Сейсмика геометрическая

Геометрическая сейсмика — совокупность законов распространения сейсмических волн, на которых строится количественное определение элементов залегания пластов горных пород. Она сводит процесс распространения волн к изучению формы фронтов волн и сейсмических лучей. Законы распространения фронтов волн в упругой среде выводятся из основных принципов геометрической оптики — принципов Гюйгенса и Ферма.

Согласно принципу Гюйгенса, каждая точка, до которой дошло возбуждение, является центром вторичных волн; поверхность, огибающая эти вторичные волны, указывает положение фронта распространяющейся волны. Этот принцип позволяет построить изохроны волны для любого времени, если известно положение фронта волны в какой-либо момент времени и распределение скоростей в среде. Следствием этого принципа является принцип Ферма: время пробега сейсмической волны между двумя точками вдоль луча минимально по сравнению с временем пробега по другим возможным путям. Принцип Ферма используется при построении сейсмических лучей.

Преобразование волн на границе раздела происходит в соответствии с законом отражения (преломления), который выражается в двух положениях:

  • лучи — падающий, отражённый и преломлённый — лежат в одной плоскости с нормалью к границе в точке падения;
  • углы преломления (отражения) связаны с углом падения соотношением Снеллиуса (см. Волны сейсмические).

При сейсмической разведке основным интерпретационным параметром является время пробега упругой волны (фронта или фазы) от источника возбуждения до точек приёма. Кривая зависимости между координатами точек наблюдения и измеренным временем пробега называется годографом. Скорость движения фронта волны вдоль линии (поверхности) наблюдения называется кажущейся скоростью (Vк), которая связана с истинной скоростью (V) законом Бенндорфа: Vк = V : cos e, где e — угол выхода сейсмической радиации, составляемый сейсмическим лучом и поверхностью наблюдения в данной точке. Кажущаяся скорость характеризует градиент поля времени на поверхности наблюдения, или наклон годографа.

Время регистрации волны и её кажущаяся скорость составляют кинематические признаки сейсмических волн.