工程场地隐伏断裂的勘测及其活动性研究

介绍近年来在珠江三角洲地区的城市工程场地勘测隐伏活动断裂常用的各种物探，化探、新地质年代学等的方法，并分别对不同的地质构造情况，说明各种勘测手段的有效性，可信度及存在问题。勘测隐伏活动断裂的程序和研究断裂活动性方法在文中也作了介绍。     

微动探测：地层分层和隐伏断裂构造探测的新方法

微动探测作为地层分层和隐伏断裂构造探测的物探新方法,已成为盆地结构调查、地热井位选址和隐伏地质构造探测的重要物探手段.微动测深确定岩性差异较大的地质界面,如新生界地层底界、侏罗系与二叠系地层分界面、二叠系-石炭系灰岩顶界面等,深度误差可控制在5％左右.断层破碎带/隐伏断裂构造在微动视S波速度剖面上显示为低速异常或明显的速度差异,易于识别、解释.二维微动剖面技术已在探测隐伏地质构造(断层、陷落柱等)方面取得较好地质效果.本文介绍其原理、方法和应用实例.     

综合物探方法在福州长乐地区地壳稳定性评价中的应用

在地壳稳定性评价中运用地球物理勘探方法探测隐伏断裂构造行之有效。单一物探方法的使用存在较多局限,综合物探方法的运用体现了其优越性和可靠性。福州市长乐地区通过开展高精度磁法、高密度电法、可控源音频大地电磁测深(CSAMT)法、浅层地震反射法等综合物探方法测量,查明了区内2条北北东向隐伏断裂构造位置及空间分布特征,体现了综合物探方法在断裂构造探测领域的有效性。     

等值反磁通瞬变电磁法在探测岩溶病害中的应用

机场跑道潜在的岩溶隐患将直接影响其承载能力和使用寿命。通过广州白云机场跑道的勘察试验研究,表明等值反磁通瞬变电磁法能够在机场噪声背景以及有限不接地场地条件下实现快速无损探测机场跑道隐伏岩溶地质病害,有效规避了地震反射波受机场飞机起降噪声的影响、高密度电法受场地接地条件的制约以及探地雷达探测深度不足等常规工程物探方法的缺点,为机场跑道隐伏地质病害探测提供了一种新的探测方法。     

北京平原区黄庄—高丽营断裂(房山—涞水段)第四纪活动特征的浅层综合探测证据

黄庄—高丽营断裂是北京平原区主要的隐伏活动断裂之一,其第四纪活动性对北京及邻区的城市规划、建设具有重要的意义.针对该隐伏断裂的复杂特征,本文通过可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、浅层人工地震、高密度电阻率法等地球物理探测技术,结合联合钻孔剖面方法,揭示了黄庄—高丽营断裂房山—涞水段的第四纪活动性及主要特征,探测结果与综合分析表明:(1)该断裂走向NE,倾向SE,倾角为60°～70°,具典型的正断活动特征.(2)推断黄庄—高丽营断裂(房山—涞水段)上断点埋深约10 m,上更新统欧庄组底界错距约16 m,可能为晚更新世早期活动断裂,并可能是1658年涞水6级地震的发震构造,并对浅地表地裂缝地质灾害具有一定的控制作用.因此,对黄庄—高丽营断裂房山—涞水段的几何学与运动学的综合探测结果可为该地区重大工程建设的区域地壳稳定性评价及防灾减灾等提供关键地质依据.(3)综合物探结果可知,CSAMT法对隐伏活动断裂的初期探测有重要意义,在第四系松散沉积层内浅层地震勘探剖面揭示的断裂特征不如其在坚硬岩石地层内揭示的断裂特征明显,但通过多种物探方法的综合探测,能够做到优势互补,增加隐伏活动断裂探测的确定性.     

地面物探在岩溶地基工程勘察中的应用——以桂林某花园综合楼为例

岩溶地区工程建筑地基的地质情况比较复杂,存在土洞、软土等工程隐患。常规工程勘察手段,由于其自身的局限性,很难一一查清这些隐患的分布特征。地面物探是一种较为省时省力的工程辅助勘探方法。但物探方法有多种,在选用时,必须根据场地条件、探测目标、方法性能及工作成本等来综合考虑,选择适用的方法(或方法组合) ,才有可能取得令人满意的探测效果。桂林某花园综合楼地基主要以红粘土为主,软土、土洞发育,红粘土之下,桂林组灰岩表面起伏强烈,溶洞发育。根据场地地质特征及基坑开挖特点,本勘察采取浅层地震折射、反射波法,并配合高密度电阻率测量,较好地查明了场地软土和土洞的分布位置,为综合楼的地基处理提供了可靠的地质依据。      

