10. Типы сейсмических волн, используемых в сейсморазведке.

Динамическая теория упругих волн устанавливает, что в однородной изотропной среде возможны два типа упругих волн, распространяющихся от источника: "быстрые" Р-волны и "медленные" S-волны (VS = 0.5 VP). В реальных же анизотропных средах за счет явлений отражения и преломления разнообразие сейсмических волн существенно возрастает. Существует несколько типов сейсмических волн, порождаемых первичными волнами (1 на рис. 2.4.1.).

Отраженные волны (2) возникают на сейсмической границе двух сред, имеющих разные скорости распространения сейсмических волн V1 и V2. Формируются отраженные волны за счет той части энергии падающей волны, которая "не пересекает" сейсмическую границу. Направление рапространения отраженных волн подчиняется закону Снеллиуса: sin α'1 = sin α1, где α '1 - угол отражения, α1 - угол падения.

Дифрагированные волны - частный случай отраженных волн. Возникают они на локальных отражающих площадках, когда размер отражающих границ сопоставим с длиной падающей волны, или когда отражающая граница сильно искривлена. Типичные источники дифрагированных волн - это области выклинивания геологических пластов, апикальные части интрузивных массивов, угловые выступы флексурных и штамповых структур, зоны тектонических разломов и др.

Преломленные волны (3) возникают в тех же точках, что и отраженные. Формируются они за счет той части энергии падающей волны, которая "пересекает" сейсмическую границу. Направление распространения преломленных волн также подчиняется закону Снеллиуса: sin α'2= V2 / V1, где α' 2 - угол преломления, V2 - скорость волны в среде, подстилающей сейсмическую границу, V1 - скорость волны в среде, перекрывающей сейсмическую границу. Преломленные волны отклоняются от направления распространения первичной волны в сторону сейсмической границы при условии V2 > V1 и, наоборот, - от неё при условии V2 < V1.

Головные преломленные волны (4) - частный случай преломленных волн, возникающих при условии, когда угол падения первичной волны равен углу полного внутреннего отражения i: α 1 = i. Головные преломленные волны могут возникнуть только при выполнении на сейсмической границе условия V2 > V1.

Рефрагированные волны (5) - частный случай преломленных волн. Возникают они при непрерывном характере увеличения скорости сейсмических волн с глубиной. Поскольку с глубиной происходит уплотнение горных пород, то это ведет к уменьшению степени их структурно-вещественной неоднородности и "стиранию" контрастных сейсмических границ между ними. И это приводит к возрастанию доли рефрагированных волн в общем объеме вторичных сейсмических волн с увеличением глубины их проникновения. Следовательно, рефрагированные волны - это относительно глубинные сейсмические волны.

Поверхностные волны (6) образуются при выходе объемных сейсмических волн на дневную поверхность. Скорость распространения поверхностных волн составляет лишь 60% от скорости S-волн, но их энергия (и разрушительная сила) существенно превосходит энергию объемных волн.

Наибольшее применение в практике сейсморазведочных работ получили отраженные, головные преломленные и рефрагированные волны.