Типы волн используемых в сейсморазведке.

Если в геологической среде создать источник упругих (сейсмических) колебаний, то от него, соответственно, по всевозможным направлениям будут расходиться сейсмические волны. Последние принято разделять на волны полезные, к которым относятся отраженные и преломленные (головные), и второстепенные: дифрагированные, интерференционные и боковые.

Если выделить распространяющуюся от источника единичную, падающую под углом α продольную волну, то в среде, где есть границы раздела, между которыми находятся слои отличающиеся по акустической жесткости А (произведение скорости υ на плотность δ, то есть А= υ* δ), образуется еще четыре волны: Р₁S₁ – отраженная поперечная, P₁P₁ – отраженная продольная волна, P₁P₂ – проходящая продольная волна, P₁S₂ – проходящая поперечная волна ( рис. 2.38).

Рис. 2.38. Образование различных типов волн на границе двух твердых сред

 и α΄- углы падения и отражения волны

Волна не поменявшая свой тип называется монотонной, а поменявшая обменной.

Если в среде существует граница (границы) разделяющая среды, где нижележащий слой имеет скорость v₂ большую, чем у вышележащих слоев, скорость которых v₁, то при падении лучей (сейсмических волн) на такую границу создаются головные (преломленные) волны. Они образуются только на определенном удалении от источника, когда возникает скользящая вдоль границы волна при угле падения α (см. рис. 65), равному некоему критическому углу i:

(2.25)

Головной волны параллельны друг другу (рис. 2.29).

Рис. 2.39. Схема образования головных волн

Скорость распространения головных волн больше, чем падающих и отраженных, поскольку υ₂>υ₁. Эти волны имеют и значительно большую амплитуду. Однако, приведенная картина не означает, что на рассматриваемой границе нет других волн. Соответственно присутствуют и отраженные и второстепенные волны.

Для P1P1 волн принцип Ферма΄ приводит к закону Снеллиуса, который утверждает, что луч отраженной волны лежит в плоскости падения, направлен вверх от границы и угол α' между этим углом и нормалью всегда равен углу α (см. рис. 2.39).

Второстепенные волны возникают, как правило, на сложных геологических границах, которые имеют неровности и характеризуются прерывистостью. В тех случаях, когда размеры «шероховатости» меньше длины волны λ, возможно образование дифрагированных волн то есть волн с изгибами фронтов. В результате получается «радужная» картина, которая соответственно осложняет общую картину основных типов сейсмических волн.

Другой тип второстепенных волн - это интерференционные волны. Они представляют собой сложение когерентных (совпадающих по фазе) волн. В результате получается картина чередования полос волн большой и малой амплитуд то есть обычная интерференционная картина.

Особый вид второстепенных волн - боковые волны, возникающие в пределах границ, где раздела существуют малые отражающие площадки. Создается эффект бликов волновой ряби на поверхность водоема.

К волнам-помехам относят поверхностные волны, особый вид которых связан с границей «свободной поверхности» земля-воздух. Основная из этих волн - волна Релея, которая распространяется вдоль земной поверхности по эллипсоидной траектории, вертикальной к поверхности и имеет скорость меньшую, чем у поперечных объемных волн.