第四纪沉积区断层及其上断点探测的地震方法技术——以银川隐伏活动断层为例

地震勘探方法是隐伏断层探测的一种有效的地球物理探测手段,而地震勘探的探测参数是影响探测效果和断层定位精度的主要因素.本文以银川市活断层探测的浅层地震勘探资料为例,并结合石油地震勘探剖面结果和钻孔地质资料,阐述了在第四纪覆盖层较厚的地区,由深至浅追踪目标断层形态和确定断层上断点空间位置的方法技术.结果表明,采用高分辨率地震勘探和钻孔地质剖面相结合的探测方法是确定隐伏断层位置、判定断层活动性的有效方法.     

垭都—紫云断裂带么站断层探测及晚第四纪活动特征

么站断层位于垭都—紫云断裂带威宁—水城断裂段,是贵州西部地区活动性较强的断裂带,利用野外地质调查、浅层地震勘探、钻孔联合地质剖面等深、浅、表立体式多层次研究方法,对断层开展几何特征研究,分析其平面几何展布特征和深、浅、表构造关系,填补该断层隐伏区活动特征的研究空白。研究结果表明,么站断层埋深相对较浅,以左旋走滑为主,浅层地震勘探剖面显示为正断层,因未进行SEM、TL、OSL测年,暂时无法判断断层的最新活动时代,综合地质、遥感、浅勘数据,判断可能的最新活动时代为中更新世晚期—晚更新世早期(Q₂—Q₃)。     

综合探测方法在太原盆地东山山前断层探测中的应用

东山山前断层位于太原盆地东部,是盆地北端的边界断层。在多道直流电法和浅层地震勘探初步确定断层位置的基础上,采用钻孔联合剖面探测对断层进行准确定位,并结合年代样品测试确定断层的最新活动时代。通过探测得到:东山山前断层是由三条断层组成的断裂带,长22km,宽约800m。断层上断点埋深约16.7m,错断了中更新世地层,最大断距约23.96 m,断层的最新活动时代为中更新世。此结果修正了前人认为其为晚更新世活动断层的结论。三种探测方法中,多道直流电法勘探只能初步确定断层的位置,采用高分辨率浅层地震勘探和钻孔联合剖面相结合的探测方法是确定隐伏断层位置、判定断层活动性的有效方法。     

复杂场地地质条件下地震安全性评价工程实例探讨

地震安全性评价工作中多个钻孔发现断层角砾土层,因此判断工程场地地下存在断裂破碎带。通过浅层人工地震反射纵波、反射横波方法联合勘探,对工程场地所处位置的地质构造进行详细探察,确定断层位置及产状和规模。结合测年方法确定断层的活动年代,为工程项目建设提供参考依据,最终合理确定工程场地抗震设防参数。     

高分辨折射和浅层反射地震方法在活断层探测中的联合应用

浅层反射地震方法是城市活断层探测常用的技术,但在基岩埋深比较浅的地区,往往只能识别出基岩顶面的反射波,而仅根据反射地震剖面上单个同相轴的变化很难准确判定断层是否存在.浅层地层的错断往往会引起速度的横向变化,利用高分辨折射地震方法采集的数据,应用层析成像方法获得的速度剖面,能够反映地下速度结构的变化,可以从另一方面揭示浅层断层存在的可能性.在四川某地,将这两种方法同时应用于活断层浅层地震勘探中.结果表明,两种方法联合应用可在一定程度上弥补浅层反射地震勘探方法在基岩埋深较浅地区的不足.     

西秦岭北缘断裂漳县盆地段浅层人工地震及钻孔联合探测

在地质调查与盆地区浅层人工地震初步勘探基础上,在西秦岭北缘断裂带漳县盆地隐伏段的盆地内布设了3条浅层人工地震详勘测线,用于精确定位该断层的空间展布,判定其浅地表活动特征。在此基础上,用钻孔联合剖面方法对人工地震探测结果进行验证,同时确定了各地震测线处断层上断点的位置和埋深,通过钻孔揭露断层错断地层的特点,认为西秦岭北缘断裂漳县盆地隐伏段错断全新统,指示该断层全新世以来活动性较强。     

