城市活断层探测的高分辨率浅层地震数据采集技术

在简要介绍城市浅层地震勘探干扰波特点的基础上 ,结合福州市活断层探测的浅层地震试验探测资料 ,阐述了抗干扰高分辨率浅层地震勘探的技术装备、地震数据采集的技术方法以及在强干扰背景条件下围绕抗干扰和提高地震资料信噪比与分辨率而采取的技术措施。试验结果表明 :采用可控震源和与其相匹配的地震仪器以及小道间距、小偏移距、多通道和高频检波器接收的工作方法 ,是实现抗干扰高分辨率浅层地震数据采集的有效途径     

城市活断层的抗干扰高分辨率浅层地震勘探研究

首先，简要介绍了城市活断层探测的意义及世界各国开展城市活断层探测的基本情况。在简述抗干扰高分辨率浅层地震勘探基本原理的基础上，重点论述了城市活断层的抗干扰高分辨率浅层地震勘探的震源激发、数字地震仪性能、接收方式与接收条件、观测系统以及数据处理与资料解释等。研究表明，对于城市活断层的抗干扰高分辨率浅层地震勘探，在数据采集环节应采用具有线性或非线性变频扫描功能的可控震源和与其相匹配的地震仪器，以及小道间距、小偏移距、多接收道、短排列和高频检波器接收的工作方法；在数据处理与解释环节，要重视折射静校正技术、噪声压制技术、高精度速度分析技术、子波压缩技术、子波零相位化技术和叠前偏移技术等的应用。最后，给出了城市活断层的抗干扰高分辨率浅层地震勘探实例。     

城市活断层高分辩率地震勘探震源对比试验研究

国内外大量地震震例研究表明，巨大的城市地震灾害主要是由隐伏于城市之下的活动断裂上发生的地震造成的，因此，探测城市活断层是十分必要和紧迫的。高分辩率地震勘探是目前探测城市活断层较为有效的地球物理方法，它包括激发技术、接收技术、观测系统、地震数据处理与解释技术等。而震源是地震勘探的首要问题，城市特定的人文环境和城市活断层的特点对高分辩率地震勘探的震源提出了特殊的要求，较小的断距决定了要有较宽的震源谱，城市较严重的干扰决定了震源勘探的震源提出了特殊的要求，较小数点的断距决定了要有较宽的震源谱，城市较严重的干扰决定了震源要有较强的抗干扰能力。通过在福州市跨八一水库断裂进行的可控震源、真空加速落锤、锤击震源、枪震源以及炸药震源的试验研究，利用频谱分析技术，得到了各种震源谱的特征，并给出了可控震源、真空加速落锤和锤击震源叠加时间剖面对比，探讨了各种震源在城市活断层探测中的有效性。     

城市活断层高分辨率地震勘探震源对比试验研究

国内外大量地震震例研究表明 ,巨大的城市地震灾害主要是由隐伏于城市之下的活动断裂上发生的地震造成的 ,因此 ,探测城市活断层是十分必要和紧迫的。高分辨率地震勘探是目前探测城市活断层较为有效的地球物理方法 ,它包括激发技术、接收技术、观测系统、地震数据处理与解释技术等。而震源是地震勘探的首要问题 ,城市特定的人文环境和城市活断层的特点对高分辨率地震勘探的震源提出了特殊的要求 ,较小的断距决定了要有较宽的震源谱 ,城市较严重的干扰决定了震源要有较强的抗干扰能力。通过在福州市跨八一水库断裂进行的可控震源、真空加速落锤、锤击震源、枪震源以及炸药震源的试验研究 ,利用频谱分析技术 ,得到了各种震源谱的特性 ,并给出了可控震源、真空加速落锤和锤击震源叠加时间剖面对比 ,探讨了各种震源在城市活断层探测中的有效性     

