearman, 1978. — 440 с.
  10. Татьяна Дмитриевна Ильина, Институт истории естествознания и техники (Академия наук СССР). Формирование советской школы разведочной геофизики, 1917-1941 гг. — Наука, 1983. — 222 с.
  11. Антонина Михайловна Епинатьева. Метод преломленных волн. — Недра, 1990. — 312 с.
  12. Московский государственный университет им М. В. Ломоносова Секция истории и методологии естествознания. История и методология естественных наук. — Изд-во Московского университета, 1987. — 196 с.
  13. Вестник Московского университета: Геология. — Москов Университет., 1994. — 608 с.
  14. А. К. Урупов. Изучение скоростей в сейсморазведке. — Рипол Классик, 2013-02. — 225 с. — ISBN 9785458533362.