城市活动断层探测中的浅层地震勘探数据库建设——以石嘴山市活动断层探测为例

浅层人工地震勘探是城市活断层探测工程中的重要部分。浅层地震勘探数据库记录测点位置、测线分布图、断点位置等详细信息。本文以宁夏石嘴山市活动断层探测为例,重点介绍了针对石嘴山市内四条隐伏断裂所布设的33条浅层地震勘探测线数据库建设的数据库模型、技术方法、操作技巧及注意事项,为城市活断层探测中基于 ArcGIS等平台系统建立浅层地震勘探数据库提供借鉴。     

地球化学探测方法在西宁市城市活断层探测中的应用

在西宁市城市活断层探测工作中利用FD-3017RaA测氡仪开展了隐伏断层土壤气氡的探测,探讨了断层的气体地球化学特征及其确定隐伏断层的方法。在进行的8条测线上进行了土壤气氡的野外现场测量,共1384个点。结果表明,在8个地球化学剖面中确定了2处异常,由此确定了断层的大体位置,该处的人工浅层地震勘探结果也证实断层的存在和具体位置。土壤气氡测量法作为辅助探测手段在大城市活断层的探测工作中有一定的参考意义。     

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.     

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.     

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.     

福州市活断层探测与地震危险性评价

大量震例研究表明，活动断层产生的直下型地震对城市的破坏非常严重，应用先进有效的地质与地球物理探测技术，准确地探明城市之下及附近活动断层分布，确定直下型地震的震源和危害性是我国城市减灾工作面临的一个非常急迫的实际问题。《福州市活断层探测与地震危险性评价》项目作为中国地震局全国城市活动断层探测的试点与示范项目于2001年初开始实施，2004年8月通过中国地震局的验收。项目围绕解决城市范围内的断裂定位、定年、定性、深部背景、地震危险性和危害性及防震减灾对策等一系列科学问题，通过“初查与目标区主要活断层鉴定”、“深部地震构造环境探测”、“地震活断层鉴定与危险性评价”、“地震活断层的详细探测”、“地震活断层危害性评价”和“活断层地理信息系统建设”等阶段的探测和评价工作，同时在福州市城、郊区全面开展壤中气汞、土壤汞、气氡、地质雷达、多道直流电法、瞬变电磁法、浅层地震折射法、浅层地震反射法、勘探震源效果对比、用于建立福州盆地埋藏第四系(标准)剖面的钻探等多种手段的试验探测，总结各种试验探测的技术指标和实践经验，在活断层的综合试验探测、定位定年、地震危险性和危害性评价等方面取得了下列成果与结论：(1)福州市活断层综合试验探测成果表明，在充分收集、整理与分析相关地质、地球物理、钻孔等资料的基础上，以地球化学探测为先导“侦察机”，确定了活断层的可能位置；以浅层地震勘探为主要探测方法，辅以电磁勘探作为补充，并利用钻探建立的第四系(标准)剖面或地层层序及测井获得的各种地球物理参数进行必要的校正和验证，结合裸露地表断层或埋深较浅断层的槽探及古地震调查或隐伏断层两侧钻孔岩芯岩性、层序、绝对年龄或孢粉等相对年龄的测定与对比等，是进行城市活断层探测(定位)与地震危险性、危害性评价(定年、定性)的最佳组合方法。(2)福州盆地位于具有发生中等强度地震的区域地震构造环境中，“台湾动力触角”对其影响相对较弱。(3)福州盆地主要断裂的活动性较弱，经鉴定的6条目标断裂都不是全新世断裂。其中，八一水库-尚干断裂和闽侯-南屿断裂至少为晚更新世中期以来的不活动断裂，其它为晚更新世以来不活动断裂。(4)福州盆地深部不存在发生直下型强烈破坏性地震的构造环境，其邻近的长乐-诏安断裂带是未来可能会发生对福州市有影响的地震震源区。(5)福州盆地主要断裂存在发生中等-中强地震的危险性，但发震概率较小。(6)福州盆地地震危害性较弱，地面发生地震地表破裂带的可能性不大。(7)开发建立了全国第一个活断层地理信息系统，具备信息查询显示、数据管理、数据的分析处理和咨询服务等功能。     

石嘴山市活断层数据库建设综述

石嘴山市活断层数据库是石嘴山市活断层一期探测与断层活动性初步鉴定项目中形成的重要成果之一,该数据库按照活动构造数据库模版建成。数据库包含6个专题数据库和一个专业数据库,记录了活断层探测与活动性鉴定过程中所获得的全部资料和成果,包括活断层地球物理勘探、地层样品年龄测试、钻孔联合地质剖面探测、槽探、断层活动性鉴定、地震地质调查以及地质填图等方面的内容;对石嘴山市活断层数据库建库规范、数据库内容及数据库的建库技术路线、数据符号化制图等方面作了简要介绍,可供城市活断层数据库建设和管理参考借鉴。     