福州市活断层探测与地震危险性评价

大量震例研究表明，活动断层产生的直下型地震对城市的破坏非常严重，应用先进有效的地质与地球物理探测技术，准确地探明城市之下及附近活动断层分布，确定直下型地震的震源和危害性是我国城市减灾工作面临的一个非常急迫的实际问题。《福州市活断层探测与地震危险性评价》项目作为中国地震局全国城市活动断层探测的试点与示范项目于2001年初开始实施，2004年8月通过中国地震局的验收。项目围绕解决城市范围内的断裂定位、定年、定性、深部背景、地震危险性和危害性及防震减灾对策等一系列科学问题，通过“初查与目标区主要活断层鉴定”、“深部地震构造环境探测”、“地震活断层鉴定与危险性评价”、“地震活断层的详细探测”、“地震活断层危害性评价”和“活断层地理信息系统建设”等阶段的探测和评价工作，同时在福州市城、郊区全面开展壤中气汞、土壤汞、气氡、地质雷达、多道直流电法、瞬变电磁法、浅层地震折射法、浅层地震反射法、勘探震源效果对比、用于建立福州盆地埋藏第四系(标准)剖面的钻探等多种手段的试验探测，总结各种试验探测的技术指标和实践经验，在活断层的综合试验探测、定位定年、地震危险性和危害性评价等方面取得了下列成果与结论：(1)福州市活断层综合试验探测成果表明，在充分收集、整理与分析相关地质、地球物理、钻孔等资料的基础上，以地球化学探测为先导“侦察机”，确定了活断层的可能位置；以浅层地震勘探为主要探测方法，辅以电磁勘探作为补充，并利用钻探建立的第四系(标准)剖面或地层层序及测井获得的各种地球物理参数进行必要的校正和验证，结合裸露地表断层或埋深较浅断层的槽探及古地震调查或隐伏断层两侧钻孔岩芯岩性、层序、绝对年龄或孢粉等相对年龄的测定与对比等，是进行城市活断层探测(定位)与地震危险性、危害性评价(定年、定性)的最佳组合方法。(2)福州盆地位于具有发生中等强度地震的区域地震构造环境中，“台湾动力触角”对其影响相对较弱。(3)福州盆地主要断裂的活动性较弱，经鉴定的6条目标断裂都不是全新世断裂。其中，八一水库-尚干断裂和闽侯-南屿断裂至少为晚更新世中期以来的不活动断裂，其它为晚更新世以来不活动断裂。(4)福州盆地深部不存在发生直下型强烈破坏性地震的构造环境，其邻近的长乐-诏安断裂带是未来可能会发生对福州市有影响的地震震源区。(5)福州盆地主要断裂存在发生中等-中强地震的危险性，但发震概率较小。(6)福州盆地地震危害性较弱，地面发生地震地表破裂带的可能性不大。(7)开发建立了全国第一个活断层地理信息系统，具备信息查询显示、数据管理、数据的分析处理和咨询服务等功能。     

超浅层地震勘探在青岛王哥庄断裂探测中的应用

目前国内外对目标层埋深仅有几十米（甚至十几米）的超浅层地震勘探经验不多,理论研究也不够深入。本文从城市活断层探测的角度出发,利用地质学、地球物理学及数学等学科中的相关理论和方法,探讨超浅层地震勘探在青岛复杂地质构造背景下取得有效探测结果的前提条件,并对青岛市主要活断层的典型剖面进行重点研究,力求在城市活断层超浅层地震勘探数据采集技术、数据处理等方面有所进展,为青岛及类似地质构造背景的地区开展活动断层超浅层地震探测提供参考。研究表明超浅层地震反射波法可以获取深度仅有十几米的地层反射信号,且大部分反射剖面都可较清楚地揭示出超浅部断层位置和断层特征。     

兰州盆地活断层的高分辨率浅层地震勘探技术

针对城市活断层浅层地震探测的一些技术问题,在兰州盆地的金城关断层和刘家堡断层沿线开展活断层浅层(50 m以内)地震勘探技术研究.主要采用纵波和横波多次覆盖共CMP点地震反射方法,获得了目标场地地震图像资料,尤其横波地震剖面更加清晰地反映出超浅层构造空间特征.以红艺村测线(HYC)和师范学校西测线(SFXX)为例,分析总结了数据采集、资料处理、剖面解释三方面浅层活断层地震探测的技术要点.结果可以为兰州市及类似复杂构造地区活断层地震调查提供技术参考.     

松散浅层结构的地震噪声探测综述

地表松散的浅层结构是造成地震场地作用、加剧强震破坏的主要因素。通过探测了解浅层结构是评估场地作用、进行场地分类、预防和减轻地震灾害的重要环节。地震噪声随时随地存在,其能量分布在很宽的频带范围内,故近几年地震噪声探测被广泛应用于深层和浅层结构研究。在地表浅层结构研究中,相对于主动源探测,利用地震噪声可以比较廉价地实现较深范围的探测,并适用于更多的场地。本文将概述地震噪声浅层探测的数据采集方式和几种常用的数据处理方法,及其最近几年的发展趋势。     

城市地震活断层探测的地球物理方法

通过国内外有关城市地震活断层探测的实例，对城市地震活断层探测的主要地球物理方法进行了介绍。由于城市地区特殊的干扰环境，城市地震活断层探测需要对传统的技术方法进行必要的改进和调整。以提高探测方法的抗干扰能力，城市地球地震活断层探测应充分利用高分辨浅层地震勘探和人工地震测深精度高的优势，根据不同城市的地球物理特征，配合电法勘探、磁法勘探、重力勘探和天然地震观测等其他地球物理方法，通过对资料的综合分析和解释，提高探测结果的分辨率和可靠性。     

