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。     

地下氡气测量推断隐伏断层走向

利用地下氡气、浅层地震和高密度电法三种方法在探测隐伏断层方面开展了对比研究,并结合地质工作现场验证,表明地下氡气测量异常值可判定隐伏断层初步位置;利用地下氡测量方法对另两条断层进行了地质走向判定,克服了其他物探方法费时、成本高等难题。在实际工作中地下氡测量将为其他物探方法、工程实施等提供借鉴参考。     

物探方法组合在公路路基隐伏断层勘察中的应用

地震折射法和高密度电法是工程勘察中常用的两种物探方法,然而每种物探方法都存在着数据的多解性问题。为加强物探异常的判定,提高地球物理解释的可靠性和准确性,可以将不同的地球物理方法进行组合应用。以灌阳至天峨高速公路某段岩溶路基工程中的隐伏断层探查为例,介绍了浅层地震折射波法和高密度电阻率法的综合应用。实际资料结果表明,两种方法组合精确判定了隐伏断层的位置,圈定高密度电法剖面图前段低阻异常为断层的反应,更好地定义和解释目标异常体。     

综合物探方法在福州长乐地区地壳稳定性评价中的应用

在地壳稳定性评价中运用地球物理勘探方法探测隐伏断裂构造行之有效。单一物探方法的使用存在较多局限,综合物探方法的运用体现了其优越性和可靠性。福州市长乐地区通过开展高精度磁法、高密度电法、可控源音频大地电磁测深(CSAMT)法、浅层地震反射法等综合物探方法测量,查明了区内2条北北东向隐伏断裂构造位置及空间分布特征,体现了综合物探方法在断裂构造探测领域的有效性。     

直流高密度电法在浅海工程勘察中的应用

用于海域工程勘察的物探方法相对较少,地震反射波法是水域工程物探的首选方法,但当遇到海底沉积层中含浅层气时,声波信号受屏蔽导致地震探测失效;因此尝试采用直流高密度电法探测浅海工程海底沉积层厚度和基岩面起伏情况。结合电阻率测井资料建立模型并进行正反演计算分析,并通过广东汕头市苏埃通道工程实例证实直流高密度电法可以获得较为理想的探测效果。在局部地震反射波法有效的区段进行两种物探方法的综合解释,可以提高解释的可靠性及解释的精度。     

路基下伏地质缺陷弹性波数值模拟

针对我国西部黄土地区特殊的地形地貌、近地表条件和地下浅层目标体,开展了路基下伏地质缺陷地震探测技术的应用研究。为检验不同地震方法的探测能力,设计了一个综合地质地球物理模型,包含凹陷、断层、地裂缝、地下低速体、软弱夹层及滑坡等典型地质缺陷,利用有限差分波场模拟,计算出多分量反射地震记录和面波地震记录,分别进行了反射波成像和高阶面波反演横波速度成像。数值模拟结果表明,反射波成像和高阶面波反演横波速度成像技术对真实模型中的凹陷、断层、浅层低速体、软弱夹层及滑坡等主要地质缺陷均能清晰成像,验证了地震方法探测路基下伏地质缺陷的可行性。数值计算结果表明,不同的地球物理探测方法对地质缺陷的探测效果和适用范围不同。     

工程场地隐伏断裂的探测与地震活动性评价

工程场地隐伏断裂等地质构造的探测主要采用浅层地震勘探、电联合剖面法、电阻率测深、高密度电阻率法、地质雷达和瞬变电磁等物探方法,从介质的电性、弹性波速度及相对介电常数的变化上,获得地质构造的分布特征,通过研究物探资料上地质构造的分布关系,结合地质资料、遥感资料和同位素或热释光测年等方法,对断层的活动性做出科学的评价,对场地的合理利用,工程的安全布局都具有重要的作用。文中以长春某水泥生产线工程场地的物探勘查为例,讨论了物探方法在隐伏断裂的探测与地震活动性评价等应用问题。     

物探方法在强风化区填图中的应用探索

华南强风化区覆盖较厚,露头少,植被发育,通行困难,利用传统的地质填图方法很难有效查明风化覆盖层及其下伏地层、岩石、构造、矿产等地质特征。笔者利用浅层地震、高密度电法、EH4电磁成像等综合物探方法,对风化层厚度、基岩的岩性和产状、隐伏断裂等进行探测试验。通过对3种方法所得数据的分析和野外验证结果,了解了3种物探方法的有效性和适用性,初步总结了在强风化区填图运用多种物探手段填图的方法。     