郑州市东区浅部断层的构造特征研究

断层活动性研究是大城市地震预测和防震减灾的基础性工作。在郑州活断层探测工作中,采用地震勘探方法查明了花园口、上街和须水3条断层的空间分布、地质特征及构造活动性,为郑州市未来的地震监测及抗震防灾工作提供了可靠的基础资料。另外,通过分析断层活动特征,提出了判定断层活动性的一些新认识,为大城市活断层探测特别是覆盖层较厚地区隐伏断层的探测提出了一种有效方法。     

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。     

利用活断层探测资料构建银川探测区地下三维结构模型

在收集与整理前人资料的基础上,“银川市活断层探测与地震危险性评价”项目对银川隐伏断层、芦花台隐伏断层等断层开展了多学科的联合探测。文中对如何以银川市活断层探测成果资料构建银川活断层探测区地下三维构造模型的方法进行了探索,总结出的步骤是:收集活断层地震探测资料并进行数据预处理;在地震解释软件中进行断层及层位的解释,绘制层面构造图并输出断层及层位数据,也可在该软件中进一步完成三维可视化建模;在三维建模软件GOCAD中加载基础数据、层面及断层数据,进行断层面及层面修正构建与展示三维模型。鉴于地震探测资料的不规范会增加地震数据解释工作的难度并影响到解释精度,建议:规范原始探测数据的归档要求,在每条活断层的探测区上增加1条联络测线,在可能的情况下采用石油单位的区域时深转换关系,提高地震剖面的解释精度     

技术应用综合物探方法在张家口某工程场地地震安全性评价中的应用研究

结合地质和遥感图像解译资料,以物探方法查找活断层是行之有效的方法。针对单一的物探方法在反演解释中具有多解性的弊端,本文提出以高密度电阻率法为主,浅层地震反射波法为辅的综合物探勘察组合模式。经实际钻探证明,这种综合物探模式对隐伏活断层的勘察是完全可行的,并具有较强的实用推广性。     

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     

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。     

郑州老鸦陈断裂的探测与活动性调查研究

通过浅层地震勘探、钻孔联合剖面分析、野外地貌调查以及新地质年代测定等技术方法,对原先认定的郑州老鸦陈断裂的活动性开展调查. 其中,浅层地震勘探结果表明,该断裂仅存在于新近纪以前的地层,而在新近纪地层内均未发现该断层错断和活动迹象. 同时,地表的地质地貌调查亦发现ldquo;地貌陡坎rdquo;与老鸦陈断裂的位置不一致. 另外钻探和钻孔联合剖面的分析也表明,地表的陡坎仅发育在马兰黄土中, 其下地层平缓,没有错断现象,认为该陡坎的形成与老鸦陈断层没有关系,但可能与黄河改道变迁的侵蚀作用有关. 因此,老鸦陈断裂不属于活动断裂.      

城市活断层探测的高分辨率浅层地震数据采集技术

在简要介绍城市浅层地震勘探干扰波特点的基础上 ,结合福州市活断层探测的浅层地震试验探测资料 ,阐述了抗干扰高分辨率浅层地震勘探的技术装备、地震数据采集的技术方法以及在强干扰背景条件下围绕抗干扰和提高地震资料信噪比与分辨率而采取的技术措施。试验结果表明 :采用可控震源和与其相匹配的地震仪器以及小道间距、小偏移距、多通道和高频检波器接收的工作方法 ,是实现抗干扰高分辨率浅层地震数据采集的有效途径     

海口市全新世活动海秀断裂存在性判断

海秀断裂近东西向展布于海口市中心,准确厘定其几何位置和最新活动特征对科学评价海口市地震危险性、地震构造和地球动力学具有重要科学意义。本文采用野外地质调查、微地貌测量、浅层人工地震勘探和钻孔联合剖面探测相结合的方法,针对前人确定的海口市中心城区全新世活动海秀断裂,分别在5个典型地点进行详细研究。首先,通过野外地质调查和微地貌测量,得到其中3个地点的地貌陡坎最大垂直落差为11～15 m;其次,跨地貌陡坎和海秀断裂实施了5条浅层人工地震勘探,结果显示,海秀断裂在地震剖面上反映微弱,断错特征不明显,推测断裂总体活动性较低。为验证该断裂的准确位置和最新活动特征,分别在海港路和人民公园开展了钻孔联合剖面探测,通过详细对比分析钻孔揭示的地层序列和地层年代,未发现因断裂活动导致的构造变形迹象,认为海秀断裂上新世以来在探测深度范围内不存在,海口市现有地貌陡坎应为海蚀阶地坎,可排除断裂陡坎的可能。原断裂沿线区域地震危险性被错误高估,经济建设和发展规划可不考虑该断裂的避让问题。     

