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物理探査

反射法地震探査の概要

陸上の反射法地震探査では、弾性波を人工的に発生させるための震源として、インパルス型 (地面打撃やダイナマイト)や制御型(バイブレータ)の震源を用います。 また、反射波を捉 えるには、ジオフォンと呼ばれる受振器(小型の地震計)を用います。

バイブレータ震源とは、地質調査用に開発された大型の振動発生機で、予め決めたパターンで 錘を何回も振動させることにより弾性波を発生させるものです。 発振した波と受振した波の相 互相関を取ることにより最終的な反射波が得られるため、雑音に強く、都市部において多く用 いられます。

陸上反射法作業概念図

陸上反射法作業概念図

海上の反射法地震探査では、海中の震源として、圧搾空気の放出を利用したエアガンを用いる のが一般的です。 地層境界からの反射波は、海水内では圧力変化として伝わり、それを捉える 受振器(圧力計)をハイドロフォンと呼んでいます。
図に示した方法は、ハイドロフォンを組み込んだケーブルを海底に設置して発振する方法で、 航行船舶などにも影響が少なく、海岸線や湾内などの浅い海や川での作業に有効です。 この他 にもケーブルを海中で曳航し、海中の圧力変化を記録するタイプの測定方法(ストリーマケー ブル曳航方式)があります。この方法は、海洋の調査に多く用いられています。 反射法で利用する人工震源は、環境に影響を与えないほど微弱なものです。 得られる反射波も 微弱になりますが、受振器を地面や海中に多数設置して反射波を捉えることにより、また発振点を 密にすることにより、地下から得られるデータ量が増え、正確な地質構造を得ることができます。

海上反射法作業概念図 海底ケーブル方式

海上反射法作業概念図 海底ケーブル方式

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反射法地震探査のメリットは、地層の構造や変化、地層の性質を連続的・視覚的に得られる点に あります。 従来、反射法の弱点とされていた弾性波速度の決定も、多チャンネルを用いた統計処理により、その精度は著しく向上しており、得られる地質情報の精度もデータ量の増加に伴って向上しています。

反射法による地下構造断面図

反射法による地下構造断面図

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近年の反射法地震探査では、従来行なわれていた2次元反射法(調査測線上の反射断面を得る方法)に加え、 それを面的・空間的に拡張した3次元反射法や、S波を用いた多成分反射法の利用も、広く行われるようになりました。 また、個々の反射面の反射係数の変化やP波とS波の反射断面の違いを検討することにより、反射法地震探査で得られた情報から地下の地層の物理的な性質を予測する時代を迎えようとしています。

3次元地下構造

3次元地下構造

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陸上反射法地震探査で使用する機器
  • 受振器ジオフォン
  • 探鉱機
  • 震源(バイブレータやダイナマイト)
  • 測量機器
海上反射法地震探査で使用する機器受振器
  • ハイドロフォン
  • 探鉱機
  • 震源(エアガン)ナビゲーション装置

陸上用ジオフォン

陸上用ジオフォン

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