Hochauflösende Seismik quartärer Sedimente · Seismik - Auflösung Tanner & Brandes 2019:...
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1/156 Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie12/13.3.2019
Hochauflösende Seismik quartärer Sedimente
Hermann BunessLeibniz-Institut für Angewandte
Geophysik, Hannover
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Was können seismische Methoden? Prinzip Seismik
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Basin fines/compaction
Basal till
Valley base
Basal till
Gravel/coarse sand
Surface
Intrabasin fill
Profile LB-1P
vertical exaggeration: 2.5
- Various acquisition conditions
- Processing PSDM with MVA
Drau Stadler B100 B107Railway
flood barrier
B107
1500 m/s 3500 m/s
vP
Seismic velocities derived from MVA
depth
(m
) b.
SR
D
slumps
onlap
Beispiel Seismik
Burschil et al 2019 (SJG)
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Seismische Quellen
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Seismisches Equipment
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Fig. x: Different seismic resolutions, iilustrated at an example from theUpper Rhine Valley: (a) high resolution 2D seismic (b) detail of a 3D seismic volume section. The red box in (b) indicates the positon of theprofile in (a). Source frequencies were (a) 30-300 Hz, (b) 12-96 Hz andCMP distances (a) 20 m, (b) 1 m. Fault imaging starts at only 20 m depth and fault activity in Quaternary times could be inferred fromthe high resolution profile. Details in Musmann and Buness (2012).
Seismik - Auflösung
Tanner & Brandes 2019: Understanding faults
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Seismische Wellen Seismik - Wellentypen
Dichte Schermodul
Kompressionsmodul
P-waves SV-waves SH-waves
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Seismische Wellen Seismik - Wellentypen
Dichte Schermodul
Kompressionsmodul
Oft angenommen für „Festgestein“Possionzahl 0,25 -> Vp/Vs = √3
In der Realität oft höher, s. Beispiel Oberrheingraben. Oberflächennah in unkonsolidierten Sedimenten treten Werte von bis zu 10 auf.
Aus λ = v / f folgt eine
entsprechende Erhöhung der
Auflösung, falls die Frequenzen
gleichbleiben.
P-waves SV-waves SH-waves
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Quelle: http://www.geo.mtu.edu/UPSeis/waves.html
Seismische Wellen Seismik - Wellentypen
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Burschil et al. · 10LIAG Seminar · 29.01.2019 · Übertiefte Alpine Täler
Prestack processing sequence: - raw data (geometry load)
Seismik prestack processing
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Burschil et al. · 11LIAG Seminar · 29.01.2019 · Übertiefte Alpine Täler
Prestack processing sequence: - raw data (geometry load)
Tannwald – TB-1S
P refraction & reflection
S refraction
S reflection
Source noise
P- waves outside,S-waves inside‚noise cone‘
Seismik prestack processing
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Burschil et al. · 12LIAG Seminar · 29.01.2019 · Übertiefte Alpine Täler
Prestack processing sequence: - raw data (geometry load)- spectral whitening
Tannwald – TB-1S
P refraction & reflection
S refraction
S reflection
Source noise
Seismik prestack processing
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Burschil et al. · 13LIAG Seminar · 29.01.2019 · Übertiefte Alpine Täler
Prestack processing sequence: - raw data (geometry load)- spectral whitening- scaling
Tannwald – TB-1S
P refraction & reflection
S refraction
S reflection
Source noise
Seismik prestack processing
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Burschil et al. · 14LIAG Seminar · 29.01.2019 · Übertiefte Alpine Täler
Prestack processing sequence: - raw data (geometry load)- spectral whitening- scaling- fk-filtering
Tannwald – TB-1S
P refraction & reflection
S refraction
S reflection
Source noise
Seismik prestack processing
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Burschil et al. · 15LIAG Seminar · 29.01.2019 · Übertiefte Alpine Täler
Prestack processing sequence: - raw data (geometry load)- spectral whitening- scaling- fk-filtering- muting (after CMP sorting)
Tannwald – TB-1S
P refraction & reflection
S refraction
S reflection
Source noise
Seismik prestack processing
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16/156 Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie12/13.3.2019
20
0 m
1200 m
P wave seismics
Burschilet al. 2012
MotivationFöhr – P-Wellen
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17/156 Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie12/13.3.2019
20
0 m
1200 m
SH wave seismicsP wave seismics
MotivationFöhr – S-Wellen
Burschilet al. 2012
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18/156 Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie12/13.3.2019
- SH-waves reveal same overall structure (bottom of the basin); generally the deeper parts less well imaged.
- Main facies units can be seen also in Sh-section
- Shallowest part (< 50 m) much better resolved with SH waves.
- SH-waves not at the same processing level as P-waves.
SH-wave profile
P-wave profile
vertical exaggeration: 2.5
vertical exaggeration: 2.5
Tannwald P- und S-Wellen
Tannwald Basin S- waves
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19/156 Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie12/13.3.2019
- Benefits of S-waves:
- S-waves lift the detection limit for very shallow reflectors (A).
- S-wave reflectors are less coherent but reveal more details (B).
- S-waves image reflectors in areas that are transparent for the P-waves (C).
S-wave profilehorizontal, 1-C
B
C
A
Tannwald – S-Wellen
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Burschil et al. · 20LIAG Seminar · 29.01.2019 · Übertiefte Alpine Täler
S-wave processing
AGC 250 ms, spectral whitening, fk-filter, stack, FD-migration, depth conversion
AGC 250 ms, no spectral whitening, fk-filter, stack, fk-filter, FD-migration, depth conversion
AGC 1000 ms, spectral whitening, fk-filter, stack, FD-migration, depth conversion
Offsets < 60m (requirement for 3D application by LIAG), AGC 250 ms, spectral whitening, fk-filter, stack, FD-migration, depth conversion
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Beispiel Porta - Komplex
Winsemann et al. 2011
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22/156 Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie12/13.3.2019
Danke für ihre Aufmerksamkeit