超声波可以用于大型地下区域的密度地图吗?

Question

这个问题源自一个相关的一个在物理。SE,连同我自己的个人寻求更好地理解矿物勘探。

我想知道如果某种超声波机器可以确定岩石的密度,土壤或山脉。会看到一切范围内吗?例如,会看到一个地区的高密度和低密度的地区吗?还是一块?范围是什么?

如何准确会(在密度读数和确切位置读数)?更精确的比重量地图吗?

我问,因为我想知道超声波可用于矿物学勘探可以开采矿石(探索)。看起来这将是更容易使用比挖很多探索性轴超声波。

Answer 1

听起来像波通常用于地下图像,但主要是远低于超声乐队。

几种方法涉及听起来像振动:

• 反射地震——我们拥有的最重要的地下遥感工具
• 折射地震-重要,但是,有很多共同点和反思
• 声波测井-使用超声波,你特别要求

你是什么意思,”听起来像“?

我说“听起来像”,因为我们通常认为我们可以听到声音的振动,通过空气或者水或建筑材料。地震方法——如我们可能使用矿物勘探、石油和天然气、水、地热资源,等等——我们使用频率很低,通常在4 - 256赫兹范围(约6个八度)。你可以听到这些频率,但不低于20赫兹,这往往是最强的频率信号。

为什么地震反射大不了?

从成千上万的现场录音,通常在一个网格在陆地或海洋区域,我们可以重建图像的使用这一过程被称为地下断层摄影术。数据可能是2 d(垂直截面)或3 d(体积,类似于CAT扫描)。在某些情况下,这张图片是优秀的,揭示了大量的地质区域。这是一篇论文的一个例子摩尔et al。(科学2007年11月):

你能看到多少?

大型调查可能数百平方公里,或几十公里的2 d数据。我们可以形象好吧约6 - 8公里,我们可以形象的东西大约20公里。典型的地震分辨率是数万米的水平和垂直几米(大约四分之一波长)。这是比重力和磁力。你可能会想,“为什么不使用更高频率进行成像,你肯定会看到更多?”Yes! We would love to use ultrasound (say) for imaging. The problem is that high frequencies are absorbed more efficiently by the medium (mostly rock and water) and actually heat it up very slightly.

你能找到什么声音?

在许多情况下,我们可以超越一个地下的图像和推断出地球的一些物理性质,特别是音速在岩石和岩石的密度。声反射取决于变化声阻抗,并依赖迎角,所以所有的物理源于这种关系。

声波测井呢?

声波测井和声波测井地震成像是一个重要的同行,因为日志-运行沿钻孔使用特殊的工具是最好的岩石的声学性质之间的联系。因此他们联系我们地震图像,取决于这些声学属性。所以我们不形象有这些数据,因为它是一维的,但它是一个关键的校准点。声波测井是用超声波20千赫范围内,但衰减的问题并不是一个问题,附近的井眼。