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:
𝑡𝑐 = 2, 753 (𝑠𝑒𝑔)
Como siguiente paso calculamos la distancia:
Página 2
𝑥𝑐 = 3,453 (𝑘𝑚)
Y para el manto tenemos:
𝑡𝑐 = 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
𝑡1 = 4,572 (𝑠𝑒𝑔)
𝑡2 = 7,350 (𝑠𝑒𝑔)
𝑡3 = 10,127 (𝑠𝑒𝑔)
𝑡4 = 12,905 (𝑠𝑒𝑔)
𝑡5 = 15,683 (𝑠𝑒𝑔)
Página 4
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
Tiempo (s)
14
12
10
8
6
4
2
0
0
10
20
30
40
50
60
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.
GEOFONO
X
t
1
15
7
2
30
14
3
45
22
Página 6
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:
𝑇1 = 14 (𝑚𝑠𝑒𝑔) = 1400 (𝑠𝑒𝑔)
𝑇2 = 8 (𝑚𝑠𝑒𝑔) = 800 (𝑠𝑒𝑔)
𝑇3 = 16 (𝑚𝑠𝑒𝑔) = 1600 (𝑠𝑒𝑔)
Para la velocidad 0:
𝑉𝑜 = 2,000 (𝑚/𝑚𝑠)
Para la velocidad 1:
𝑉1 = 3,125 (𝑚/𝑚𝑠)
Para la velocidad 2:
𝑉2 = 4,170 (𝑚/𝑚𝑠)
Calculo de las alturas:
ℎ1 = 18,220 (𝑚)
Calculo del espesor de la capa 2.
ℎ2 = 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 = 2,100 (𝑚/𝑚𝑠)
Con la velocidad 1:
𝑉1 = 1,625 (𝑚/𝑚𝑠)
Tiempo:
𝑡 = 9(𝑚𝑠)
𝐵𝑢𝑠𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 32,62°
Página 11
Calculo del espesor de la capa 1:
ℎ1 = 9,41 (𝑚)
Calculo de la altura 2:
Velocidad:
𝑉𝑜 = 1,82 (𝑚/𝑚𝑠)
Velocidad 1:
𝑉1 = 4,286 (𝑚/𝑚𝑠)
Tiempo:
𝑡1 = 12(𝑚𝑠)
Calculo del espesor de la capa 2:
ℎ2 = 12,06 (𝑚)
Página 12
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:
𝑉2 = 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.
Página 16
c) Velocidad de cada capa.
d) Espesor de las capas.
e) Dibujar un corte geológico a escala.
NUMERO DISTANCIA
GEOFONO
(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:
𝑡1 = 7 (𝑚𝑠)
𝑡2 = 13 (𝑚𝑠)
𝑡3 = 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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0