聊城-兰考隐伏断裂的第四纪活动性——中国东部平原区一条重要的隐伏活动断裂

在化探定位的基础上,通过浅层地震勘探、钻探地质剖面和新地层年代学等多手段探测研究,首次查明了聊考隐伏断裂晚第四纪以来的位错量和最新一期活动时代,厘定了断裂位错上断点达地表20m以下,最新一期活动在全新世早期,属浅埋的隐伏活动断裂。断裂第四纪以来的平均位错速率为0．12mm／a,在中国东部属中等倔强的一类隐伏活动断裂。     

夏垫断裂东北段地震勘探资料研究

为查明夏垫断裂东北段的空间位置、性质及其活动性,由大厂八百户起向东北方向,经过三河齐心庄至北京马坊镇,以可控震源激发方式,完成高分辨率浅层地震勘探测线7条,长约22 km。各地震反射时间剖面波组特征变化明显,断裂特征清晰,获取了准确的断点定位及断裂发育特征,展现了自八百户经齐心庄至马坊镇延伸约20 km范围内夏垫断裂的空间展布及浅部构造特征。结果表明:研究区内夏垫断裂为倾向SE、视倾角约为69°的正断层,结合以往研究成果分析,夏垫断裂属于全新世活动断裂;同时揭示夏垫断裂东北段明显的分段性,齐心庄以北出现一倾向NW的分支断裂。     

NEW EVIDENCE ON NE-SEGMENT OF JINTAN-RUGAO FAULT DISCOVERED BY SHALLOW SEISMIC EXPLORATION METHOD

The NE-trending regional deep fault, i.e. the Jintan-Rugao Fault, is a boundary fault between the Subei depression and Nantong uplift, and its research has always received broad attention because of its importance and complexity. For the absence of definite proof, there is little consensus regarding the structure and spatial distribution of the fault among geoscientists, and its latest active time is ambiguous. The study of Quaternary activity characteristics of the Jintan-Rugao Fault is of great significance for earthquake trend prediction and engineering safety evaluation, and for earthquake prevention and disaster reduction in Jiangsu Province. In order to investigate the spatial location, characteristics and tectonic features and redefine the activity of the NE-segment of the Jintan-Rugao Fault, and on the basis of likely location and marker beds derived from petroleum seismic exploration sections, we collect and arrange 4 shallow seismic exploration profiles crossing the fault to conduct high-resolution seismic reflection imaging, following the working concept of ‘from known to unknown, from deep to shallow’. In this study, an observation system with trace intervals of 4~6m, shot intervals of 12~18m, and channels of 90~256 and 15~36 folds is used. In addition, by introducing different tonnage vibroseis to suppress the background noise, the raw data with high SNR(signal-noise ratio)can be obtained. By using the above working method and spread geometry, we obtained clear imaging results of the subsurface structure and fault structure in the coverage area of the survey lines. This exploration research accurately locates the NE-segment of Jintan-Rugao Fault, and further shows that it is not a single fault but a fault zone consisting of two normal faults with N-dipping and NE-striking within the effective detection depth. The shallow seismic profiles reveal that the up-breakpoint on the south branch with stronger activity is at depth of 235~243m, which offsets the lower strata of lower Pleistocene. Combining drilling data around the survey lines, we infer the activity time of this fault is early Pleistocene. The results of this paper provide reliable seismological data for determining the location and activity evaluation of the NE-segment of Jintan-Rugao Fault. In eastern China, where the sedimentary layer is thicker, the latest active age of faults can not be determined entirely according to the latest faulted strata. For a fault passing through the thicker area of new deposits, its latest active age should be based on the tectonic background, seismic activity, present tectonic stress field, topographic deformation, structural micro-geomorphological characteristics, sedimentary thickness of new strata, controlling effect of faults on new strata and the latest strata of faults, and combined with upper breakpoints, morphology, structure and occurrence of faults, the active state of the target concealed faults should be analyzed. If the activity of the fault is judged only by the upper faulted point, it may lead to overestimating the age of the fault activity.     

城市活断层高分辩率地震勘探震源对比试验研究

国内外大量地震震例研究表明，巨大的城市地震灾害主要是由隐伏于城市之下的活动断裂上发生的地震造成的，因此，探测城市活断层是十分必要和紧迫的。高分辩率地震勘探是目前探测城市活断层较为有效的地球物理方法，它包括激发技术、接收技术、观测系统、地震数据处理与解释技术等。而震源是地震勘探的首要问题，城市特定的人文环境和城市活断层的特点对高分辩率地震勘探的震源提出了特殊的要求，较小的断距决定了要有较宽的震源谱，城市较严重的干扰决定了震源勘探的震源提出了特殊的要求，较小数点的断距决定了要有较宽的震源谱，城市较严重的干扰决定了震源要有较强的抗干扰能力。通过在福州市跨八一水库断裂进行的可控震源、真空加速落锤、锤击震源、枪震源以及炸药震源的试验研究，利用频谱分析技术，得到了各种震源谱的特征，并给出了可控震源、真空加速落锤和锤击震源叠加时间剖面对比，探讨了各种震源在城市活断层探测中的有效性。