Refraktionsseismik
Seismische MethodeRefraktionsseismik
Bestimmung der Schichtgrenzen und Ausbreitungsgeschwindigkeiten
Die Refraktionsseismik ist eine seismische Methode, mit der Schichtgrenzen und die charakteristischen Ausbreitungsgeschwindigkeiten verschiedener Gesteine bestimmt werden.
In der Praxis werden die seismischen Wellen beispielsweise durch Hammerschlag oder Sprengstoff angeregt und die Laufzeit, der an den Schichtgrenzen refraktierten Wellen, über sogenannte Geophone gemessen. Durch die bekannte Aufnahmegeometrie und die gemessenen Laufzeiten werden dann mit verschiedenen Verfahren (Tomographie und Palmer) Untergrundmodelle erstellt.
Typische Einsatzgebiete sind geologische, hydrogeologische und geotechnische Fragestellungen.
Auswertungen Refraktionsseismik
Feldmessung
Feldmessung: Refraktionsseismik: Geophonaufbau und „Linecheck“ (links) und Hammerschlagseismik (rechts)
Beispiel für eine tomographische Auswertung eines Datensatzes.
Diese Auswertung eignet sich besonders gut für wenig ausgeprägte Schichtgrenzen. Diese Messung war die Grundlage für die Abbauplanung eines Steinbruchs und der Abschätzung des Lockermaterials über dem gesuchten Festgestein. Auf der rechten Seite sind die seismischen Geschwindigkeiten und die korrespondierenden Farben dargestellt.
Die unten angeführte Tabelle zeigt die für dieses Projekt interpretierten seismischen Geschindigkeiten.
Der gleiche Datensatz ausgewertet nach Palmer.
Hier sind die Schichtgrenzen wesentlich klarer, allerdings sind die Bereiche mit kontinuierlich verlaufenden Schichtübergängen nur sehr schwer zu interpretieren. Die drei- und vierstelligen Zahlen sind die aus der Palmerauswertung gewonnenen seism. Geschwindigkeiten.
Kombinierte Darstellung der Resultate beider Auswertemethoden.
Diese Vorgangsweise eignet sich vor allem dann, wenn nur wenig Zusatzinformationen über das Messgebiet vorhanden sind. In diesem Fall konnte in der Bildmitte eine tiefgreifende Störung mit Lockergestein lokalisiert werden.
Übersicht der Geschwindigekeitsbereiche und zugeordnete geologische Interpretation
| Seism. Geschw. | Geologische Interpretation |
| < 1000 m/s | durchwegs trockene Lockersedimente (Mutterboden, Sand, Schotter, Gesteinsschutt,…) |
| 1000 – 1500 m/s | nicht wassergesättigte Lockersedimente |
| 1500 – 2000 m/s | wasserführende Lockersedimente, eventuell lehmig – tonig, sehr stark verwittertes und/oder zerlegtes Festgestein |
| 2000 – 3000 m/s | verwittertes Festgestein, zum Teil mit schwerer Raupe gerade noch reißbar, möglicherweise auch Gestein in einer Störungszone, Festgestein mit etlichen lateral verteilten Zonen geringer Festigkeit (Wechsellagen), Tone, Mergel |
| > 3000 m/s | kaum verwittertes bis unverwittertes Festgestein ohne laterale Störungen |