纵横波联合勘探在地质异常调查中的应用

2016年2月,连云港化工产业园区地表出现多个“冒泥浆”异常点,且几乎线性展布于1条近NW—SE向条带上。采用浅层地震纵、横波反射联合勘探方法,结合浅层探槽挖掘、土壤检测、周边环境调查等方法,进行系统勘探和研究。纵波反射勘探结果表明,埋深约为220 m的基岩顶面在横向上连续,不存在基岩断裂;横波反射勘探结果表明,近地表40—140 m埋深范围内无断裂构造迹象,且不存在明显的垂向地层落差。在纵波的正、反支共炮集单炮记录上发现,近地表有低速异常体存在,后由小型探槽剖面证实,地层深度2 m的位置存在淤泥层。浅层地震勘探结果不仅为异常落实工作提供了依据,还体现了地震纵、横波联合勘探方法在隐伏区地质异常体探查中所具有的优势。     

土壤氡对郯庐断裂宿迁段F5断裂探测和活动性的研究

郯庐断裂带宿迁段多年来一直被列为江苏地震重点关注区域。在该区域展开了多期活断层探测和工程地震安全性评价工作,地震监测已经建成了测震、形变、电磁、流体等多种手段。用气体地球化学方法开展相关研究,探索活动断层运动和地震发生之间的相互关系,是对该地区地震科学研究的一种补充,其有着十分重要的意义。沿郯庐断裂带宿迁段F₅断裂布设土壤氡测线并获得相关数据,结合地质勘察、浅层人工地震等资料进行综合分析,结果表明该区域内土壤氡探测结果对断裂带的位置、断层类型和特征、断层活动性具有较好的指示性。土壤氡探测展示F₅断裂两条分支断裂F_5-1、F_5-2的位置,氡浓度异常形态与断层特征存在一定的对应关系,并利用土壤氡浓度强度为指标,初步判断郯庐断裂带宿迁段F₅断裂2条分支断裂的相对活动性。     

用微振动勘探方法探测隐伏断裂构造

介绍了运用微振动勘探方法探测隐伏断裂构造的方法和思路,并对郯庐断裂带两条分支断裂进行了试验性勘探．通过与人工地震勘探结果对比分析,发现微振动勘探方法对隐伏断裂构造具有较好的空间定位能力,其对岩性差异面形成的断裂定位误差与人工地震勘探结果相当; 又因其具有较大的勘探深度,因而可以有效揭示勘探区域下方地层及断裂的空间分布特征及其接触关系,这对于识别和确定断裂构造的主破裂面具有重要意义. 但微振动勘探方法对地层或断裂构造细节特征的揭示能力较差．因此,在实际地层或断裂勘探中,宜采用人工地震勘探方法与微振动勘探方法相结合的方式确定断裂的深浅构造关系,可以用微振动勘探方法进行普查,在确定断裂初步位置及空间展布特征后,再选用人工地震勘探方法进行断裂精确定位．      

郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区上地幔顶部Pn波速度与各向异性

为着重探讨郯庐断裂带鲁苏皖段的分段特征及其深部结构特征,本研究搜集增加了研究区内近几年的Pn震相数据.经挑选后采用了由2163个地震和301个台站构成的9156条射线,重新反演构建了郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区上地幔顶部Pn波速度及方位各向异性分布.尔后,将速度反演结果与地形地貌、大地热流、强震活动及地壳厚度等进行了综合对比和分析;此外,还将Pn波各向异性与地震各向异性其他观测手段的结果展开了对比和讨论.反演结果的可靠性和分辨能力较前文有所提高,研究区上地幔顶部的非均匀性特征揭露得更为清楚,尤其是由Pn波速度揭露的郯庐断裂带分段特征与地质构造特征吻合得更佳.结果表明：（1）Pn波高、低速的分布与地形地貌呈负相关的关系,即山地隆起区呈低速分布,而平原地区表现为高速异常.（2）Pn波速度沿郯庐断裂带的分布具有明显的分段特征,本文的研究结果支持郯庐断裂带在研究范围内的上地幔顶部可细分为4个亚段.由上地幔顶部Pn波速度揭示的郯庐带分段特征与前人根据郯庐断裂带各段的地表地质构造特征给出的分段结果吻合,深、浅耦合的现象表明郯庐断裂带是一条贯穿地壳、深抵Moho面的幔源深大断裂带.（3）Pn波速度与大地热流呈负相关的关系.（4）Pn波速度的分布与强震的发生具有一定的关联性,强震大部分发生在Pn波高、低速过渡地带或者低速区域的地壳内.（5）在南黄海海域新发现一条NNE-SSW向展布的弱高波速异常带,该异常带被强震震中清晰地勾勒了出来,据此推测其下方存在一条切割Moho界面的幔源深大断裂.（6）Pn波各向异性的强弱与地质构造的活动性相关,活动性越强则各向异性强度越大.（7）由地震台站的时间延迟分布可以看出,研究区地壳厚度总体上自SE往NW逐渐增厚;最大厚度位于渤海湾盆地的北西部和西部.

