超浅层地震勘探在青岛王哥庄断裂探测中的应用

目前国内外对目标层埋深仅有几十米（甚至十几米）的超浅层地震勘探经验不多,理论研究也不够深入。本文从城市活断层探测的角度出发,利用地质学、地球物理学及数学等学科中的相关理论和方法,探讨超浅层地震勘探在青岛复杂地质构造背景下取得有效探测结果的前提条件,并对青岛市主要活断层的典型剖面进行重点研究,力求在城市活断层超浅层地震勘探数据采集技术、数据处理等方面有所进展,为青岛及类似地质构造背景的地区开展活动断层超浅层地震探测提供参考。研究表明超浅层地震反射波法可以获取深度仅有十几米的地层反射信号,且大部分反射剖面都可较清楚地揭示出超浅部断层位置和断层特征。     

浅层地震勘探方法在活动断层中的应用——以邯郸市活动断层探测为例

浅层地震勘探方法在城市活动断层探测中发挥着重要作用,实践表明,浅层地震反射波法可以获取深度十米至几十米的浅层地层反射信号,且大部分反射剖面均可较清楚地揭示出浅部断层位置和断层特征,地震数据处理是准确识别近地表活动断层的重要环节,也是提高资料分辨率和信噪比的有效途径。本文应用邯郸市活动断层浅层地震资料,运用多途径、分步骤的去噪技术和方法,压制干扰,极大地提高了资料的分辨率和信噪比,并对活动断层的典型剖面进行重点研究和验证。     

乌鲁木齐市东北郊碗窑沟断层超浅层地震探测初步研究

碗窑沟断层是乌鲁木齐市主要的晚更新世中期活动断层,在市区与郊区被厚约数十米的第四系所覆盖。本文介绍了在乌鲁木齐市东北郊干扰背景较小地段对碗窑沟断层进行的超浅层纵波反射探测情况。在选取小道间距、适当偏移距、短排列、多次覆盖、高频检波器接收的工作方法和合理数据处理方法基础上,获取了3条典型纵波反射剖面,都可较清楚地分辨出第四系底界和断层位置。表明在探测环境比较好的条件下,采用合适的观测系统,在断层两盘介质存在明显差异的地区可以采用纵波反射方法探测出埋深小于50 m的断层。     

The Best Combination Methods and Applied Research of Seismic Prospecting for Active Faults in Urban Areas

This paper introduces briefly the basic principles of various seismic prospecting techniques and working methods according to nationwide practices of seismic prospecting of active faults beneath big cities in recent years.Furthermore,it analyzes the application range of different seismic prospecting methods,main achievements and solved problems,and discusses the best combination of seismic exploration methods for detecting crustal structures and locating the faults used in the present stage,that is,to trace faults which are at depths of hundred of meters underground using shallow seismic investigation,to detect the faults which are above basement(at a depth of kilometers) using high resolution refraction sounding,and the deep crustal faults using combined seismic prospecting methods of reflection seismic sounding and wide-angle reflection/refraction sounding,and furthermore,to use the 3-D deep seismic sounding method to obtain 3-D velocity structures beneath urban areas.Thus,we can get information about fault attitude and distribution at different depths and a complete image of faults from their shallow part to deep part using the combined seismic exploration method.Some application examples are presented in the article.     

高密度电阻率法在西藏日喀则地区隐伏断裂探测中的应用

以跨谢通门—青都断裂的两条高密度电阻率法探测资料为基础, 对高密度电阻率法在青藏高原日喀则地区隐伏断裂探测中的首次应用进行了详细介绍． 所获取的高密度电法剖面显示, 该断层的电阻率异常特征清晰, 其上断点埋深可达20—30 m, 较浅层人工地震探测所揭示的断层上断点埋深(50 m)更浅, 结合地层年代资料推测该断裂的最新活动时期为早—中更新世． 探测结果表明: 高密度电法剖面清晰地显示了断层在浅部松散层的延伸, 适用于日喀则地区的隐伏断层探测; 相较于浅层人工地震探测, 该方法对浅部松散层的探测具有明显优势, 一定条件下能够更好地揭示断层上断点埋深, 可与浅层人工地震探测形成互补． 需要指出的是, 在应用中需重视测区水文地质及地层发育情况对探测的影响．      

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。     

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。     

昆明盆地基底断裂地震勘探测线设计及施工参数试验分析

为了对昆明市活断层构造的深浅关系有更深入的了解,在浅层地震反射勘探的基础上,布设了一条东西向、横跨昆明盆地的中深层探测剖面KM4测线,通过对测线参数的试验与分析,确定了适合昆明盆地反射地震勘探的施工参数,采用该施工参数,开展了有效勘探深度为2～3 km的中深层反射地震勘探,确定了目标区隐伏活断层在盆地深部与盆地基底展布的异同及空间关系,探测到了昆明盆地深部断层的基本位置,确定了浅部断层与盆地基底断裂间的关系.对该测线的设计和参数采集试验分析,为城市和山区的活断层探测提供了宝贵的经验.     