高密度电法在岩溶地区勘查中的应用

高密度电法对地下地电性结构具有高分辩率,是研究浅层地质结构行之有效的方法。将高密度电阻率法用于昆明市空港开发区、深圳工业园、呈贡新城净配水工程北水厂岩溶区岩土地质工程勘察中,结合钻孔资料基本查明北水厂拟建场地部分地段,隐伏构造、构造破碎带、岩溶、土洞等不良地质现象的分布,大致确定第四系覆盖层厚度,为设计、施工提供物探依据。     

综合物探方法在广州市金沙洲岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害调查中的应用

综合运用跨孔地震CT、探地雷达、高密度电阻率法、浅层地震反射波、土壤氡浓度和波速测试6种物探方法,对广州市白云区金沙洲岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害进行探测,查明了该区的溶洞、土洞及构造破碎带的分布。介绍了各种方法技术,对综合物探成果进行总结,结合实例说明综合物探方法在该区的应用取得了显著效果,为地质灾害防治提供了基础地质资料。在广花盆地岩溶发育区,首次应用跨孔地震CT探测建筑物地下岩溶分布,为评价受岩溶地质灾害影响的建筑物安全提供依据。     

聊考断裂活动性综合分析研究

在了解聊考断裂带地质背景、历史地震状况、地质构造状况等资料的基础上,进行区域布格重力异常和鲁西地区航磁异常的研究分析,并将结果与浅层地震调查探测、土壤氡汞气联合测试结果对比分析,得出构造带隐伏断裂的存在并具有活动性。     

物探方法在探测隐伏断层中的应用

在地震安全性评价和工程场地勘探中，探明活动断层是一项必做的工作；而探明活动断层的方法选择要因地制宜，经济科学。笔者运用电剖面法、地震反射法、地质雷达法以及断层气测量方法，对珲春地震小区内含煤盆地中的发震断裂构造进行了研究，断层气测量法是一种探测(除水域、稻田以外的地区)隐伏断层的简捷、快速、可靠、经济的方法。     

地下氡气测量推断隐伏断层走向

利用地下氡气、浅层地震和高密度电法三种方法在探测隐伏断层方面开展了对比研究,并结合地质工作现场验证,表明地下氡气测量异常值可判定隐伏断层初步位置;利用地下氡测量方法对另两条断层进行了地质走向判定,克服了其他物探方法费时、成本高等难题。在实际工作中地下氡测量将为其他物探方法、工程实施等提供借鉴参考。     

大地电磁测深在潍坊滨海区划分断裂和构造单元中的应用

研究区位于莱州湾南畔,为查明该区域的地质构造,采用大地电磁测深等探测方法在该区进行勘探。通过对大地电磁勘探剖面视电阻率断面图和三维反演结果的分析研究,结合该区的地质、钻探和物性特征,对该区的隐伏断裂构造进行了推断解释,划分出9条隐伏断裂。同时对研究区内两个Ⅳ级构造单元进行重新厘定,划分出五个Ⅴ级构造单元。从不同方向,不同深度三维反演切片图中能较为直观获得断裂空间展布情况、构造单元的形态、地质体电性特征等信息,为地质解释提供参考依据。     

京张地区延矾盆地北缘活动断裂带桑园镇隐伏段综合地球物理及钻孔地层剖面研究

京张高铁预选路线跨越延矾盆地北缘活动断裂隐伏段,隐伏活动断裂的产状、活动性对高铁设计、建设和运营具有直接影响。针对盆地隐伏活动断裂的复杂性特征,利用可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、浅层地震、高密度电阻率综合地球物理探测,以及钻孔地层剖面记录等方法,分析延矾盆地北缘活动断裂隐伏段特征,结果表明:(1)延矾盆地北缘活动断裂隐伏段由两条次级断层组成(F2-1、F2-2),二者大致平行分布,走向N56°E,倾角为50～70°,平面上,与地表出露段共同呈右阶雁列分布;(2)F2-1次级断层可分辨上断点埋深约10 m,其晚更新世以来垂直滑动速率大约0.12 mm/a,应是重大工程建设重点设防对象,次级断裂F2-2可分辨上断点埋深约30 m,晚更新世以来活动性弱;(3)通过钻孔地层剖面记录与地球物理探测成果对比,CSAMT法与浅层地震勘探对基岩顶界面探测可靠有效,高密度电阻率法对于该地区浅部第四系松散堆积物探测效果显著,比较直观地反映出电性异常体的形态和规模,通过综合地球物理探测,能够做到优势互补,减少隐伏活动断层解译的不确定性。     

高密度电阻率法和瞬变电磁法在场地溶洞勘查中的综合应用

文章介绍了高密度电阻率法和瞬变电磁法(TEM)工作原理、特点及工作方法,并举例示范两种物探方法查找场地内溶洞及岩溶发育带的工作程序.高密度电阻率法对圈定岩溶分布、断层破碎带的追索、管线调查、物探找水、采空区、岩溶、滑坡等问题非常有效,而且成果直观、易于判读;瞬变电磁法对探测低电阻目标物敏感,主要用于探测含水层、溶洞、陷落柱、含水断层等地质构造情况.两者综合应用,可以更好地解决工程地质问题.     

