لرزه نگاری انکساری (Seismic Refraction Surveys)

در روش انکسار لرزه ای یا شکست مرزی، سرعت موج فشاری با استفاده از یک ردیف ژئوفن که در محل کار گذاشته شده اند، اندازه گیری می شود. با استفاده از نتایج آن عمق سنگ بستر و ضخامت لایه های زیر سطحی و احیانا سطح آب زیرزمینی تعیین می گردد.

زمانی که امواج صوتی از سطح مشترک بین دو لایه که دارای سرعت های متفاوت هستند، عبور می کنند، انکسار می یابند. زاویه موجی که سطح مشترک را ترک می کند نسبت به زاویه برخورد تغییر می کند. این تغییر زاویه به سرعت های نسبی بستگی دارد. زمانی که موج از لایه با سرعت پایین به لایه با سرعت بالا حرکت می کند، موج در سطح بالایی لایه پایینی انکسار پیدا می کند. هنگامی موج حرکت می کند، موج انکسار یافته در لایه بالایی انتشار می یابد. در این حالت این موج به سطح ژئوفون ها وارد می شود.

سرعت امواج صوتی در لایه پایینی در مقایسه با لایه بالایی بیشتر است، بنابراین در برخی از نقاط، در سطح موج انکسار یافته نسبت به موج مستقیم سبقت گرفته و سریعتر عبور می کند. در نتیجه موج انکساری اولین موجی خواهد بود که به ژئوفون ها می رسد و این حالت تا زمانی که موج سریعتر و عمیق تری وجود داشته باشد، پایدار خواهد بود. تفاوت زمان طی شده از موج دریافتی بین ژئوفون ها به میزان سرعت لایه پایینی بستگی دارد. اگر لایه مسطح باشد، امواج انکساری حاصل از خط مستقیمی که دامنه آن مستقیماً به سرعت وابسته است، تشکیل می شوند. نقطه ای که در آن امواج انکساری از امواج مستقیم پیشی می گیرند، مسافت متقاطع نامیده می شود و برای تخمین فاصله بخش های عمیق تا سطح انکساری به کار برده می شود.

آزمایش های انکساری بر اساس زمان دریافتی حرکت زمین که توسط منبع ثبت شده تولید گشته در فواصل مختلف استوار شده است. اطلاعات بدست آمده از آزمایش های انکساری شامل سری های زمان در برابر مسافت است. این اطلاعات به صورت عمق سطح مشترک زیر سطح و سرعتی که در آن موج درون هر یک از لایه های زیر سطحی حرکت می کند. این سرعت ها توسط ثابت های فیزیکی که پارامترهای الاستیکی نامیده می شوند، کنترل می گردند.

مشاهدات انکساری به منابع تولید کننده امواج کمتر و به تبع آن به دریافت کننده های کمتری نیازمند است و در مقایسه با روش انعکاسی ارزان قیمت تر می باشد. پردازش های کمی در مشاهدات انکساری انجام می شود. از آنجایی که نسبت کوچکی حرکت زمین ثبت می شود، ایجاد مدل ها و تفسیرهای مربوط به آن در مقایسه با سایر روش های ژئوفیزیکی آسانتر است

از روش انکسار لرزه ای زمانی می توان سود برد که حرکت ایجاد شده و انتشار یافته با افزایش عمق زمین افزایش پیدا کند. مشاهدات انکسار لرزه ای اغلب به صورت لایه ای تفسیر می شوند. این لایه ها دارای شیب و توپوگرافی هستند. مشاهدات لرزه ای انکساری فقط برای زمان دریافتی حرکت زمین در مسافتهای مختلف از منبع به کار برده می شود. مدلی که برای زیر سطح زمین داده می شود از اصلاح زمان¬های دریافتی مشاهده شده، بدست آمده است.