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。     

地震正演模拟在高分辨率隐伏断层地震勘探中的应用

应用波动方程有限差分方法人工合成地震记录进行城市隐伏断层的地震勘探.采用适当的差分算法、震源子波以及有效地边界条件和频散消除方法来提高正演模拟的精度和分辨率.结果表明地震数值模拟可以用来分析地层厚度、断层倾角、断层深度以及断裂带宽度等参数对地震记录的影响;通过实际试验数据和正演模拟的合成单炮地震记录的对比,可以快速判断断层的大致位置和断裂带的大致范围以及目标地层的大致深度.该方法能有效辅助实际野外工作中的数据采集参数的估计,提高勘探效率和精度.     

技术应用综合物探方法在张家口某工程场地地震安全性评价中的应用研究

结合地质和遥感图像解译资料,以物探方法查找活断层是行之有效的方法。针对单一的物探方法在反演解释中具有多解性的弊端,本文提出以高密度电阻率法为主,浅层地震反射波法为辅的综合物探勘察组合模式。经实际钻探证明,这种综合物探模式对隐伏活断层的勘察是完全可行的,并具有较强的实用推广性。     

The Best Combination Methods and Applied Research of Seismic Prospecting for Active Faults in Urban Areas

This paper introduces briefly the basic principles of various seismic prospecting techniques and working methods according to nationwide practices of seismic prospecting of active faults beneath big cities in recent years.Furthermore,it analyzes the application range of different seismic prospecting methods,main achievements and solved problems,and discusses the best combination of seismic exploration methods for detecting crustal structures and locating the faults used in the present stage,that is,to trace faults which are at depths of hundred of meters underground using shallow seismic investigation,to detect the faults which are above basement(at a depth of kilometers) using high resolution refraction sounding,and the deep crustal faults using combined seismic prospecting methods of reflection seismic sounding and wide-angle reflection/refraction sounding,and furthermore,to use the 3-D deep seismic sounding method to obtain 3-D velocity structures beneath urban areas.Thus,we can get information about fault attitude and distribution at different depths and a complete image of faults from their shallow part to deep part using the combined seismic exploration method.Some application examples are presented in the article.     

深圳市断裂新活动与地震研究进展

回顾了深圳地区断裂最新活动性和地震的研究历史,总结了前人所作的主要工作与认识,以此为基础进一步介绍了深圳市活断层探测与地震危险性评价项目的最新工程探测成果与研究进展。项目选择了横岗-罗湖断裂、莲塘断裂、温塘-观澜断裂为研究对象,采用了卫星遥感解译、微震精确定位、野外地震地质调查、钻孔和探槽探测、浅层地震勘探、深部结构大地电磁阵列探测、地下电磁波勘探等工程技术方法,对断裂的近地表及中深部结构特征、新活动性和地震危险性进行了探测与评价,获得了一系列新的认识。最后,结合深圳市断裂构造运动和地震研究现状与存在的问题,提出了今后开展工作的若干建议。     

A Study on the Tectonic Characteristics of Shallow Faults in the East of Zhengzhou City

Study on fault activity is a fundamental part of earthquake prediction and earthquake relief in big cities.In the active fault exploration in Zhengzhou,the spatial distribution,geological features and activity of the Huayuankou fault,the Shangjie fault and the Xushui fault were determined using the seismic prospecting method.New understanding about the characteristics of the faults was gained.This provides reliable basic data for future earthquake forecast and earthquake relief work in Zhengzhou.In addition,we proposed some ways to identify fault activity through analyzing the characteristics of the activity of a fault and raised an effective method for exploring active faults in big cities and exploring concealed faults in regions covered with thick overburdens.     

浅层地震勘探在沿海地区隐伏断层探测中的应用

中国沿海地区的第四系厚度变化较大,在大部分地区存在淤泥、黏土和砂层的多重互层情况,这种地层结构对地震波的传播十分不利,容易造成对高频信号能量的强烈耗散。沿海地区又具有人口密度大、工业干扰强烈的特点,地震波的激发、接收条件较差。文中给出了在粤东、天津和唐山覆盖层厚度变化较大的地区,利用浅层地震勘探开展隐伏断层探测的应用实例。较系统地介绍了野外工作、资料处理和解释方法。阐述了在强干扰环境下提高信噪比和分辨率的有效技术途径。所给实例中的反射波组能量强,隐伏断层的反应明显,经跨断点钻探验证,结果证实地震勘探确定的界面深度、断点位置和基岩错距等参数都是可靠的。所述技术方法对类似地区的城市活断层探测和工程物探工作都有较重要的参考价值     