基于浅层地震勘探与钻孔联合地质剖面探测的苏北盆地倪湖庄-七里墩断裂研究

浅层地震勘探与钻孔联合地质剖面探测是隐伏断层定位与活动性鉴定的基本手段,需在实际工作中不断总结完善。通过采用浅层地震勘探技术,查明了淮安市区附近隐伏断裂的基本格局,并结合钻孔联合地质剖面探测与第四纪年代学测定,确定了新发现的倪湖庄-七里墩断裂的最新活动时代及活动特征。倪湖庄-七里墩断裂为近南北走向、倾向西的高角度正断层,断层倾角72°～82°,探测断裂长度为43 km。浅层地震勘探揭示其断面具有近直立或呈S形的上下反倾特点,指示具有走滑性质。该断裂错断了北东走向淮阴-响水断裂与北西走向无锡-宿迁断裂,最新活动时代为中更新世中晚期。本次探测工作对技术方法进行了探索,并提出以下建议:针对新发现的隐伏断裂,宜采用从已知点向外逐次探测的方式,即完成上一条测线的设计、施工与解译工作后,根据探测结果布设下一条测线;基于地震时间剖面进行钻探设计时,既要考虑断层两盘反射波组延伸与变形特征,又要考虑物探解译上断点与实际上断点的埋深差异;在河流下游开展钻孔联合地质剖面探测与地层对比时,需充分考虑局部地貌条件差异与第四纪海平面对陆域地表过程的影响。     

宁夏卫宁北山南缘断层探测与活动性初步鉴定

宁夏卫宁北山位于青藏高原、阿拉善和鄂尔多斯3大活动地块的交汇地带,查清该地区的活断层对厘清活动地块边界和规划中卫工业园区布局均具有重要意义。采用浅层地震勘探、钻孔联合剖面探测及槽探等手段,针对卫宁北山南缘推测断层开展综合探测,以便查清该断层展布情况和地层断错特征,并结合区域地层时代对比,初步鉴定已探明断层的活动性。结果表明：前人推测的地貌陡坎之下的卫宁北山南缘正断层并不存在,而在卫宁北山南缘地貌陡坎偏北基岩内发育一条逆冲断层,浅层地震勘探剖面揭示该断层上断点埋深35～40 m,钻孔联合剖面探测和槽探发现断层错断了石炭系和新近系,但未错断上覆的上更新统,表明该断层不是活动断层;另外,浅层地震剖面揭示在中卫盆地内部还发育一条北西西向的隐伏正断层,上断点埋深约60 m,但也未错动晚更新世以来地层,因而推测该断层不存在晚第四纪活动性。     

利用井间地震层析成像方法探测隐伏断层

针对目前隐伏断层探测中存在的技术难题,提出了在地面反射地震勘探初步确定的断点附近,用井间地震层析成像方法探测隐伏断层及其上断点的埋深。首先介绍井间地震技术的应用现状和井间地震层析成像的基本原理,并结合实例讨论了井间初至走时层析成像的野外数据采集和室内资料处理方法。芦花台隐伏断层的井间地震层析成像结果表明,采用弯曲射线追踪方法反演得到的跨芦花台隐伏断层的井间纵波速度结构图像与钻孔联合剖面揭示的断层特征相吻合。      

滨北地区埕南断层晚更新世活动证据及其地震危险性意义

埕南断层是埕宁隆起与济阳凹陷的边界断层,也是滨北地区1条规模最大的重要断层,采用浅层地震勘探和钻孔联合剖面探测相结合的方法,确定了埕南断层准确位置,探明了断层的产状,揭露了上断点深度。钻探结果显示,埕南断层为正断特征,倾向南或南东,倾角70°～80°,断层上断点埋深44.3～46.4 m,断距1.0～1.3 m。通过年代学测试确定了错断地层的年代,获得埕南断层错断晚更新世地层的证据,埕南断层晚更新世活动证据的发现对滨北地区地震危险性再认识具有重要意义和价值。     

应用于城市活断层调查的地震方法技术

用地震方法探测城市直下型活动断裂是一种不可替代的勘探技术。地震方法能够准确确定断层的位置，但对于断层的地质年代问题，地震方法本身难以解决，然而结合钻孔资料和测区标准地质剖面，根据地震深度剖面，可以定性地(或半定量地)确定反射波组的地质年代。确定城市直下型活动断裂的上断点需要采用高分辨率的地震反射技术，为有效地确定深部断裂的几何特征，特别是确定深浅断裂构造之间的关系，反射地震方法优于折射地震方法。     