物探方法在强风化区填图中的应用探索

华南强风化区覆盖较厚,露头少,植被发育,通行困难,利用传统的地质填图方法很难有效查明风化覆盖层及其下伏地层、岩石、构造、矿产等地质特征。笔者利用浅层地震、高密度电法、EH4电磁成像等综合物探方法,对风化层厚度、基岩的岩性和产状、隐伏断裂等进行探测试验。通过对3种方法所得数据的分析和野外验证结果,了解了3种物探方法的有效性和适用性,初步总结了在强风化区填图运用多种物探手段填图的方法。     

电成像与浅层地震联合在浅覆盖区隐伏断层探测中的应用

为了避免单一物探方法在地质反演解释中存在的多解性弊端,本文介绍了以电成像法为主、浅层地震反射波法为辅的综合物探方法对隐伏断层进行探测的应用实例,首先,通过电成像法查找断层破碎带的位置走向,然后利用浅层地震反射波法精确查明断层的产状、性质、位置及断距等地质参数,并对两种方法的探测成果进行综合对比分析,推断该隐伏断层为走向近东西向,倾向近南北向的正断层,断层落差约4.2m,其上断点埋深约17.9m。经钻孔验证表明,电成像与浅层地震联合方法在浅覆盖区隐伏断层探测中具有精确、可靠、经济的优势,该方法具有较强的应用价值。     

云南小江断裂东支活动性分析及工程场地稳定性评价

小江断裂延伸长、次生断裂交错分布多,使得区域内重大工程难以避免活动断裂带的影响,因此活动断裂的活动强弱以及场地稳定性是区域重大工程建设面临的主要工程稳定性问题。为了查清活动断裂对公路工程场地的影响,笔者等基于小江断裂地质构造背景,充分利用既有研究成果资料,重点研究区域构造环境和断裂特征,通过地质调绘、物理探测、年代学测试,结合对前人资料的系统梳理,计算分析了小江断裂中段东支活动速率,初步判定断裂活动程度;并综合考虑断裂活动性、地震烈度、岩体特性等因素,对工程场地稳定性进行分级。结果表明,小江断裂东支平均水平位移速率为6.6 mm/a,判定为强活动断裂,区域工程场地稳定性划分为极不稳定区;认为强烈活动性断裂两侧各10 km区域内对工程的影响最为严重,为公路工程场地选址和抗震设计提供了理论和数据支持。     

云南小江断裂东支活动性分析及工程场地稳定性评价

小江断裂延伸长、次生断裂交错分布多,使得区域内重大工程难以避免活动断裂带的影响,因此活动断裂的活动强弱以及场地稳定性是区域重大工程建设面临的主要工程稳定性问题。为了查清活动断裂对公路工程场地的影响,笔者等基于小江断裂地质构造背景,充分利用既有研究成果资料,重点研究区域构造环境和断裂特征,通过地质调绘、物理探测、年代学测试,结合对前人资料的系统梳理,计算分析了小江断裂中段东支活动速率,初步判定断裂活动程度;并综合考虑断裂活动性、地震烈度、岩体特性等因素,对工程场地稳定性进行分级。结果表明,小江断裂东支平均水平位移速率为6.6 mm/a,判定为强活动断裂,区域工程场地稳定性划分为极不稳定区;认为强烈活动性断裂两侧各10 km区域内对工程的影响最为严重,为公路工程场地选址和抗震设计提供了理论和数据支持。     

等值反磁通瞬变电磁法在成都市地下空间资源地质调查中的应用

成都市钙芒硝、富水砂砾卵石层等不良岩土体以及隐伏断裂构造对地下空间的利用形成严重制约。据现有钻孔资料显示钙芒硝层多分布在30～150m深度、砂砾卵石层多分布在10～100m深度,属于等值反磁通瞬变电磁法的有效探测范围。首先对城区电磁干扰源进行了调查,总结了提高数据采集质量的具体措施;然后布置了过已知钻孔的等值反磁通瞬变电磁法试验剖面,过井剖面反演视电阻率值与不同深度的测井视电阻率值吻合较好,说明反演初始模型参数选取正确,定量反演精度较高;最后布置了三条等值反磁通瞬变电磁法试验剖面,试验结果表明等值反磁通瞬变电磁法结合钻探和其它物探手段,能有效划分出不良地质体的分布范围和对隐伏断裂进行识别。     

云南某些断陷盆地的地质特征及物探的应用效果

本文在综合有关地质资料的基础上,对云南一些主要盆地的地质特征,包括它的地震活动、温泉分布等进行了论述;对应用物探方法。(、磁、电、地震、测井、放射性等)在盆地中寻找油气、褐煤,盐层、地热、水源等的效果进行了评述,以及对盆地的基底深度、断裂体系、岩石性质等地质构造问题也作了一定的分析判断。