地震纵波横波联合勘探方法寻找近地表第四系内隐伏断裂方法研究

这里主要针对城市活断层浅层地震探测存在的一些技术问题,结合北京平原区活动断裂监测专项地质调查项目,在近地表第四系未固结沉积层中,发育许多具有相当规模的隐伏断裂,虽用纵波反射地震方法能够探测到它们的存在,但不能追踪到超浅层。结合以往的纵波资料,采用小道间距纵、横波联合勘探方法,获得了目标场地较清晰地震图像资料,并用钻井验证方法的可靠性。探讨了极浅层乐夫波等干扰波引起的假异常,需要在数据处理和解释的过程中,采取相应的技术措施消除影响,为今后类似地区活断层地震调查提供技术参考和科学依据。     

地震方法在城市浅覆盖区活断层调查中的应用

反射地震方法是当前探测城市地震活断层的主要方法,该方法在厚覆盖区探测效果较好。在浅覆盖区采用的接收排列长度较短,震源干扰波对浅层反射波干扰严重,且要求的分别率较高,应用反射地震方法探测城市活断层难度较大。北戴河鸽子窝断裂是秦皇岛—大连断裂在陆地上的一部分。由于该断裂为隐伏断裂,对断裂的倾向、断距、上断点和空间展布存在不确定性。为查明该断裂的空间展布形态、性质以及活动性,采用高精度浅层地震探测技术探测该断裂获得了十分清晰的反射地震图像,依据该地震剖面能够对第四系内部界面、基岩和基岩风化层及断裂构造进行解释,为钻孔联合剖面位置的布设、钻孔深度的设计以及断裂活动性的评价提供了依据。最后经高精度钻孔联合地质剖面证实,地震勘探方法反演得到的主要地层界面和断裂构造特征与钻孔联合地质剖面吻合较好。     

江苏滩涂区浅层地震探测方法技术应用

针对海陆衔接带地质调查工作不足、现有地球物理调查手段缺失等问题,在江苏省南通市如东县试点滩涂区开展浅层反射地震探测方法技术试验研究。该浅层反射地震探测选用锤击震源激发,自然频率60 Hz的检波器接收。通过试验确定了合理的观测系统参数及仪器记录参数,获得了能清晰反映第四系地质结构的高精度浅层反射地震剖面,并据此总结了在滩涂区开展浅层地震探测影响数据采集的因素,为在滩涂区开展浅层地震探测工作提供了经验性建议。通过此次浅层地震工作,探测到测区内第四系底界面位置,并对第四系内部层位进行了划分,查明了测线敷设范围内的隐伏活动断裂,发现了测线敷设范围内浅层气的存在,并圈定了浅层气沿测线方向的分布范围。     

浅层高分辨率反射地震试验研究：以雄安新区第四系为例

雄安新区城市规划建设对地下空间的高精度勘探提出了高要求,作为具有高分辨率的地面物探方法,反射波地震勘探技术具有良好应用前景。本文探究了厚覆盖区条件下的高精度有效反射地震探测技术,并利用反射纵波技术在雄安新区进行提高浅层分辨率的地震勘探方法试验。根据实际探测目标,通过对比分析不同检波器、震源类型、道距大小及接收排列长度等不同采集因素试验效果,探究已有条件下适宜的震源类型和最佳采集参数。结合实际资料处理和分层解释,试验研究表明,采用高频检波器、选择可控震源激发效果最佳,针对试验目标,结合小道距、适当排列接收等措施,可有效提高厚覆盖区50~300 m深度内反射纵波地震勘探的纵向分辨率,试验获得了丰富的有效波组信息,为内部地层精细划分和解释提供了依据。该方法可为类似环境下城市地下空间的精细探测提供有益参考借鉴。     

羌塘盆地浅层地震探测方法技术

西藏羌塘盆地地震地质条件复杂,要取得高质量的浅层地震勘探资料是非常困难的。文中结合多次在羌塘地区开展的浅层反射地震勘探方法技术试验,探讨了高原冻土层对地震资料的影响因素,地震数据采集采用了小道间距、多道数长排列的接收方式,同时提高覆盖次数,采用大吨位可控震源进行高频激发,获得了高质量的原始数据资料;在地震数据处理阶段,重点在叠前采取相应的去噪处理技术,能够有效地衰减震源干扰波、随机和相干噪声等干扰,获得信噪比较高的地震成像剖面。总结研究区浅层地震勘探的数据采集方法和资料处理解释技术,取得了较好的试验研究成果,对今后在高原冻土区开展浅层地震勘探方法技术的应用与研究有一定的借鉴作用。     