浅层人工地震和地质雷达在城市活动断层探测中的联合应用?以鹤壁市汤东断裂为例

浅层人工地震勘探是探查城市隐伏活动断层最有效的手段之一,然而受近地表探测盲区和探测分辨率的限制,该方法难以获取活动断层超浅层上断点的准确埋深位置。地质雷达探测方法在一定程度上可弥补浅层人工地震勘探的不足。为探索浅层人工地震勘探和地质雷达探测的联合应用效果,分析其在城市隐伏活动断层探测中的应用潜力,选取河南省鹤壁市汤东断裂西支为研究对象,并在冯屯村和前交卸村分别开展联合探测,获取高信噪比的浅层人工地震反射剖面和地质雷达剖面。浅层人工地震勘探揭示的冯屯村处汤东断裂西支上断点埋深为60～70 m,地质雷达探测揭示的上断点埋深约为2.5 m,结合平均沉积速率推测汤东断裂西支在冯屯村的最新活动时代约为25 ka。浅层人工地震勘探揭示的前交卸村处汤东断裂西支上断点埋深为50～60 m,地质雷达探测揭示出汤东断裂西支在前交卸村处未造成近地表约10 m以内的地层断错。研究结果表明,在城市隐伏活动断层探测中,采用浅层人工地震勘探和地质雷达探测相结合的方法,不但可有效确定活动断层的位置,且可进一步约束活动断层上断点的准确埋深,有利于指导后期地震地质勘探中的探槽和钻孔布设。     

兰州盆地活断层的高分辨率浅层地震勘探技术

针对城市活断层浅层地震探测的一些技术问题,在兰州盆地的金城关断层和刘家堡断层沿线开展活断层浅层(50 m以内)地震勘探技术研究.主要采用纵波和横波多次覆盖共CMP点地震反射方法,获得了目标场地地震图像资料,尤其横波地震剖面更加清晰地反映出超浅层构造空间特征.以红艺村测线(HYC)和师范学校西测线(SFXX)为例,分析总结了数据采集、资料处理、剖面解释三方面浅层活断层地震探测的技术要点.结果可以为兰州市及类似复杂构造地区活断层地震调查提供技术参考.     

北京平原大兴凸起东缘断裂全新世活动的新认识

大兴凸起东缘断裂位于北京平原的东南部,是控制大兴凸起与廊固凹陷的边界断裂,向N与控制大厂凹陷的曾发生1679年8级地震的NNE向夏垫断裂斜接,总体走向NE,倾向SE.以往的研究认为该断裂断错的最新地层为第四系中更新统,其不属于晚第四纪以来的活动断裂.文中在高精度浅层地震勘探的基础上开展了高密度钻孔联合地质剖面探测,获得了该断裂晚第四纪以来具有明显活动的证据.该断裂在钻孔联合地质剖面中显示出正断活动特征,一套厚约7m的粉砂质黏土标志层在其断层下盘的顶界面埋深约为74m,而在其上盘的顶界面埋深约为102m,位错量约为28m,且可在其中的2个钻孔中分别深54.2m和39.4m的岩芯内发现断层滑动面.水平距离为2m的2个钻孔的标志层顶面埋深分别为8m和10m,位错量为2m,结合2个钻孔岩芯的变形特征分析认为断层的上断点埋深可能更浅.根据邻近已有钻孔的年代学资料推断,该断裂属于全新世活动断裂.文中研究改变了大兴凸起东缘断裂带并非为活动断裂的认识,此新发现不仅对大兴凸起东缘断裂带的强震危险性和北京市地震灾害风险的认识具有重要的应用价值,也对华北地区晚新生代以来断裂发展演化及其深浅耦合特征研究具有科学意义.     

商丹断裂南阳盆地第四纪活动研究

为了研究商丹断裂的空间展布及断裂活动性特征,跨断裂布设了4条浅层地震勘探测线和1条钻孔联合地质剖面.综合分析表明,商丹断裂为一条走向NWW的正断层,钻孔联合地质剖面揭示断裂上断点埋深为13—19 m,最新活动时代为中更新世晚期.     

