隐伏活动断层的多层次综合探测——以银川隐伏活动断层为例

以银川活动断层试验探测为例,介绍了第四纪巨厚沉积区隐伏断层多手段、多层次探测的步骤与方法。在对前人资料综合分析的基础上,选择银川市兴庆区新渠梢村为综合探测试验场。首先,分层次布施道间距10m、5m和1m的浅层人工地震勘探,由深至浅将银川隐伏断层主断层逐步控制在可以布施浅钻勘探的程度。然后,实施钻孔联合剖面探测,确定了断层的准确位置和倾角,获得了由钻探资料可分辨的断层上断点埋深8.3m的信息。最后,通过大型探槽开挖,查明了断层实际上断点埋深1.5m和5期古地震活动事件。结合地层年龄的初步测定,得出了银川隐伏断层主断层中—晚全新世活动的结论     

银川盆地西大滩隐伏断层晚第四纪活动特征

西大滩隐伏断层位于银川盆地北部,是石嘴山市活断层探测项目的目标断层之一。在浅层地震勘探的基础上,通过钻孔联合剖面探测和钻孔样品年龄测试,获得断层上断点埋深、主要标志层断距及沉积年龄等数据,估算了晚第四纪不同时段断层的滑动速率,结合地层变形情况探讨了该断层晚第四纪的活动特征。结果表明,西大滩隐伏断层自12 275±45aB.P.以来没有发生明显活动,属晚更新世末活动断层;晚更新世以来断层活动偏弱,平均滑动速率为0.024mm/a;除断层活动外,伴随着地层倾斜变形;两者均具间歇活动的特点,最小间隔约6 600a,最大间隔期12 275a。     

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。     

基于钻探的芦花台隐伏断层晚第四纪活动特征

芦花台断层是银川盆地内一条重要的隐伏构造。在浅层地震勘探成果的基础上,开展了钻孔联合剖面探测和钻孔样品测试,获得了断层上断点埋深、最新活动时代、晚第四纪累计位移和滑动速率等数据。结果表明:芦花台隐伏断层北段和南段的活动性不同,南段为中更新世末活动断层,北段为全新世活动断层;在北段内,断层活动强度在空间上表现为由北向南增强,在时间上表现为晚更新世活动强于全新世。     

土氡测量在海口市活动断层探测中的初步应用

运用土壤氡射气(土氡)测量方法对海口市的六条隐伏断层进行探测,检验土壤氡射气(土氡)测量在海口市地区的有效性,结果表明,土氡测量探测晚更新世(Q3)和全新世(Q4)隐伏断层具有较好的效果,可以作为海口市活动断层探测一种有效手段。     

乌鲁木齐城市活断层探测与地震危险性评价主要成果简介

以乌鲁木齐市建成区和规划区作为探测目标区,对区内的活动断层及其深部发震构造进行了系统的探测,对活动断层的危险性和危害性进行了初步评价。根据断层活动性鉴定,确定目标区内存在2组全新世活动断层,即王家沟断层组和九家湾断层组。前者为近EW向的北倾逆断层,后者为NE走向的北倾正断层。晚更新世活动断层为八钢-石化隐伏断层、西山断层、碗窑沟断层和白杨南沟断层。深部发震构造探测揭示出目标区所处的北天山山前薄皮推覆构造及其前缘逆断层-褶皱的清楚结构,结合流动地震观测和小震精确定位等,建立了目标区活动断层的发震构造模型。通过古地震探槽和地震活动性研究对目标区全新世活动断层和晚更新世活动断层的地震危险性进行了评价;并在此基础上对可能发生的直下型大地震所引起的强地震动进行了预测,对全新世活动断层可能产生的地表错动带和晚更新世活动断层可能引起的地表变形带进行了预测     

银川隐伏断层钻孔联合剖面探测

为获取银川隐伏断层近地表断错、上断点埋深、最新活动时代及滑动速率等信息,在浅层地震勘探基础上,沿断层自北向南横跨主断层布施了新渠梢、满春和板桥3条钻孔联合剖面,确定了主断层在3条剖面上的准确位置,获得主断层上断点埋深分别为5·18~8·30m(新渠梢)、5·01~6·50m(满春)和10·0~13·59m(板桥)。结合测年数据分析:新渠梢剖面断层全新世活动,晚更新世末期以来滑动速率为0·14mm/a;满春剖面断层也是全新世活动,但晚更新世末期以来滑动速率为0·05mm/a;板桥剖面断层全新世不活动。综合地震勘探资料进一步分析认为,以银古路为界,目标区银川隐伏断层分南北2段:北段属全新世活动断层,且自北向南活动强度呈减弱趋势,南段属晚更新世末期活动断层;北段活动强度显著大于南段     

