Abstract
Seismological experiments have been undertaken at a test site near Chalk River, Ontario that consists of crystalline rocks covered by glacial sediments. Near-surface P and S wave velocity and amplitude variations have been measured along profiles less than 2 km in length. The P and S wave velocities were generally in the range 4.5–5.6 and 2.9–3.2 km/s, respectively. These results are consistent with propagation through fractured gneiss and monzonite, which form the bulk of the rock body. The P wave velocity falls below 5.0 km/s in a region where there is a major fault and in an area of high electrical conductivity; such velocity minima are therefore associated with fracture systems. For some paths, the P and 5 wave velocities were in the ranges 6.2–6.6 and 3.7–4.1 km/s, respectively, showing the presence of thin sheets of gabbro. Temporal changes in P travel times of up to 1.4% over a 12 h period were observed where the sediment cover was thickest. The cause may be changes in the water table. The absence of polarized SH arrivals from specially designed shear wave sources indicates the inhomogeneity of the test site. A Q value of 243 ± 53 for P waves was derived over one relatively homogeneous profile of about 600 m length. P wave velocity minima measured between depths of 25 and 250 m in a borehole correlate well with the distribution of fractures inferred from optical examination of borehole cores, laboratory measurements of seismic velocities, and tube wave studies.
Des expériences séismologiques ont été réalisées sur un site d'essai près de Chalk River, Ontario, formé de roches cristallines recouvertes par des sédiments glaciaires. Les vitesses de propagation des ondes P et S près de la surface et leurs variations d'amplitude ont été mesurées le long d'un profil d'une longueur inférieure à 2 km. Les vitesses de propagation des ondes P et S oscillaient généralement entre 4,5 à 5,6 et 2,9 à 3,2 km/s, respectivement. Ces résultats concordent avec les vitesses de propagation dans les gneiss et les monzonites fracturés constituant la majeure partie du massif rocheux. La vitesse de propagation de l'onde P tombe sous 5,0 km/s dans une région où se trouve une faille majeure et dans une région où la conductivité électrique est élevée; de telles vitesses minimums sont donc associées avec des systèmes de fracture. Certains cheminements ont révélé des vitesses de propagation des ondes P et S se situant entre 6,2 à 6,6 et 3,7 à 4,1 km/s, respectivement, indiquant la présence de minces couches de gabbro. Des variations temporelles dans les durées des parcours des ondes, allant jusqu'à 1,4% sur une période de 12 h, ont été observées où la couverture sédimentaire était plus épaisse. La cause pourrait bien être les fluctuations de la nappe phréatique. L'absence d'arrivées polarisées d'horizon unique provenant de sources d'ondes de cisaillement spécialement produites indique l'inhomogénéité de ce site d'essai. Une valeur Q et 243 ± 53 pour les ondes P a été calculée au-dessus d'un profil relativement homogène d'une longueur d'environ 600 m. Les vitesses de propagation minimums des ondes P mesurées dans un trou de forage à des profondeurs se situant entre 25 et 250 m sont en étroite corrélation avec la distribution des fractures déduites de l'examen optique des carottes du trou de forage, avec les déterminations en laboratoire des vitesses sismiques et avec les études des guidés d'ondes. [Traduit par le journal]