北京平原西北部地壳浅部结构和隐伏活动断裂——由地震反射剖面揭示

已有地质和地球物理研究结果表明,北京平原区存在有多条第四纪隐伏活动断裂和隐伏盆地.为了研究该区的地壳浅部结构、断裂的空间展布、断裂活动性以及深浅构造关系,2006年,在北京平原的西北部地区完成了1条60次覆盖的中深层地震反射剖面和跨断裂的浅层地震反射剖面.结果表明,沿剖面结晶基底埋深约为3～6 km在结晶基底以上,地震反射剖面揭示了一套连续性较好的强反射震相,应是新生代、中生代和古生代的沉积岩系;在结晶基底之下,为一系列横向连续性较差、能量较弱的短小反射事件,可能代表了变质程度较高的结晶变质岩系或不成层的其他岩体.中深层和浅层地震剖面揭示的断裂具有上下一致的对应关系和明显的第四纪活动,对本区地堑-地垒状盆岭构造和新生代地层厚度具有重要的控制作用.本项研究不仅可进一步提高对北京地区新构造活动的认识,而且研究中所采用的方法技术对其他地区的深浅构造探测研究也有借鉴意义     

银川盆地深地震断层的三维透射成像

为了获得三维地震透射成像技术在活断层探测中的有效性和应用价值的评价,在银川盆地中北部布设了一个三维地震透射台阵,利用该台阵获得的基底初至折射波和莫霍界面反射波资料,采用有限差分反演、时间项反演和连续速度模型反演方法,对台阵区域基底及上地壳结构进行了分析.结果表明：研究区基底呈东西浅、中部深的界面形态,且西陡东缓,最深处大致位于芦花台至西大滩一带,埋深达7 km.芦花台断层、银川—平罗断层、黄河断层在研究区内均表现为北北东走向的速度差异条带,且断层两侧基底及沉积界面埋深存在显著变化.芦花台断层东倾,倾角较陡,延伸至研究区基底之下;银川—平罗断层倾向西,是一条超基底的隐伏断层;黄河断层西倾,延伸深度超过研究区基底.本探测结果证明,初至折射波与莫霍面反射波探测相结合的三维地震透射台阵技术能够给出研究区上地壳三维细结构图像,不仅可以揭示主要断裂的展布位置、浅部空间形态和特征,而且可以揭示断裂向基底之下的延伸状况.     

利用地震反射法探测安宁河断裂带北段

通过在四川石棉城区内利用地震反射法探测其隐伏断裂的实例,阐述了在地形变化大、人口密集、环境干扰强的条件下浅层地震勘探方法的实施.本次勘探针对场地条件使用了小能量激发和小偏移距、小道间距、短排列接收、高覆盖次数的观测系统,获得的高信噪比时间剖面清晰地揭示了石棉城区内覆盖层的厚度和隐伏断裂的展布情况.探测结果表明:石棉城区内普遍存在一个明显且连续的反射界面,结合区域地质资料推测该界面是埋深约为15-60 m深浅不等的早更新世底界与上新世晚期顶界的第四系分界面. 4条地震反射时间剖面均揭示了安宁河断裂带北段所属的石棉断裂东支在石棉城区内为全新世隐伏活动断裂.      

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。     

沈阳市活断层深地震反射勘探研究

本文通过深地震反射探测,获得了沈阳市区北部Moho面以上的地壳深部结构和剖面,上地壳复杂的断裂组合关系和下地壳高角度的深断裂共同构成了该区的深、浅构造关系,其结果为沈阳市活断层的地震危险性评价奠定了基础。     

地震折射波法在郑州市西区浅层勘探中的应用

在城市活断层勘探中,对于面波干扰大、地震反射波法难以开展工作的区域,可尝试利用地震折射波法进行探测,并对折射波法探测的原始记录采用时间项、差异时距曲线和有限差分成像等方法进行综合计算、分析,以探索折射波法在城市活断层勘探中的应用成效。文中针对郑州市须水断层西段浅层地震折射波法勘探记录,利用时间项、差异时距曲线和有限差分成像等计算方法,获取剖面速度结构与界面构造;综合震相特征、计算结果等资料确定主要地层的界面深度和构造特征,3种方法都取得了相近的结论。后又通过在测线上4个钻孔资料的验证,认为3种方法的计算结果与钻孔资料相吻合,说明折射波法勘探在城市活断层探测中的应用是可行的     

利用地震剖面研究夏垫断裂西南段的活动性

地震方法是针对厚覆盖区城市直下型活动断裂的一种不可替代的探测技术,对于不同的探测深度需采用不同的排列长度。为研究夏垫断裂在远离三河-平谷8.0级地震震源区的活动性,我们在该震源区SW方向约30km处开展了中浅层反射地震探测试验,并跨过中浅层地震探测到的夏垫断裂进行了浅层反射地震探测试验。浅层和中浅层地震探测的试验结果表明,在5m道间距的地震剖面上,在200m深度以下夏垫断裂得到了较好的反映,在该深度以上,该断裂反映不明显;在2m道间距的地震剖面上,夏垫断裂错断明显,但剖面上的最浅一组反射波(深度约30m)却没有发生明显错断。由此得出:距1679年三河-平谷8.0级地震震源位置SW方向约30km处,夏垫断裂的活动性减弱     

