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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:

 Página 1

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=2,75 3( seg)

Como siguiente paso calculamos la distancia:

 Página 2

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:

 Página 3

t 1=4,57 2 ( seg )

t 2=7, 350( seg)

t 3=10,127 (seg)

t 4=1 2,9 05( seg)

 Página 4

t 5=15,683 ( seg ) Procedemos a graficar los puntos: b)

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

Distancia (km) Tiempo (s)

10

20

30

40

50

4,572

7,35

10,127

12,905

15,683

Distancia vs Tiempo 18 16 14 12 10 Tiempo (s)

8 6 4 2 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Distancia (km)

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.

 Página 5

Figura 2. Registro en 12 canales de una prospección local de sísmica de refracción. SOLUCION: De la tabla obtenemos los datos. GEOFON O

X

t

1

15

7

2

30

14  Página 6

3

45

22

4

60

27

5

75

32

6

90

36

7

105

40

8

120

43

9

135

47

10

150

50

11

165

54

12

180

57

 Página 7

El primer tiempo de la figura se ve que es: T 1=14 ( mseg )=1400 ( seg ) T 2=8 ( mseg )=8 00 ( seg ) T 3=16 ( mseg )=16 00 ( 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:

h 1=18,220(m) Calculo del espesor de la capa 2.

h 2=18, 878(m)

 Página 8

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.

 Página 9

Figura 3. Domocromas de una sísmica de refracción en ambas direcciones.

SOLUCION:

 Página 10

Calculo de la altura 1: Con la velocidad 0: Vo=2,1 00(m/ms)

Con la velocidad 1: V 1=1,625 (m/ms) Tiempo:

 Página 11

t=9(ms)

Busamiento=32,62° Calculo del espesor de la capa 1:

h 1=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:

 Página 12

h 2=12,06( m)

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.

 Página 13

Figura 4. Domocromas obtenidas de un perfil de sísmica de refracción.

SOLUCION:  Página 14

El salto será:  Página 15

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.  Página 16

d) Espesor de las capas. e) Dibujar un corte geológico a escala.

NUMERO GEOFON DISTANCI O A (m) 1 3 2 6 3 9 4 12,1 5 15 6 18 7 21,5 8 24 9 26,5 10 29,5 11 32 12 36 13 39 14 42 15 45 16 48

TIEMPO (ms) 3,85 7,8 11,85 15,8 17,5 19,7 21,8 23,55 25 26 26,8 28,1 28,5 29 29,5 30

Solución: Graficando la anterior tabla

 Página 17

Se puede observar que son cuatro rectas por lo que se concluye que son tres capas Las velocidades serán:

 Página 18

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:

 Página 19

 Página 20