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 . Второй по значимости метод сейсморазведки .

Теория

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 .

${\displaystyle sin(i)={\frac {V_{1}}{V_{2}}}}$

где i - критический угол, V ₁ — скорость сейсмической волны над границей, V ₂ — скорость сейсмической волны под границей.

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

${\displaystyle l_{b}=2h_{1}tan(i)}$

${\displaystyle t_{b}={\frac {2h_{1}}{{V_{1}}{cos(i)}}}}$

где i - критический угол, h ₁ — мощность слоя над границей, l _b — удаление (расстояние между источником и приёмником) начальной точки, t _b — время вступления преломлённой волны в начальную точку

Использование

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

Модификации

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

История метода

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

Недостатки

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 % .

Примечания