断层破裂方式对银川盆地强地面运动的影响

银川盆地是受断层控制的断陷性盆地,边缘和内部发育了多条断裂带,特别是其内部晚更新世-全新世活动的银川隐伏断层可能对银川市的建设规划和抗震设防影响较大.为了研究银川隐伏断层活动对银川盆地强地面运动特征的影响,本文以银川隐伏活动断层作为目标断层,模拟了断层发生Mw6.5特征地震时,在单侧破裂和双侧破裂两种方式下,银川盆地的强地面运动分布特征.分析结果表明在两种破裂方式下,盆地内强地面运动表现出不同形态的地震条带状分布特征和上盘效应;同时受到银川盆地边缘断裂"西陡东缓"构造特征的影响,地表强地震动分布和断层附近观测点的时程也呈现出独特的盆地边界反射作用.在单侧破裂和双侧破裂两种模式下,近场强地面运动集中区总体上呈现北强南弱的现象,银川市及附近的芦花台等地区是强地面运动分布的主要区域.     

高密度电法在乌鲁木齐西山断裂探测中的应用

西山断裂是乌鲁木齐河以西一条颇具规模的断裂构造,控制着西山岭南麓,断裂从永光煤矿到红光山南长约37 km。断裂形成于中更新世期间,但整条断裂的形成过程可能并非同步,具有西老东新的特点,最新活动时代为晚更新世中晚期,为逆冲运动性质,断面北倾。该断裂在四道岔附近主断层及发育的一部分次级断层被第四系覆盖,研究该隐伏段对于以后城市土层合理利用和断层基本特征判断具有一定意义。目前高密度电法是探测隐伏断层的一种重要的物探方法,通过高密度电法对乌鲁木齐西山断裂隐伏段的探测,确定该断层隐伏段的位置及地层构造形态,为西山断裂深入研究提供一定依据。     

天津汉沽断裂准确位置及活动性的综合探测研究

天津汉沽隐伏断裂属于滨海平原区隐伏断裂。本文采用化探、浅层地震勘探和联合钻孔剖面探测等方法,并结合年代样品测试对汉沽断裂进行了综合探测研究,首次查明了汉沽断裂的准确空间位置和晚第四纪活动性。探测结果表明,汉沽隐伏断裂最新上断点埋深25. 8m,断距为2. 15m。结合光释光年代样品测试结果,推断其最新活动时代为49. 3ka ～ 65kaBP,属晚更新世中期活动断裂。由于该断层是与主断层倾向相反的次级断层,可能并不是震源断层错动在地表的直接反映,同时汉沽断裂晚更新世早期以来的平均滑动速率为0. 063mm / a,明显低于海河断裂东段晚更新世以来0. 141mm / a 的平均滑动速率,这都表明汉沽隐伏断裂的活动强度并不是很大,应是一具有中等活动强度的活动断裂。     

基于钻探的芦花台隐伏断层晚第四纪活动特征

The Luhuatai fault is one of the important buried tectonics in the Yinchuan basin. Based on the results of shallow seismic exploration, we conducted composite drilling section exploration and dating of the samples from boreholes. Some useful data was obtained, such as the depth of the upper breaking point, the latest activity age, displacement in the late Quaternary, and slip rates, etc. This study shows that the activity is different between the north and south segment along the Luhuatai fault. The north segment is a Holocene fault, while the south segment is a late mid-Pleistocene fault. From north to south along the north segment of Luhuatai fault, the activity has been enhanced, and the faulting is stronger in late Pleistocene than Holocene.     

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     

断层破裂面倾角变化对断陷盆地强地面运动的影响

地震事件中,断层破裂面的倾角大小直接影响到地表强地震动的分布状态,尤其在断陷盆地中,强地面运动特征还可能受到盆地结构及盆地内多条围限断层的影响.本文模拟了银川断陷盆地内的活动断层--银川隐伏断层南段发生M_w6.5特征地震时,断层破裂面倾角在30°~85°范围内变化时引起的强地面运动,探讨了断层破裂面倾角变化对盆地内强地面运动分布特征和强度的影响.结果表明:破裂面倾角较缓时,银川盆地内的强地面运动分布区域不仅仅决定于发震断层的产状,同时还受到断层上盘距离最近的芦花台断层的影响,致使强地面运动集中于两条断层所围限的区域;随着发震断层破裂面的倾角逐渐增大,强地面运动以发震断层产状的影响为主,强震集中区向发震断层靠近并分布于发震断层上盘,且沿断层走向方向出现了强度不同的地震动反射区;尤其是发震断层破裂面倾角接近垂直时,受银川盆地"西陡东缓"结构和盆地西边界贺兰山东麓断裂反射作用的影响,竖向地震动反射区强度在远离发震断层的西北方向明显增大,致使芦花台断层附近区域与银川断层南段上盘区域成为地震发生时可能遭受震害最严重的地区.本文探讨结果提醒我们在类似区域的活动断层附近进行建(构)筑规划和地震工程设计时,有必要考虑发震断层破裂面倾角大小和盆地内其它断层构造的共同影响,综合评价潜在地震对盆地内近断层地表及各类建(构)筑物的危害性.     