宁夏吴忠地区北部的浅部结构和隐伏断裂——地震反射剖面结果

应用浅层地震勘探法对宁夏吴忠地区北部的浅部地壳结构和隐伏活动断裂进行研究。结果表明,该区存在2条隐伏断裂,分别为银川主断层南段和新华桥断层。推测银川主断层南段为近SN走向的W倾正断层,断层下盘地层界面一般呈近水平状展布,而在断层上盘,T_Q及其以下的地层界面向断面方向倾伏并显示出逆牵引现象,断层向上错断了第四系内部。钻孔联合地质剖面及浅层地震探测结果共同揭示新华桥断层为一条走向NE,倾向SW的正断层,深、浅地震测线控制的新华桥断层延伸长度9 km左右,向上错断了第四系内部的T_(02)界面。     

新乡-商丘断裂封丘段浅部探测和第四纪活动性的初步研究

为研究隐伏断裂的近地表特征和第四纪活动性,在新乡-商丘断裂封丘段完成了2条高分辨率浅层地震反射剖面和1条钻孔联合地质剖面。通过地震反射剖面获得了新乡-商丘断裂封丘段深约1km以浅的地层及构造分布图像,其结果表明,新乡-商丘断裂封丘段浅部表现为由多条视倾向N的正断层组成的断裂体系,总体走向NWW,断层错断第四纪内部地层。钻孔联合地质剖面显示,该断裂向上错断的最新地层为浅棕红色-褐黄色黏土层,上断点埋深在57.00～61.50m之间。结合采集样品的测年结果判断,封丘段的最新活动时代为晚更新世中期。文中的研究结果可为重大工程选址、城镇规划与建设、震害预测与评估提供基础资料,对于探讨新乡-商丘断裂深浅构造关系、区域构造演化等地球动力学问题具有参考价值。     

浅层地震反射和折射层析成像在海州—韩山断裂探测中的联合应用

海州—韩山断裂是连云港地区一条重要断裂, 属于海泗断裂带的西边界断裂。 断裂隐伏于较浅的覆盖层之下且控制了基岩岩性分界。 浅层地震反射法作为断层探测的首选方法, 对海州—韩山断裂进行探测时仅能识别出基岩顶面反射波, 难以实现对断裂的准确判别。 而折射层析成像法适用于速度横向差异大的区域, 可获取断层两盘岩性速度差异信息, 进而判定断层位置, 弥补反射法的不足。 本文在跨海州—韩山断裂同一位置上联合应用浅层地震反射和折射层析成像两种探测方法, 进行了钻孔联合剖面探测和合成地震记录验证。 研究表明, 浅层地震反射和折射层析成像两种方法联合探测海州—韩山断裂, 较单一方法可对断层实现更精准的定位, 获取更丰富的断层信息, 为类似地质条件下的断层探测提供了思路。     

商丹断裂南阳盆地第四纪活动研究

为了研究商丹断裂的空间展布及断裂活动性特征,跨断裂布设了4条浅层地震勘探测线和1条钻孔联合地质剖面。综合分析表明,商丹断裂为一条走向NWW的正断层,钻孔联合地质剖面揭示断裂上断点埋深为13—19 m,最新活动时代为中更新世晚期。     

城市活断层地震勘探的最佳组合方法与应用研究

根据近年来在全国开展的大城市活断层地震探测实践,在简要介绍各种地震勘探方法的基本原理和工作方法的基础上,着重分析了不同地震勘探方法的适用范围、获得的主要成果和所解决的主要问题。讨论了现阶段用地震勘探获取地壳结构和对不同深度断层定位的最佳组合方法,即对于有沉积覆盖的隐伏数百米深度至地表的断层,可用浅层地震勘探对其进行追踪,基底(埋深数公里)以上断层可采用高分辨地震折射探测;对于地壳中、深断裂应用反射地震勘探和深地震宽角反射/折射联合探测方法;还可以进一步采用三维深地震测深方法获得城市下方的三维结构和构造信息。采用这样的组合探测方法能够较好地获得断层在不同深度的产状与展布以及由深至浅完整的分布图像,并给出了应用实例