嘉鱼断裂西向延伸与第四系活动特征

嘉鱼断裂为已证实的隐伏断层。该断裂从洪湖老湾西南横切长江,沿近东西—北东东向延展,经嘉鱼县城东北马鞍山北缘向东延伸于斧头湖,长约40 km,该断裂东端已有明显出露,而断裂尾部并没有明显出露。由于区内小尺度物探资料的缺乏,使得该断裂的走向和活动性都缺少相关证据。本文利用浅层地震反射结合折射层析成像方法,采用2 m道间距接收人工地震波,利用多次覆盖技术和密集炮集折射记录,分别对数据进行反射处理和层析成像,获取了浅层地震反射剖面和高分辨率折射层析成像剖面,并参考相关区域地震安全性评价钻孔资料进行解译。综合研究结果表明：浅层地震反射和高分辨率折射联合应用可互补,尤其在外界干扰较为严重的区域,利用高分辨率折射层析成像可减少浅层地震反射对断层的误判。此外,研究结果证实了嘉鱼断裂的具体位置,其性质为北盘下降、南盘上升的正断层,且该断层错断了第四系沉积层。     

戈木错地区天然气水合物高分辨率反射地震探测技术试验

戈木错地区地处羌塘盆地中央隆起带北缘,在该区开展的区域地质调查表明结果表明,该区是天然气水合物成藏的有利地区。为了探测天然气水合物,在该地区开展了高分辨率地震反射探测技术试验,地震数据采集采用中间激发两边对称的观测系统,长排列、小道间距的接收方式,大吨位可控震源激发方式,获得了高质量的原始地震数据。在地震数据处理过程中,针对高原永冻土区的特点,进行了大量的处理参数试验,采用多种处理手段相结合的方式,获得了高信噪比的反射地震时间剖面。剖面上地震反射波组的形态清楚地反映了地下地质构造特征,依据天然气水合物成藏理论和木里地区天然气水合物表现出的频率高、振幅弱、速度低等地球物理特征,对戈木错地区天然气水合物成藏有利靶区进行了探讨和圈定。试验结果表明,高分辨率地震反射探测技术是一种非常有效的探测天然气水合物的手段,对今后在高原永冻土区开展天然气水合物地震探测有一定的借鉴作用。     

基于浅层地震勘探技术的近海海底断裂探测研究

根据某近海工程选址海域地球物理勘查工作成果,通过水域多道地震勘探和单道地震勘探方法的相互补充与印证,论述了浅层地震勘探技术在海底断裂探测中的应用及其有效性。基于2种地震勘探成果的地震时间剖面中有效反射相位特点,结合地质资料分析,推断了目标海域海底断裂的上断点深度、断裂两侧基岩面落差、断裂倾向等特征,并根据相邻测线断点的对应和相似性确定断裂带走向、性质和规模,并对断裂的最新活动时间进行了初步分析。     

地球化学方法控制性探测城市隐伏断层

隐伏断层是城市的潜在威胁,地球化学方法探测隐伏断层是较为成熟的手段,但是城市的环境较为复杂,干扰因素较多,增加了探测难度.通过实验区探测,确定测区土壤中汞气含量异常的判断下限,并采取一系列质量保障措施,增强了异常的可靠性.经浅层地震探测验证,本次化探有效异常点达82%,所推测的断裂分布位置与浅层地震勘探所探测的断点一致性较高.     

高精度地震探测陆域天然气水合物的有效性研究

为配合天然气水合物资源勘探工作,2010年在木里地区开展了高精度反射地震方法探测天然气水合物的有效性试验研究。反射地震采用192道接收,道间距2 m,炮间距8 m,覆盖次数24次,每道采用6个60 Hz检波器单点组合接收。激发震源使用炸药,井深为3~4 m,激发药量为1.2~2.4 kg。采用该工作方法得到地震剖面的信噪比和分辨率较高,构造形态特征明显。综合分析解释反射地震和测井及地质资料,推断解释了天然气水合物富集地带,提出了验证孔位。2013年,该探测结果得到了DK9钻孔验证,在距离已发现天然气水合物DK3钻孔SE方向约450 m处发现了厚度较大的天然气水合物。试验研究结果表明:在天然气水合物含量较低的测区,利用地震方法直接探测天然气水合物难度较大,但综合分析测区物化探和地质资料,结合钻井资料,能够通过反射地震探测天然气水合物的富集地带。     

利用综合物探方法探测地下水流通道

尽管充电法需要充电点,但对已知进口或出口的浅埋藏地下水流通道,追踪其走向,该法具有简单、直观、快速的优点.自然电位法对隐伏的地下流体表现突出,但干扰异常多,不易分辨.充电法和自然电位法均可对异常进行定性判断,但不能很好确定地下水流通道的空间分布特征.高密度电法可获得近地表较为精细的空间电性分布.对断层控制下形成的地下水流通道,宜采用浅层地震反射法.当场地受限,探测深度大,需要精细探测时,可采用跨孔电磁波透视.但高密度电法、浅层地震反射法、跨孔电磁波透视法不能对异常进行定性判断.结合探测实例,考虑不同的地质条件和探测成本,对如何选择最佳的组合方法来探测地下水流通道,确定异常性质及其空间分布特征进行了探讨.     

