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。     

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     

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。     

水域三维地形与活动断层探测研究——以西昌邛海为例

当前陆域活动断层研究的相关理论、探测技术和方法比较成熟,但针对水域的活动断层探测和研究还很缺乏。采用AAE浅层剖面仪,首次对西昌邛海水域三维地形和活动断层进行探测。探测剖面可以清楚地揭示水底反射界面、水下淤泥层底部与浅部沉积层的反射界面、浅部沉积层底部界面反射界面。文中基于SKUA-GOCAD软件平台及其DSI插值法对探测数据进行三维建模,初步给出了邛海水域三维地形结构;同时在多条探测剖面上,发现了则木河断层错断浅部沉积层和水下淤泥层的证据,表明该断层已延伸至邛海水域。探测结果对研究区的地震危险性评估提供了一定的资料基础。文中还分析和探讨了浅层剖面仪工作的特点、参数以及探测的各种影响因素。西昌邛海水域三维地形和活动断层的探测研究结果,可以为水域活动构造研究提供一定的参考和依据。     

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.     

地球内部结构探测研究——以华北克拉通为例

本文立足对地球物理学科发展态势的分析认识,通过解剖华北克拉通研究实例,对地球内部结构探测研究,特别对壳幔结构的地震学探测研究,对中国近20多年的发展做了回顾;探讨了从区域问题认识全球构造的研究思路.     

用卫星热红外信息研究关联断层活动的时空变化——以南北地震构造带为例

断层活动不是孤立的,一条断层的活动可能影响其他断层,并引起这些断层的活动,这些相互作用的断层称为关联断层.本文利用卫星热红外信息以南北地震构造带为例,分析了关联断层活动的时空变化,所使用的信息是经过处理的地表亮温残差低频分量TLOW.结果表明,在一定时段内研究区一些断层间除地震活动表现出相互呼应关系外,其地表亮温残差低频分量TLOW曲线相似,相关系数高,说明热红外信息与地震信息共同反映一个地区断层的关联活动.此外,也存在单独由地表亮温残差低频分量TLOW相关表现断层关联活动的情形,即断层间无地震活动的呼应关系,但也存在TLOW曲线的相关性,同样显示关联断层的相互作用.对TLOW的时空过程分析表明,关联活动组合可随时间发生变化.例如,1988～1994年间红河断裂与澜沧-耿马断裂、金沙江断裂等构成关联活动组合,1994～1998年又与小金河断裂、安宁河-小江断裂构成关联活动组合,这样的时空变化过程可能是地壳应力场重新分配的反映.本文的研究结果证明,卫星热红外信息有望成为研究断层相互作用的一个新的独立物理量,并将对地震动力学和构造物理学的发展有重要意义.     

强震活动迁移性图象的研究：以华北地震区为例

以华北地震区７级以上强震活动的震中迁移图象为例，揭示了我国各地震区带内的强震震中迁移有以下基本迁移特性：强震震中在每完成一次迁移后均将改变其原来迁移运动的方向和速率，即改变其迁移运动的速度。因此，不论是时间意义上还是地点意义上，在强震震中迁移的前方将存在着一个未来强震危险性较小的前向扇形时空安全区，未来一次强震发生在这个扇形时空安全区内的可能性不大。并对强震震中这种普遍的变速度“扭头”或“掉头”迁     

基岩区断层活动特征和时间的研究——以康定-磨西断裂段为例

为了探讨基岩裸露区断层的活动特征、期次和时间,在鲜水河断裂带东南段的康定-磨西断裂段采集了一系列断层岩和断层泥样品,运用TL、ESR、K-Ar、石英形貌分析和变形显微构造分析法进行了综合测试。结果表明,断裂段经历了多种机制(韧性剪切和脆性断裂)、多期次、多种运动方式(左旋和右旋)的活动,最新一次较强烈活动的下限时间是晚更新世末或全新世初     