Techniques for Surveying Urban Active Faults by Seismic Methods

INTRODUCTIONLarge earthquake and ground surface dislocation produced by the sudden slip of an active faulthidden belowa city can result in serious disaster,bring about huge losses of people’s life and stateproperty,or even make a city destroyed instantly…     

白龙江流域隐伏活断层的综合地球物理勘探

白龙江流域构造活动频繁,是本区自然灾害频发的重要控制因素之一.众多学者对该区域的构造运动及影响进行了大量研究,但针对本区隐伏活断层勘查的例子较少.针对白龙江流域隐伏活断层,笔者通过高密度电法、地震反射法、地震折射层析法三种手段进行有效组合勘查,形成了一套行之有效的、适用于白龙江流域隐伏活断层勘查的综合物探方法,该方法不仅查明了断层的性质,还证实了断层的活动性.分别以含水断层与非含水断层两种类型进行举例说明,两者的地球物理特征既有相似点也有区别,所提出的综合物探技术对这两类断层均有较好的勘查效果,可以广泛应用于白龙江流域隐伏活断层的勘查工作,对其他地区的勘查也有一定的借鉴意义.     

浅层地震勘探在沿海地区隐伏断层探测中的应用

中国沿海地区的第四系厚度变化较大,在大部分地区存在淤泥、黏土和砂层的多重互层情况,这种地层结构对地震波的传播十分不利,容易造成对高频信号能量的强烈耗散。沿海地区又具有人口密度大、工业干扰强烈的特点,地震波的激发、接收条件较差。文中给出了在粤东、天津和唐山覆盖层厚度变化较大的地区,利用浅层地震勘探开展隐伏断层探测的应用实例。较系统地介绍了野外工作、资料处理和解释方法。阐述了在强干扰环境下提高信噪比和分辨率的有效技术途径。所给实例中的反射波组能量强,隐伏断层的反应明显,经跨断点钻探验证,结果证实地震勘探确定的界面深度、断点位置和基岩错距等参数都是可靠的。所述技术方法对类似地区的城市活断层探测和工程物探工作都有较重要的参考价值     

Seismic expression of active extensional faults in northern Umbria (Central Italy)

This paper deals with the geometry and kinematics of the active normal faults in northern Umbria, and their relationship with the seismicity observed in the area. In particular, we illustrate the contribution of seismic reflection data (a network of seismic profiles, NNW–SSE and WSW–ENE trending) in constraining at depth the geometry of the different active fault systems and their reciprocal spatial relationships. The main normal fault in the area is the Alto Tiberina fault, NNW trending and ENE dipping, producing a displacement of about 5 km, and generating a continental basin (Val Tiberina basin), infilled by up to 1500 m with Upper Pliocene–Quaternary deposits. The fault has a staircase trajectory, and can be traced on the seismic profiles to a depth of about 13 km. A set of WSW-dipping, antithetic faults can be recognised on the profiles, the most important of which is the Gubbio fault, bordering an extensional Quaternary basin and interpreted as an active fault based on geological, geomorphologic and seismological evidence. The epicentral distribution of the main historical earthquakes is strictly parallel to the general trend of the normal faults. The focal mechanisms of the major earthquakes show a strong similarity with the attitude of the extensional faults, mapped at the surface and recognised on the seismic profiles. These observations demonstrate the connection between seismicity in the area and the activity of the normal faults. Moreover, the distribution of the instrumental seismicity suggests the activity of the Alto Tiberina fault as the basal detachment for the extensional tectonics of the area. Finally, the action of the Alto Tiberina fault was simulated using two dimensional finite element modelling: a close correspondence between the concentration of shear stresses in the model and the distribution of the present earthquakes was obtained.     

SHALLOW STRUCTURE AND ACTIVITY CHARACTERISTICS OF THE ZHUYANGGUAN-XIAGUAN FAULT IN THE NANYANG BASIN

The Zhuyangguan-Xiaguan fault is a major fault in the Nanyang Basin. Together with the the Shangxian-Danfeng fault in the south and the Tieluzi fault in the north, it serves as the north boundary of the East Qingling Mountains, as well as the dividing line between North China and South China blocks. This work studied the spatial extension, activity and shallow structure of Zhuyangguan-Xiaguan Fault by combination of shallow seismic exploration of three profiles across the fault and a composite drilling cross-section data. The anti-interference and high resolution shallow seismic reflection exploration method based on Vibseis techniques was used in the seismic survey. The results show the existence of the main fault and its southern branch. It can be determined that the the Zhuyangguan-Xiaguan fault is a NWW-trending normal fracture. The composite drilling cross-section reveals that the buried depth of the fault's up-breakpoint is about 17.6 to 20.5 meters and the latest active time is the late Middle Pleistocene. As one of the major buried faults in the Nanyang Basin, the Zhuyangguan-Xiaguan fault has restricted the development of Nanyang City for a long time due to its unclear location and activity characteristics. The results of this study can provide geological and geophysical evidence for seismic risk assessment and site selection for the major lifeline projects in Nanyang City.