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。     

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。     

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。     

北京平原区黄庄—高丽营断裂北段结构特征及活动特点研究

黄庄—高丽营断裂是横穿北京市城区的一条规模较大的隐伏深大活动断裂,是北京凹陷和西山隆起的分界构造。本次研究工作区选在黄庄—高丽营断裂北段昌平未来科技城一带,对目标断裂先后开展了地震勘探、高密度电阻率法勘探以及槽探3种方法组合对其结构与活动性进行综合分析研究,查明了目标断裂的结构及其活动性。研究表明,黄庄—高丽营断裂由主断裂和次级断裂组成的断裂带,断裂带内次级断层也较为发育。断裂带在基岩中表现为阶梯状断层,向上延伸至第四系内部,形成"Y"字形断层组合。该断裂在全新世以来断裂活动明显,物探解译结果的上断点以及探槽中的现象均已达到地表。由此可见,本次工作所采用的3种物探方法组合,对探测城市隐伏断裂并探究其活动性,具有明显的效果,对减轻城市地震灾害实际应用评估具有十分重要的意义。     

浅层纵横波联合勘探在活动断层探测中的应用

针对活动断层探测中需要深浅兼顾的技术难点,通过浅层地震纵/横波反射联合勘探的应用,取得良好的勘探效果。该方法确定的断层经钻探验证是可靠的。文中阐述了其野外数据采集、室内数据处理和叠加剖面解释的关键技术和参数选取等技术细节。工程实践证实,本文所述的地球物理勘探组合方法在活断层探测中是有效、可靠的,可有效查明活动断层在隐伏区的平面位置及空间展布情况,为城镇防震减灾工作提供科学的地球物理依据。     

薄覆盖层隐伏断裂的纵横波联合探测

在薄覆盖层区域应用浅层纵波方法进行断裂探测往往仅能获取基岩顶面的反射波,难以精确判断隐伏断裂的位置及埋深。本文首先应用浅层纵波反射获取断裂的大致位置及埋深;然后应用超浅层横波反射进行位置确认及浅部断裂信息的补充完善。通过联合探测实现了对断裂平面位置上更可靠的定位,获得了断裂从浅层到超浅层不同深度范围更为丰富的构造特征信息。在联合探测的基础上布设了钻孔联合剖面,验证了断裂的存在。研究表明薄覆盖区域隐伏断裂纵横波联合探测较单一方法效果更理想,可获取更多的断裂信息,可为钻孔联合剖面布设提供更可靠的依据。     

活断层的地震响应特征与瞬时地震属性

活断层探测是断层活动性评判的基础,也是天然地震灾害预防的依据,而浅层地震勘探是活断层探测的有效方法之一;而目前利用浅层地震方法评判断层活动性的能力亟待提高.通过构建了不同宽度破碎带的活断层理论模型,采用二维粘弹性波动方程有限差分法进行了波场响应特征模拟,运用希尔伯特变换方法提取了瞬时频率和相位属性.结果表明:地震水平叠加剖面和瞬时属性相结合可有效获取穿过第四系活断层的响应特征和实现断层活动性评判;当相干噪声达到30%时,水平叠加和瞬时频率属性剖面已难以追踪第四系中弱反射信号,而瞬时相位属性剖面仍可有效追踪;在实际活断层判定中,水平叠加、瞬时频率与瞬时相位地震属性剖面均可判断断层的存在,而穿过第四系的断层 (或破碎带) 特征瞬时相位属性最为明显和突出,水平叠加剖面次之,瞬时相位地震属性是判定断层活动性的重要和有效的属性.      

综合物探技术在北京山前平原隐伏断层探测中的应用

复杂地质隐伏断层探测是地球物理勘测难点之一。本文介绍了高密度电法、浅层地震反射波法、可控源音频大地电磁测深法在北京山前平原隐伏断层综合探测的应用。在北京山前平原复杂地形条件下,综合物探技术方法对隐伏断层的探测具有可靠和成果直观的特点。     

用浅层地震反射法探测河北山前平原活断层依据及效果

重大工程建设选址,必须了解厂区及周围地质断层的活动性,它是评价工程抗震能力的重要依据之一。根据地震反射层与地质层位关系,我们曾在北京市、定州市及邯郸市等地,为国家重点建设工程选址,用浅层地震反射法探测活断层,均取得较好的地质效果,为评价工程抗震性能提供了可信的资料。