邢台地震区浅部构造特征及其与深部构造的耦合关系

根据邢台7-2 级和6-8 级地震震中区的浅层和超浅层地震勘探结果,查明了震中区浅部铲形断裂的性质及活动年代,认为新河断裂(F1) 自晚更新世以来已不再活动,它不是发震断裂。另外,结合该区深地震反射剖面和深地震测深剖面结果,讨论了震中区的深浅部构造形态及它们的相互关系,从而确定了发震断裂应为震源之下的高倾角超壳断裂①。邢台地震的发生是由于地幔岩浆的上侵作用产生附加应力场,并与区域构造应力场共同作用使该断裂重新活动,引发了邢台地震,并引起浅部断层及地表物质的运动     

STUDY ON THE LATEST ACTIVITY OF WUYUNSHAN-HEFEI FAULT IN HEFEI BASIN,THE WESTERN BRANCH OF THE TANLU FAULT ZONE

Tanlu fault zone is the largest strike-slip fault system in eastern China. Since it was discovered by aeromagnetics in 1960s, it has been widely concerned by scholars at home and abroad, and a lot of research has been done on its formation and evolution. At the same time, the Tanlu fault zone is also the main seismic structural zone in China, with an obvious characteristic of segmentation of seismicity. Major earthquakes are mostly concentrated in the Bohai section and Weifang-Jiashan section. For example, the largest earthquake occurring in the Bohai section is M7.4 earthquake, and the largest earthquake occurring in the Weifang-Jiashan section is M8.5 earthquake. Therefore, the research on the active structure of the Tanlu fault zone is mainly concentrated in these two sections. With the deepening of research, some scholars carried out a lot of research on the middle section of Tanlu fault zone, which is distributed in Shandong and northern Jiangsu Province, including five nearly parallel fault systems, i.e. Changyi-Dadian Fault(F₁), Baifenzi-Fulaishan Fault(F₂), Yishui-Tangtou Fault(F₃), Tangwu-Gegou Fault(F₄) and Anqiu-Juxian Fault(F₅). They find that the faults F₃ and F₅ are still active since the late Quaternary. In recent years, we have got a further understanding of the geometric distribution, active age and active nature of Fault F₅, and found that it is still active in Holocene. At the same time, the latest research on the extension of F₅ into Anhui suggests that there is a late Pleistocene-Holocene fault existing near the Huaihe River in Anhui Province. The Tanlu fault zone extends into Anhui Province and the extension section is completely buried, especially in the Hefei Basin south of Dingyuan. At present, there is little research on the activity of this fault segment, and it is very difficult to study its geometric structure and active nature, and even whether the fault exists has not been clear. Precisely determining the distribution, active properties and the latest active time of the hidden faults under urban areas is of great significance not only for studying the rupture behavior and segmentation characteristics of the southern section of the Tanlu fault zone, but also for providing important basis for urban seismic fortification. By using the method of shallow seismic prospecting and the combined drilling geological section, this paper carries out a detailed exploration and research on the Wuyunshan-Hefei Fault, the west branch fault of Tanlu fault zone buried in Hefei Basin. Four shallow seismic prospecting lines and two rows of joint borehole profiles are laid across the fault in Hefei urban area from north to south. Using ¹⁴C, OSL and ESR dating methods, ages of 34 samples of borehole stratigraphic profiles are obtained. The results show that the youngest stratum dislocated by the Wuyunshan-Hefei Fault is the Mesopleistocene blue-gray clay layer, and its activity is characterized by reverse faulting, with a maximum vertical offset of 2.4m. The latest active age is late Mesopleistocene, and the depth of the shallowest upper breaking point is 17m. This study confirms that the west branch of Tanlu fault zone cuts through Hefei Basin and is still active since Quaternary. Its latest activity age in Hefei Basin is late of Middle Pleistocene, and the latest activity is characterized by thrusting. The research results enrich the understanding of the overall activity of Tanlu fault zone in the buried section of Hefei Basin and provide reliable basic data for earthquake monitoring, prediction and earthquake damage prevention in Anhui Province.     

玛纳斯地震区地壳浅部构造特征探测研究

采用高精度的浅层地震勘控方法和先进的数据处理技术，查明了玛纳斯地震区玛纳斯背斜的浅部地壳结构特征，它主要由一个逆掩推覆构造和两个局部背斜组成，存在一条盲断层和两知地表出露断层，结合附近地质资料和钻井资料，确定了每条断层的活动年代，为进一步研究该区的深浅部构造之间的关系和玛纳斯地震的发震机制提供了可靠的浅层资料