断层系统中局部断层活动过程的数值分析方法——以Z字形断层为例

断层系统中局部断层活动顺序及稳定性的研究对于地震及矿震等自然灾害的预防具有重要的实际意义.通过编写FISH函数对FLAC-3D进行二次开发,分别对Z字形断层系统中4条断层上与剪切和拉伸破坏有关的6种量随时段的演变规律进行了统计.研究发现,首先,位于标本两侧的拐折断层和平直断层交替活动,然后,位于标本中部的平直断层的活动被上述平直断层的活动触发并导致标本整体的失稳.从与剪切应变能释放有关的2种量的演变规律上能发现位于标本一侧的平直断层b0值(事件的频次-能量关系的斜率的绝对值)缺失的明显标志.由于发生拉破坏且释放拉伸应变能的单元较多,所以,在任一时段内,标本中释放的拉伸应变能并不一定比剪切应变能低.本文的研究方法对于复杂断层系统中局部断层的活动顺序及稳定性研究具有一定价值.     

华北克拉通金矿综合地球物理探测研究进展——以辽东地区为例

华北克拉通虽是古老大陆地块,但在岩石圈的大规模减薄与破坏过程中,产生了金成矿作用,形成了中国最重要的金矿类型——华北克拉通破坏型金矿.地球物理方法是发现和探测金矿的主要技术手段.文章从华北克拉通破坏型金矿的地质特征出发,基于岩石物理性质,将克拉通破坏型金矿的地质模型转换成地球物理模型.将当前克拉通破坏型金矿地球物理探测归类为矿集区尺度快速高效探测和矿区尺度大深度探测两个层面:(1)利用航空电磁法、磁法和重力方法开展矿集区尺度的浅层(1500m)异常区探测;(2)通过地面可控源电磁法和地面大地电磁法开展矿区尺度大深度(5000m)探测和矿体定位.以具有巨大成矿潜力的辽东矿集区为例,分析综合地球物理的应用效果:在青城子矿集区的尖山子断裂周边圈定了两个找矿远景区,分别是白云-小佟家堡子深部找矿远景区和青城子深部找矿远景区.在五龙矿集区鸡心沟断裂周边圈定了三个找矿远景区,分别是五龙深部找矿远景区、苇沙沟深部找矿远景区和长安镇深部找矿远景区.矿集区尺度的快速探测技术和矿区尺度的大深度探测技术形成了克拉通破坏型金矿多尺度立体探测技术方案,为克拉通破坏型金矿等金属矿产勘查提供技术保障.     

隐伏区活动断层遥感地质解译研究——以新乡—商丘断裂南支为例

综合利用GF-1、PALSAR雷达数据、Landsat 8 OLI等多种数据源,分析了商丘路河地区地质地貌的遥感影像特征,进行了水文地质解译和地层遥感解译,综合判定新乡—商丘断裂南支为NW走向并建立了该断层解译标志,有效地弥补了传统技术手段无法在较深覆盖区进行活动断层探测的缺陷,对覆盖区隐伏活动断层探测工作具有借鉴意义。     

薄覆盖层地区隐伏断层及其上断点探测的地震方法技术——以废黄河断层为例

通过在同一条测线上应用三种不同地震勘探手段(共偏移距地震反射法、横波反射法与高分辨率折射法)联合反演的方法,获得了测线控制地段内废黄河断层的确切位置、上断点埋深以及速度分布图像.探测结果表明:在薄覆盖层地区的断裂调查中,上述三种技术手段的联合反演要比单独使用其中任何一种手段更加可靠,并能从不同角度查明断层的位置、性质及其特征,为钻孔联合剖面位置的布设和钻孔深度的设计提供地震学依据.经高精度钻孔联合地质剖面证实,三种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.试验表明了上述三种地震勘探方法在基岩面埋深较浅地区联合反演的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的有效性.     

EH4高频电磁测深在断层构造探测中的应用研究——以川藏路高尔寺山隧道为例

将EH4高频大地电磁测深法应用于高原特长隧道—高尔寺山隧道构造、岩性的勘察,通过与钻探及地质调绘的资料对比,EH4音频大地电磁法可以在宏观上查明深埋隧道地层岩性分界、地质构造及其赋水性,为钻孔布置及隧道设计、施工提供地球物理依据,在高原地区深埋隧道勘查中能达到较为理想的效果。     

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。     

滑脱拆离断层带中的构造成矿作用——以熊耳山北坡滑脱拆离断层带为例

以熊耳山北坡为例,探讨了滑脱拆离断层构造成矿作用的基本特点、普遍规律和滑脱拆离断层构造成矿作用的机制,包括成矿模式,流体作用模式及成矿过程中的构造环境和时空关系,并建立了滑脱拆离断层的构造成矿模式.     