CSAMT和浅层地震在松辽盆地西南部铀矿勘查中的应用

浅层地震反射波法和可控源音频大地电磁测量在铀矿勘查中各有优缺点。为了提高矿勘查提的效率,本文介绍了以可控源音频大地测量(CSAMT)为主、浅层地震反射波法为辅的综合物探方法在松辽盆地西南部铀矿勘查中的应用实例。通过CSAMT和浅层地震联合测量解释两条控盆断裂,查明四方台组和明水组顶底界面埋深约200～400m,呈椭圆形北东向分布,由盆地边部向凹陷中心地层由薄变厚;工作区基底埋深约700～1000m,呈宽缓波浪状展布;并对两种方法进行了对比分析:当勘探深度大于700m时,浅层地震反射波法对地层划分、查明基底埋深和基底断裂效果更好。经钻孔验证表明,合理利用CSAMT与浅层地震联合方法在松辽盆地西南部铀矿找矿工作中具有可靠、经济的优势,具有较强的应用价值。     

综合物探方法探测城市地下巷道的可行性

随着经济、城镇化建设的快速发展,查明拟建地下巷道位置、埋深、规模和走向,对于地基处理和基础设计显得十分重要。笔者针对城市特殊的场地条件和干扰环境,开展了综合物探方法探测城市地下巷道的可行性研究,提出了以瞬变电磁法为主,浅层地震反射波法佐证为辅的新型综合物探组合模式,并深入研究了其可行性和互补作用。实践表明,上述综合物探方法组合既可适应于城市地下巷道的探测精度,又具有压制来自城市干扰的优势,是行之有效地方法。     

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。     

广东省潼湖生态智慧区浅层地球物理探测与地层物性分析

地质灾害、活动断裂、特殊岩土体和古河道等是影响城市浅层地下空间开发安全的主要地质问题,对于这些地质问题的探测主要采用地球物理无损检测方法。潼湖生态智慧区是国家生态文明建设示范区和惠州智慧城市地下空间开发中的重要区域,浅层地球物理探测与地层物性分析为潼湖生态智慧区城市发展及地下空间开发利用提供详细的地质、岩土和地球物理数据,是构建该地区地下空间模型的必备要素。虽然目前已经开展了针对本区域的基础地质探测研究工作,然而服务于精细地质结构与地层划分的综合地球物理研究还处于空白。针对浅层地下空间探测精细程度低和传统探测方法分辨率有限的问题,本文综合利用浅层反射波地震方法、混合源面波S波速度成像方法、三分量谐振波阻抗比值方法以及综合测井方法对该地区浅层地下空间(200m)进行了高精度地层划分和断层展布精细解释。在浅层地震反射波方法划分厚层和大尺度断层的基础上,利用主动源和被动源微脉动阵列法获得更加精细的浅层地层和构造特征,采用三分量地震频率谐振方法识别浅层土壤层分层,弥补了单一方法在不同深度范围上的探测信号低精度缺点,探讨了潼湖地区地层与地球物理的响应特征,构建了详实的地层物性和地球物理参数关系,为后续的建模提供基础数据。     

嘉鱼断裂西向延伸与第四系活动特征

嘉鱼断裂为已证实的隐伏断层。该断裂从洪湖老湾西南横切长江,沿近东西—北东东向延展,经嘉鱼县城东北马鞍山北缘向东延伸于斧头湖,长约40 km,该断裂东端已有明显出露,而断裂尾部并没有明显出露。由于区内小尺度物探资料的缺乏,使得该断裂的走向和活动性都缺少相关证据。本文利用浅层地震反射结合折射层析成像方法,采用2 m道间距接收人工地震波,利用多次覆盖技术和密集炮集折射记录,分别对数据进行反射处理和层析成像,获取了浅层地震反射剖面和高分辨率折射层析成像剖面,并参考相关区域地震安全性评价钻孔资料进行解译。综合研究结果表明：浅层地震反射和高分辨率折射联合应用可互补,尤其在外界干扰较为严重的区域,利用高分辨率折射层析成像可减少浅层地震反射对断层的误判。此外,研究结果证实了嘉鱼断裂的具体位置,其性质为北盘下降、南盘上升的正断层,且该断层错断了第四系沉积层。     

