城市活断层探测地球物理方法与危险性评价

城市活断层探测的地球物理方法主要包括人工地震测深、微重力测量、高精度磁测、电法勘探和天然地震观测等。城市活断层地球物理探测的目的是准确查明地表附近活动断层的空间分布,确定其深部延伸情况,探测可能存在的隐伏活动断层,揭示地下介质的特性和深部构造环境,为活断层的地震危险性评价提供依据。     

华南地区活动断层地震探测方法——以深圳活动断层探测为例

活动断层探测对于整个区域规划、抗震设防及减轻地震发生时对各种设施的破坏具有重大的现实意义。华南地区经济发达,地震活动性较复杂,活动断层发育特征与华北、西北地区差别较大,第四系覆盖层薄,下伏基岩多为花岗岩地层,水网发育,以往常规地震方法探测活动断层难以获得较好的资料。为解决华南地区多因素影响下的活动断层探测问题,以深圳活动断层为研究基础,采用陆域高分辨率横波方法和水域高频纵波方法联合地震探测,实现了对深圳市活动断层的探测和地层的精细划分,探测结果与实际钻井揭露情况吻合较好。该技术可为华南地区活动断层探测提供技术参考。     

探地雷达在探测玉树走滑断裂带活动性中的初步应用

探地雷达具有快速、检测范围广、探测深度深、分辨率高及对地表环境无破坏等特点,在活动断层探测应用中具有很大的优势。在简要介绍玉树走滑断裂带活动性的基础上,选择高分辨率的探地雷达对隆宝、昔日达和盘琼沟处断裂带附近的活动断层进行探测。采用时间域有限差分法建立活动断层的数值模型对其雷达波响应特征进行模拟,分析断层在探地雷达剖面上的反射波特征。根据断层的反射波特征解译探地雷达图像,判断断层的位置、走向及空间展布。结合探槽开挖对比,探地雷达图像的解译结果与探槽开挖后的断裂带剖面展示的断层活动性质基本一致。根据隆宝、昔日达和盘琼沟处的探地雷达图像与探槽剖面上断层反射波特征的对比研究,解译了玉树地震震中位置探地雷达剖面上的断层展布。研究表明,探地雷达是一种快速探测活动断层的有效方法,尤其是在地表破裂不明显的区域,不仅可以准确地判断断层的位置、走向及空间展布,还可以将断裂带附近地下岩层的层位信息及探槽断面之外的地表下图像清晰地呈现出来,为以后运用探地雷达探测活动断层提供参考。     

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。     

地球物理方法探测活动断层效果和方法最佳组合分析

采用综合地球物理方法对长春市的已知断层进行探测实践,表明不同的地球物理方法解决不同问题,并具有不同的效果。例如重磁方法、联合剖面方法可以缩小活动断层的研究范围;探地雷达、浅层地震、高密度电法等方法在研究活动断层的剖面形态中具有很好的作用,而且探地雷达、高分辨率地震能够提供断层的时间等信息,为活动性探测提供依据。针对研究实例分析了综合地球物理方法在活动断层中的组合方法,为开展活动断层的研究提供借鉴。     

厚覆盖层地区隐伏活断层探测的地震方法技术——以桥北镇—宿迁断层为例

地震反射勘探法是当前城市地震活断层探测的主要方法,它在厚覆盖区探测断层及其上断点的效果取决于所采用的工作方法和技术参数。桥北镇—宿迁断裂是郯庐断裂带在江苏境内一条重要的隐伏断裂。以宿迁市活动断层探测项目中针对该断裂敷设于厚覆盖层地区的QL14测线为例,为了查明测线控制地段内断裂的空间展布形态、性质以及活动性,针对不同目标、目的层深度和精度要求,作者按照组合、分步探测的工作思路,采用了不同的地震勘探方法技术和采集参数对其进行了高分辨率地震反射成像,解决了地质任务要求与野外资料采集方法之间的矛盾,从而获得了埋深约16~450 m范围内高分辨率的地层结构和非常清晰的断裂构造图像,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地震学依据。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构造特征都与钻孔联合地质剖面吻合较好。试验结果表明:采用组合探测的方法能够获得断层在不同深度的产状、展布以及由深至浅完整的分布图像;地震勘探法在厚覆盖区确定隐伏断层具体位置和判定断层活动性具有可行性以及地震勘探与钻孔联合地质剖面相结合的工作方法具有有效性。     

