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Seismische Verfahren : Refraktionsseismik , Reflexionsseismik, Oberflächenwellenseismik, seismische Tomographie.

Bei seismischen Messungen wird der Untergrund durch künstlich angeregte seismische Wellen untersucht. Man unterscheidet nach dem Messort zwischen Landseismik, Seeseismik oder Bohrlochseismik und nach der Messgeometrie und der Datenauswertung in Refraktionsseismik, Reflexionsseismik, Oberflächenwellenseismik oder seismische Tomographie. An Land werden als seismische Quellen Hammerschläge, Fallgewichte, Sprenungungen oder Vibratoren eingesetzt, auf See finden Airguns Verwendung. Die angeregten seismischen Wellen breiten sich im Untergrund aus, werden bei Änderungen der elastischen Parameter gebeugt, gebrochen oder reflektiert  und gelangen so zu den Empfängern, Geophonen oder Hydrophonen. Meßgröße ist meist die Schwinggeschwindigkeit, ggf. auch die Verschiebung oder die Beschleunigung.

Reflexionsseismik : Bei den Messungen sind die Abstände zwischen Geophonen und  seismischen Quellen kleiner als die Erkundungstiefe. Die Meßanordnung wird entlang von Profilen (2D-Seismik) oder in der Fläche (3D-Seismik) versetzt. Aus den Meßwerten werden durch computergestützte Algorithmen jene Seismogramme berechnet, die bei gleicher Lage von seismischer Quelle und Empfänger zu erwarten sind. Auffällige Reflektoren in diesen Seismogrammen zeigen Änderungen der Dichte oder der seismischen Impedanz und weisen auf geologische Schichtgrenzen hin. Eine Abschätzung der Geschwindigkeitsverteilung im Untergrund führt zu einem Tiefenprofil (2D-Seismik) oder einem Tiefenmodell (3D-Seismik) geologischer Schichtgrenzen. Bei kleinen Laufzeiten überlagern Oberflächenwellen die reflektierten Raumwellen, so daß die Reflexionsseismik i. allg. erst ab Tiefen von ca. 50 m eingesetzt werden kann. Das räumliche Auflösungsvermögen des Verfahrens ist gut, seismische Geschwindigkeiten können meist nur abgeschätzt werden.

Refraktionsseismik : Bei den Messungen werden auch Abstände zwischen Geophonen und seismischen Quellen benutzt, die  größer sind als die Erkundungstiefe. Beobachtet werden die Laufzeiten refraktierter Raumwellen. Diese Raumwellen werden an Schichtgrenzen gebrochen, bei denen seismische Geschwindigkeiten zunehmen. Das Verfahren ermöglicht die Bestimmung seismischer Geschwindigkeiten und die Ortung seismischer Schichtgrenzen. Üblich ist eine Meßanordnung entlang von Profilen mit dem Ziel ein Tiefenprofil mit seismischen Geschwindigkeiten und geologischen Schichtgrenzen zu erstellen. Das räumliche Auflösungsvermögen ist meist geringer als in der Reflexionsseismik.

 Seismische Tomographie : Kann das zu untersuchende Volumen aus vielen Raumrichtungen "durchschallt" werden, ist das Verfahren der seismischen Tomographie anwendbar. In einer typischen Meßanordnung wird die Lage von seismischen Quellen und Hydrophonen in Bohrlöchern variiert und das Volumen zwischen den Bohrlöchern "durchschallt". Bei der Auswertung wird ein seismisches Modell ermittelt, das die gemessenen Laufzeiten oder Amplituden hinreichend genau beschreibt. Das Verfahren eignet sich z.B. für die Ortung von Hohlräumen oder Störungszonen. Die GUS führt keine bohrlochgeophysikalischen Messungen durch, kann aber die Auswertung der Meßdaten übernehmen.

 

Anwendungen : Seismische Verfahren besitzen zahlreiche Anwendungen, z.B:

Beispiel :

Refraktionsseismische Messungen : seismisches Modell mit Topografie

 Refraktionsseimsik