Comprehensive Multi-Level Exploration of Buried Active Faults： an Example of the Yinchuan Buried Active Fault

The paper introduces the steps and methods of multi-approach,multi-level exploration of buried faults in thick Quaternary sediment regions by taking the test exploration of the Yinchuan active fault as example.Based on the comprehensive analyses of previous data,we choose the Xinqushao Village of Xingqing District of Yinchuan City as the test site for the comprehensive exploration.Firstly,we adopted shallow seismic investigation with group intervals of 10m,5m and 1m to gradually trace layer by layer the master fault of the Yinchuan buried fault from a deep depth to a shallow depth where drilling could be used.Then,with composite geological profile drilling,we determined the precise location and dip angle of the fault.The drilling show the buried depth of the upper offset point is 8.3m.Finally,large-scale trenching revealed that the actual buried depth of the upper offset point of the fault is 1.5m from the ground surface and there are paleoearthquake events of 5 stages.Combined with the preliminary result of corresponding sample age,we conclude the Yinchuan buried fault is a mid to late Holocene active fault.     

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.     

利用地震折射和反射波资料研究银川盆地浅部结构和隐伏断裂

银川盆地是华北克拉通西部构造活动较为强烈的一个新生代断陷盆地.为了研究银川盆地的地壳浅部结构和活动断裂特征,我们利用2014年在银川盆地完成的深地震反射剖面数据,采用初至波层析成像方法得到了银川盆地高精度的基底P波速度结构和构造形态;考虑到仅根据速度结构剖面还难以确定断裂的准确位置、断层上断点埋深、断层的近地表构造组合样式等特征,研究中还采用浅层地震反射波勘探方法对银川盆地内的隐伏断裂和1739年平罗8.0级地震的地表破裂带浅部结构进行了高分辨率成像.研究结果表明:银川盆地与两侧地块的浅层P波速度结构和沉积盖层厚度差异较大,银川盆地总体呈现出明显的低速结构特征,盆地基底面起伏变化较大,基底最深处位于芦花台断裂和银川断裂之间的银川市下方,其深度约为7000~7200 m;贺兰山隆起区显示为明显的高速特征,地表出露中-古生代基岩地层,缺失新生代地层;鄂尔多斯地块西缘的浅层P波速度明显高于银川盆地,基底埋深相对较浅,推测其新生界地层厚度小于2500 m.浅层地震反射剖面揭示的地层反射界面形态和断裂的浅部构造特征非常清楚,黄河断裂、贺兰山东麓断裂、银川断裂和芦花台断裂不仅是错断盆地基底的断裂,而且还是第四纪以来的隐伏活动断裂,这些断裂的交替活动形成了"堑中堑"的盆地结构,并对银川盆地的形成、盆地内的新生代地层厚度和第四纪沉降中心具有重要的控制作用;在近地表这些断裂表现为由2~3条断层组成的"Y字形"断裂构造,且主断裂的最新活动可追踪至晚更新世末期或全新世,是构造继承性活动的结果.本文的研究结果不仅可为进一步分析银川盆地的基底结构、隐伏断裂特征和活动构造研究等提供新的地震学证据,而且还可为该区城市规划中避让活动断层提供科学依据.     

综合地球物理方法在山前隐伏断裂探测中的应用——以巍山—长山南坡断裂为例

针对探测山前隐伏断裂复杂困难的特点,以巍山—长山南坡断裂为例,采用浅层地震勘探和高密度电法勘探等地球物理方法并结合钻孔联合地质剖面资料,对巍山—长山南坡断裂的隐伏段的准确位置和活动性进行研究,确定断层的准确位置和产状等。研究结果表明,巍山—长山南坡断裂在唐山市区的隐伏段为S倾的正断层,倾角约78°,断距约3 m,上断点埋深约19 m;该断裂在市区的隐伏段为中更新世断裂,晚更新世以来不活动。