PROSPECCION SISMICA DE REFRACCION

Problema 1. MODELO SIMPLE DE LA CORTEZA CONTINENTAL Y MANTO SUPERIOR

En base a la Figura 1 que muestra un modelo sencillo de la corteza continental y el manto subyacente, con tres capas horizontales. Calcular:

a) Calcular a qué distancia de la fuente (F) aparecerán las primeras llegadas refractadas críticamente en el basamento (Pg) y en el manto (Pn) respectivamente.

b) Dibujar el gráfico distancia-tiempo para la onda directa y las ondas refractadas.

SOLUCION:

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a) Calcular a qué distancia de la fuente (F) aparecerán las primeras llegadas refractadas críticamente en el basamento (Pg) y en el manto (Pn) respectivamente.

Calculo del tiempo de llegada:

t c=2 ,753(seg)

Como siguiente paso calculamos la distancia:

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xc=3,453(km)

Y para el manto tenemos:

t c=10 ,135 (seg )

Y su distancia será:

xc=35.994 (km)

La grafica directa de onda será entonces:

Debemos probar para distintos valores de X entonces:

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t 1=4,572 (seg )

t 2=7 ,350(seg)

t 3=10,127 (seg)

t 4=12,905 (seg )

t 5=15,683 (seg )

Procedemos a graficar los puntos:

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b) Dibujando el gráfico distancia-tiempo para la onda directa y las ondas refractadas.

Distancia (km) 10 20 30 40 50

Tiempo (s) 4,572 7,35 10,127 12,905 15,683

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 550

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Distancia vs Tiempo

Distancia (km)

Tiem

po (s

)

Problema 2: PROSPECCIÓN SÍSMICA DE REFRACCIÓN

En una prospección local de sísmica de refracción con maza, llevada a cabo con un dispositivo de 12 canales, se han obtenido las siguientes trazas (Figura 2). Los canales estaban colocados equidistantes entre sí 15 m, y el primer canal estaba a la misma distancia de la fuente de energía. Hallar cuántas capas pueden detectarse, y calcular sus Vp y los espesores de las capas superiores.

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SOLUCION: De la tabla obtenemos los datos.

GEOFONO X t

1 15 7

2 30 14

3 45 22

4 60 27

5 75 32

6 90 36

Página 6

7 105 40

8 120 43

9 135 47

10 150 50

11 165 54

12 180 57

El primer tiempo de la figura se ve que es:

T 1=14 (mseg )=1400 (seg )

T 2=8 (mseg )=800 (seg )

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T 3=16 (mseg )=1600 (seg )

Para la velocidad 0:

Vo=2,000(m /ms)

Para la velocidad 1:

V 1=3,125(m /ms)

Para la velocidad 2:

V 2=4,170(m /ms)

Calculo de las alturas:

h1=18,220 (m)

Calculo del espesor de la capa 2.

h2=18 ,878 (m)

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Son dos capas y el espacio semi al infinito.

Problema 3: CAPAS INCLINADAS

La Figura 3 muestra las gráficas distancia-tiempo, o dromocronas, de un perfil de sísmica de refracción que se invirtió, es decir, que se repitió dos veces, poniendo la fuente de energía cada vez en uno de los extremos del dispositivo. Calcular:

a) El buzamiento de las capas y el espesor de la capa superior en los extremos izquierdo y derecho del perfil.

b) Comprobar que los espesores y el buzamiento obtenido son mutuamente coherentes.

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SOLUCION:

Página 10

Calculo de la altura 1:

Con la velocidad 0:

Vo=2 ,100(m /ms)

Con la velocidad 1:

V 1=1,625(m /ms)

Tiempo:

t=9(ms)

Busamiento=32,62 °

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Calculo del espesor de la capa 1:

h1=9,41(m)

Calculo de la altura 2:

Velocidad:

Vo=1,82(m /ms)

Velocidad 1:

V 1=4,286(m /ms)

Tiempo:

t 1=12(ms)

Calculo del espesor de la capa 2:

h2=12,06 (m)

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Problema 4. FALLAS GEOLOGICA

La Figura 4 muestra la dromocrona correspondiente a un contacto entre cobertura sedimentaria y el basamento, que está afectado por una falla geológica vertical. Se debe estimar:

a) Situar aproximadamente la falla.b) Indicar cuáles son el bloque levantado y el hundido.c) Calcular su salto.d) Dibujar el corte geológico a escala.

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SOLUCION:

Página 14

El salto será:

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Para:V 2=5000(m /s)

s=120(m)

Problema 4. MÚLTIPLES CAPAS

Con los datos de una prospección local de sísmica de refracción registrados en 16 canales. Calcular:

a) Dibujar el gráfico distancia-tiempo para la onda directa y las ondas refractadas.

b) Numero de capas.c) Velocidad de cada capa.d) Espesor de las capas.

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e) Dibujar un corte geológico a escala.

NUMERO GEOFON

ODISTANCI

A (m) TIEMPO

(ms)1 3 3,852 6 7,83 9 11,854 12,1 15,85 15 17,56 18 19,77 21,5 21,88 24 23,559 26,5 25

10 29,5 2611 32 26,812 36 28,113 39 28,514 42 2915 45 29,516 48 30

Solución:

Graficando la anterior tabla

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Se puede observar que son cuatro rectas por lo que se concluye que son tres capas

Las velocidades serán:

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Los tiempos tomados de la grafica son:t 1=7 (ms )t 2=13 (ms )t 3=23(ms)

Calculo del espesor de la capa 1:Para la capa 1:

Para la capa 2:

Para la capa 3:

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