电法探测城市活断层的应用

地震灾害表明活动断层是产生地震的根源,且沿断层破坏最为严重。高密度电阻率法(HDR)、地质雷达(GPR)和瞬变电磁法(TEM)等方法在长春市的活断层试验探测工作中,结合城市内干扰背景强、干扰因素多和地表地质条件复杂等不利因素,通过对不同方法、不同数据处理过程和解释,选择有效的方法技术,取得了较理想的探测效果。结果表明,在长春市活断层调查中,电法是探测隐伏断裂既经济又有效的重要手段。     

小江断裂带现今活动性研究现状

小江断裂带是我国大陆地震活动较强的地区之一,是研究地震地质灾害理想的野外试验场。近年来为探明小江断裂带构造形变特征与断层走滑速率等参数,人们采用不同方法对此进行研究,比如通过地震地质调查、活动断层填图及GPS大地测量、地球物理探测等技术研究小江断裂的构造形变,明确了断层构造形变特点,取得了丰硕的成果。目前常用野外地质调查等地质学方法推演和GPS数据反演等方法推算小江断裂的走滑速率。从两者结果对比看出,GPS反演出的断层走滑速率大多高于地质学反演出的走滑速率。通过野外地质调查等方法只能确定小范围的地质活动速率,难以获得大范围的活动特征。通过GPS技术也只能基于离散点位进行分析,点位分布也较为稀疏。地球物理探测法可分析断裂不同深度、尤其是深部孕震区的构造应变积累活动,精度会受地震台站间距的影响。面对全方位、高精度、大范围的监测活动构造活动性的需要,采用InSAR时序技术测量主要活动断裂带地表缓慢微小形变,将是未来震间形变监测技术发展的主要方向之一。     

断层研究在地震安全性评价和石油勘探工作中的对比分析

对比分析了地震安全性评价和石油勘探中,断层研究的内容和方法。两者研究内容都包括断层活动时代、位置、规模、产状、性质等,但地震安全性评价更关注断层在地表和浅层的状况,活动时代等;石油勘探更关注较深处断层的状况,能否形成断块圈闭是主要研究内容。研究方法都包括地质露头调查、重力、地磁、地震勘探、钻井等。     

小江断裂带现今活动性研究现状

小江断裂带是我国大陆地震活动较强的地区之一,是研究地震地质灾害理想的野外试验场。近年来为探明小江断裂带构造形变特征与断层走滑速率等参数,人们采用不同方法对此进行研究,比如通过地震地质调查、活动断层填图及GPS大地测量、地球物理探测等技术研究小江断裂的构造形变,明确了断层构造形变特点,取得了丰硕的成果。目前常用野外地质调查等地质学方法推演和GPS数据反演等方法推算小江断裂的走滑速率。从两者结果对比看出,GPS反演出的断层走滑速率大多高于地质学反演出的走滑速率。通过野外地质调查等方法只能确定小范围的地质活动速率,难以获得大范围的活动特征。通过GPS技术也只能基于离散点位进行分析,点位分布也较为稀疏。地球物理探测法可分析断裂不同深度、尤其是深部孕震区的构造应变积累活动,精度会受地震台站间距的影响。面对全方位、高精度、大范围的监测活动构造活动性的需要,采用InSAR时序技术测量主要活动断裂带地表缓慢微小形变,将是未来震间形变监测技术发展的主要方向之一。     

综合物探方法勘查在沈阳新城子盆地地热勘查中的应用效果

应用重、磁面积性测量成果推测地质构造位置、性质和基本特征,确定主控地质构造;并依据重力异常圈定盆地总体轮廓,利用局部变化特征划分次级凹陷和凸起,确定次级凸起部位和其边缘断裂带为寻找地热资源的有利部位.利用可控源音频大地电磁法（CSAMT）剖面测量成果,根据断裂带上的垂向地电断面上的视电阻率变化特征,推断断裂性质和深部的岩石破碎程度以及含水情况.根据二维地震测量,进一步确定断裂性质,推断出最佳含水部位,最终确定地热井井位.经钻探验证,成井结果与推断基本一致,打出了较理想的地热井.说明所采用的技术思路正确,应用综合物探勘查方法寻找隐伏的地热资源非常有效.     