断层横向构造在逆冲型地震破裂中的作用——以汶川地震小鱼洞断层为例

大地震破裂大多由横向构造(如阶区、弯曲和分叉)所分割的多个段落组成.2008年5·12汶川地震破裂沿北东走向上穿过了多个横向构造部位,特别在震中北东45 km的位置,小鱼洞断层、北川断层和彭灌断层三者之间呈现复杂的断裂切割相交关系.复杂断层几何结构对破裂的扩展是有抑制还是促进的作用？在相交的断裂段之间是否存在最优的破裂顺序？本文以库仑应力分析为手段,探讨在汶川同震破裂初始30 s内,破裂在多分支断裂中选择扩展路径时的可能应力相互作用.库仑应力分析显示:如果北川断层先发生破裂,其滑动对小鱼洞断层和彭灌断层均产生强烈负应力的抑制作用,而彭灌断层的滑动却反而对小鱼洞断层和北川断层浅部有强烈正应力的促进作用.因此,从准静态应力分析角度,彭灌断层先于北川断层发生破裂的可能性较大,这一破裂顺序与小鱼洞断层参与同震破裂过程的事实相符.此外,小鱼洞断层在链接北川和彭灌断层的同震位移中可能起到桥梁作用,但非静态应力的影响.横向构造在逆冲型地震破裂扩展过程中起到的牵引作用使得逆冲型地震破裂能够比走滑型地震跨越更宽的阶区.横向构造是逆冲断裂带内广泛发育的构成单元,因此在地震危险性分析的最大潜在震级测算中应该考虑其作用.     

钻孔岩芯基础数据库方案设计及应用——以常熟台为例

针对钻孔岩芯基础数据库构建中钻孔的岩芯试验、数据处理和数据汇集等关键问题,提出钻孔岩芯基础数据库的设计方案。该方案以江苏常熟台钻孔建设施工为例,基于新颁布的《地震台站建设规范地形变台站第2部分:钻孔地倾斜和地应变台站》为施工标准,完成包括钻孔施工流程、岩芯实验步骤和岩芯数据处理分析软件的开发等钻孔岩芯基础数据库的前期关键工作。钻孔岩芯基础数据库的设计方案为钻孔岩芯的收集和试验提供详细的研究思路、方法和实例,填补全国钻孔规范化建设中新增技术指标的空白,为全国钻孔岩芯基础数据库的建设提供参考。     

利用遥感技术研究断层现今活动的探索——以玛尼地震前后断层相互作用为例

中国地震局地质研究所; 中国地震局构造物理开放实验室     

基于高波数曲率属性的隐性走滑断层识别——以辽东湾坳陷旅大构造区为例

辽东湾坳陷辽中南洼整体为受多条走滑断层控制的复杂洼陷构造格局,多年勘探研究使得较多受显性走滑断层控制的圈闭逐一被发现,隐性走滑的概念开始被提出和证实.通过分析三维地震资料,结合地质构造背景,认为旅大构造区发育隐性走滑断层,其对辽中南洼隐蔽油气藏的发现意义重大,但通过常规物探方法较难识别.本文详细分析了隐性走滑断层的特点,总结其具有地层产状突变性、次级断层发育分带性的特征,并创新采用三维体曲率属性进行识别.通过引入波数成分的选择,将体曲率属性所识别的目标尺度进行划分,得出高波数曲率属性对断层级别的构造具有较好的识别效果.实际应用表明,高波数曲率属性能够对旅大构造区所发育的隐性走滑断层进行较好的识别,此外本文采用倾角控制中值滤波对原始地震数据进行预处理,有效的改善了属性提取效果.该研究有力的指导了目标区解释模式的创新并有效增加了圈闭面积,最终对辽东湾坳陷的目标研究具有十分关键的意义.