城市活动断裂探测的方法和技术

发生在城市范围内的直下型大地震可能产生巨大的灾害 ,包括高的振动破坏和强的断裂地表错动。因此 ,城市范围内的直下型活动断裂和隐伏活动断裂探测及地震危险性和危害性评价是十分重要的。立足于城市环境复杂、污染重、干扰强的特点 ,文中介绍了城市活动断裂探测的主要方法 ,包括地质地貌、地球化学和地球物理方面的多种探测方法。在地质地貌方法中 ,最新断裂活动面的断错地质地貌制图及针对断裂新活动和古地震研究的钻探和槽探具有特别重要的意义 ,年轻地质体和地貌面年龄测定是一项关键技术 ;地球化学探查 ,尤其是多种气体测项在隐伏断裂初步定位中起到先锋作用 ;在各种地球物理探测中 ,浅层地震勘探起着关键作用 ,而在探查活动断裂深部背景和孕震可能性时 ,各种深地震探测方法是十分重要的。在城市活动断裂探测这一新的工作中 ,必须更多地强调和更好地做到地质地貌、地球化学和地球物理探测的结合 ,做到多种探测手段和勘探方法的综合运用 ,这样才能做好断裂定位、断裂活动性判定及分析断裂孕震条件工作。     

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。     

浅层纵横波联合勘探在活动断层探测中的应用

针对活动断层探测中需要深浅兼顾的技术难点,通过浅层地震纵/横波反射联合勘探的应用,取得良好的勘探效果。该方法确定的断层经钻探验证是可靠的。文中阐述了其野外数据采集、室内数据处理和叠加剖面解释的关键技术和参数选取等技术细节。工程实践证实,本文所述的地球物理勘探组合方法在活断层探测中是有效、可靠的,可有效查明活动断层在隐伏区的平面位置及空间展布情况,为城镇防震减灾工作提供科学的地球物理依据。     

基于浅层地震勘探技术的近海海底断裂探测研究

根据某近海工程选址海域地球物理勘查工作成果,通过水域多道地震勘探和单道地震勘探方法的相互补充与印证,论述了浅层地震勘探技术在海底断裂探测中的应用及其有效性。基于2种地震勘探成果的地震时间剖面中有效反射相位特点,结合地质资料分析,推断了目标海域海底断裂的上断点深度、断裂两侧基岩面落差、断裂倾向等特征,并根据相邻测线断点的对应和相似性确定断裂带走向、性质和规模,并对断裂的最新活动时间进行了初步分析。     

伊通河断裂及其稳定性评价

伊通河断裂的分布规律和危险性评价对长春市的发展和规划具有重要意义。在区域地质调查、区域地球物理数据处理基础上,利用地面电法、探地雷达和浅层地震探测,确定伊通河断裂呈近南北向分布,总体向西倾,倾角较大。根据探地雷达探测结果推断伊通河断裂切断白垩系地层,是一条早第四纪活动断层。分析伊通河断裂是强扭性断裂,处于伊通河断裂冲蚀谷地中。第四纪以来,特别是晚更新世以来,断裂活动趋于稳定,反生中强地震的概率很小。     

基于物探-化探技术快速精确定位评价城市及周边隐伏断层——以广西桂林市临桂区为例

【研究目的】城市及其周边地区隐伏断层构造的探测对城市建设和经济发展具有重要影响而引起人们重点关注，根据城市的地质背景及人文条件要求，采用适宜的方法是对隐伏断层能否快速精确定位的关键，同时探测方法须具有经济快速、绿色环保及强抗干扰能力等特点。【研究方法】以广西桂林市临桂区为例，为快速精确定位被第四系覆盖的隐伏断层F1，依据该区的地质背景和地表景观特点，采用了可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）、土壤汞气测量、氡气测量等物化探综合方法。【研究结果】经试验发现低电阻率异常与土壤汞气、氡气高值异常高度吻合，推测多方法异常重合的部位为隐伏断层的位置，而经钻探查证，揭露到了隐伏断层构造及丰富的地下水，为该区寻找与开发深部地下热水提供了依据。【结论】显然CSAMT、土壤汞气测量和氡气测量是实现桂林市及周边地区隐伏断层快速精确定位的技术组合，也为其他地区隐伏断层的探测工作提供了参考。创新点：采用地球物理、地球化学多方法在城市及周边开展隐伏断层快速探测，互相验证、最大限度减少人文干扰的影响；土壤汞气和氡气测量具有经济、快速的特点，对深部隐伏断裂构造反映明显。