     

青藏高原东缘深部速度结构远震层析成像

本文利用FMTOMO层析成像软件以及远震P波走时数据,获得青藏高原东缘地区300km深度范围内的P波速度结构,得到以下结果: ①在60~140km深度范围内,102°E~104°E、29°N~31°N,四川盆地西南部存在一个相对低速区域;②在60~140km深度范围内,沿着龙门山断裂带,在龙门山断裂带的西北侧区域出现相对高速的现象;③在190~290km深度范围内,青藏高原东缘西南区域存在着高速现象,龙门山断裂带、安宁河断裂带不再是高低速区域的分界带。     

郯庐断裂带新沂段地壳浅部结构和断裂活动性探测

新沂市作为郯庐断裂带山东段和苏皖段的分段节点,具有非常重要的地位。为研究郯庐断裂带新沂段地壳的浅部结构、活动性、空间展布以及深浅构造关系,文中采用了中深、浅层地震勘探及初至波层析成像相结合的工作方法,首先在新沂市南完成了1条长33km、覆盖次数> 30次的中深层地震反射剖面,同时利用共炮集记录上的初至波开展地壳浅部结构的层析成像研究,之后给出了跨断裂的3条高分辨率浅层地震反射剖面和1条折射层析成像剖面。研究结果表明:郯庐断裂带新沂段是一条由5条隐伏主干断裂组成的断裂带,具有"两堑夹一垒"的构造样式。中深层和浅层地震反射剖面表明,郯庐断裂带新沂段各主干断裂具有上下一致的对应关系和明显的第四纪活动,对新生代地层厚度和堑-垒状构造特征具有明显的控制作用。浅层地震勘探结果揭示的地层界面形态和断裂浅部特征清楚,墨河-凌城断裂(F3)、新沂-新店断裂(F2)、马陵山-重岗山断裂(F5)及山左口-泗洪断裂(F1)不仅断错了基岩顶界面,且第四纪以来存在活动迹象,尤其是马陵山-重岗山断裂(F5)具有全新世的强活动特征。文中的研究结果可为深入理解新沂市及周缘的深部动力学过程、研究郯庐断裂新沂段的深浅...     

郯庐断裂带中南段地壳结构分段特征

本文采用双差地震层析成像方法对郯庐断裂带中南段地壳速度和泊松比结构进行了研究,获得了郯庐断裂带中南段中上地壳介质结构的分段特征.结果表明,郯庐断裂带中南段由南至北可以划分为三段,即庐江以南段、庐江至郯城段及郯城以北段,郯城以北段又可细分为郯城至五莲及五莲以北两个亚段.庐江以南段、郯城以北段地壳介质速度和泊松比呈现相对高值,庐江至郯城段地壳介质速度和泊松比呈现相对低值,郯城至五莲亚段地壳介质速度和泊松比都明显高于五莲以北亚段.各段的边界为地壳速度和泊松比的梯度带,区域性断裂构造、中强地震多沿此梯度带分布.地壳介质速度和泊松比梯度带往往与深部物质的运移有关,这可能是构造活动、地震孕育的动力来源.

     

郯庐断裂带宿迁段合欢路土壤氡分布特征与迁移特征的数值模拟

沿郯庐断裂带宿迁段合欢路布设土壤氡测线并对测得的数据进行分析研究,结果表明研究区域内土壤氡探测结果对断裂带位置、断层类型和特征有较好的指示性。在已知场地地质构造参数、地层岩性特征的基础上,建立土壤氡迁移模型。建立模型时识别了断裂类型和覆盖层分层特征,并讨论了断层内部结构与氡浓度取值,使模型与实际情况相等。数值模拟结果印证了土壤氡异常峰区间在圈定断裂位置和断层破碎带中的重要作用,揭示了氡在不同覆盖层中的迁移速度,并定量解释了合欢路场地断层土壤氡异常的成因。     

纵横波联合勘探应用于栟茶河断裂活动性的调查与研究

栟茶河断裂自20世纪50年代石油部门勘探发现以来,由于缺乏确凿的证据,地学家们对其活动性一直存在争议。目标断裂所在测区基岩顶面埋深约在800~1 600m,单一的地震勘探方法难以深浅兼顾且单波勘探经常存在局限性。为了调查栟茶河断裂的空间位置、产状及性质,重新厘定其活动性,在同一条测线上同时进行高分辨率的浅层地震P波和SH波勘探,通过采用不同的地震波激发震源和观测系统参数,获得沿测线不同埋藏深度的地下细结构图像,揭示栟茶河断裂的形态和特征,尤其SH波地震剖面更加清晰地反映出超浅层地层和构造空间特征。结果表明,测线控制范围内的栟茶河断裂为近东西走向、视倾角约为60~75°、倾向N的正断层,该断层错断了新近纪和早第四纪地层,有可能断错了晚更新世地层。本文的纵、横波联合勘探实例证实了多波勘探的优越性。     

金坛-如皋断裂北东段浅层地震勘探新证据

NE向的区域性深大断裂——金坛-如皋断裂为苏北坳陷区和南通隆起区的分界断裂。为了调查金坛-如皋断裂北东段的空间位置、性质和断裂构造特征并重新厘定其活动性,文中在石油地震勘探剖面提供的金坛-如皋断裂北东段大体空间位置及反射标志层的基础上,布设了4条浅层人工地震勘探剖面,对金坛-如皋断裂北东段进行了高分辨率地震反射成像,获得了测线控制范围内清晰的地下结构和断裂构造成像结果。结果表明,金坛-如皋断裂北东段并非单一的一条断层,而是由2条N倾、NEE走向的正断层组成的断裂带。浅层地震叠加剖面揭示活动性更强的南支上断点埋深235～243m,断错了下更新统底界,结合测线周边的钻孔资料推测其最新活动时代为第四纪早更新世(Q1P)。文中的研究结果为确定金坛-如皋断裂北东段的位置及其活动性评价提供了可靠的地震学资料。