Detecting Active Faults in Quaternary Basalt Areas by the High - Density Electrical Method : An Example of the West Branch of the Fusong Section of Yalüjiang Fault Zone in Northeast China北大核心CSCD

覆盖区活动断裂探测往往需要选择合理的物探方法以确定断裂位置,高密度电法具有数据采集效率高、探测精度高等优点,已在覆盖区活动断裂探测中得到广泛应用。本文利用高密度电法在长白山玄武岩覆盖区进行断裂探测,对实测数据进行反演,分析了NE向鸭绿江断裂带抚松段西支断裂在松江河镇北东侧第二松花江畔的展布形态,同时,利用钻探对断裂探测结果加以验证。视电阻率剖面表明完整基岩主要呈现出高阻值,断裂破碎带由于含水丰富则呈现为低视电阻率异常值。而断层内较为破碎,且富含水,故在视电阻率剖面上呈现明显低阻异常,这些结果能够与钻孔揭露地层实物资料较好对应。钻孔的断层样品¹⁴C测年结果显示,西支断裂在松江河镇兴隆林场为晚更新世活动断裂。     

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。     

北京南口-孙河断裂带(北段)的结构及活动性

通过可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、浅层地震和高密度电法地球物理探测手段建立的联合剖面对比,同时开展钻探工程及古地磁样品测试,对南口-孙河断裂带(北段)结构及活动性进行研究。南口-孙河断裂带(北段)由1条主断裂和1条次级断裂组成,断裂带宽约400m,表现为阶梯状断层,向上延伸至第四系。第四纪以来,断裂带活动显著,体现为松散层浅部引张的特点。根据断裂两盘第四纪以来各阶段累积垂直落差,计算出主断裂及次级断裂的活动速率。主断裂在早更新世、中更新世、晚更新世、全新世活动速率分别为0.161mm/a、0.072mm/a、0.468mm/a、0.52mm/a,次级断裂在早更新世、中更新世、晚更新世、全新世活动速率分别0.049mm/a、0.052mm/a、0.223mm/a、0.04mm/a。     

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。     

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。     

云南省岩溶水地球物理探测实践

由于岩溶发育的不均匀性,决定了岩溶水的埋藏分布也具有不均匀的特征,含水层富水性的空间差异极大。岩溶水的不均匀性给岩溶水勘查和开发工作带来了很大的困难,以至于裸露型岩溶石山区的供水勘探孔成井率仍然很低。要有效地发挥岩溶水资源的优     

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。     

上海罗店-周浦隐伏断裂第四纪活动性综合探测与研究

罗店-周浦断裂是纵贯上海市中心城区重要的北西向隐伏活动断裂,其第四纪活动性对城市地质安全至关重要。通过高精度重力勘探、浅层地震勘探及可控源大地音频电磁测深勘探等地球物理方法,结合钻探联井剖面及光释光年代学测定,对罗店-周浦断裂在区域内的展布特征及第四纪活动性进行了探测与研究。结果表明,该断裂在上海市南部区域仍具有较好的延展性,断裂行迹在重力剖面、可控源音频大地电磁测深剖面及浅层人工地震剖面上都有较好的反映。重力面积测量结果显示该断裂在上海市南部呈现为一组近平行断层行迹;浅层人工地震勘探与钻孔地层联合剖面揭露断层最浅上断点埋深相似（约为200 m）,可控源大地音频电磁测深反映断裂深部特征明显。物探剖面及钻孔联合剖面综合显示,断裂并未明显错断上覆中更新统上部地层,结合光释光年代学标定,认为该断裂最新活动时代为早更新世。罗店-周浦断裂与区内历史地震事件关系密切,目前区域地应力环境为北西向压应力状态,该断裂易于发生张扭性活动,其活动性特征及地震危险性特征需要持续关注。