浅层地震与高密度电法在断裂带探测中的应用--以川西理塘毛垭坝盆地西缘断裂为例

毛垭坝盆地西缘断裂,作为川西理塘断裂带的分支,是控制大毛垭坝盆地的西边界断裂,关于其几何展布和深部结构还未见报道。本文采用高密度电法和浅层地震勘探技术在毛垭坝盆地西缘断裂的南北两段分别进行了地球物理探测,分析了毛垭坝盆地西缘断裂在高密度电法和浅层地震勘探剖面上的响应特征,毛垭坝盆地西缘断裂在浅层地震反射剖面上表现为标志层横向错断,存在断层绕射波等现象,层析反演速度剖面反映断层两侧速度横向上呈现出明显变化,推测出上断点埋深位于15 m以浅,通过高密度电法反演的视电阻率剖面上的低阻条带特征,并结合野外调查和区域地质资料初步确定了断层产状、几何结构及平面展布。探讨了文中两种物探方法在活动断层探测方面的优缺点和应用前提,结合国内外类似实例,提出多种方法组合可以更为有效地探测断层结构。

汾东断裂甘亭段浅部构造特征

利用浅层人工地震勘探技术对临汾盆地汾东断裂进行探测,获得2条高分辨率地震勘探剖面,分析汾东断裂甘亭段浅部地层和断裂基本特征。结果表明,甘亭段浅部地层均呈现西倾形态,整体西厚东薄;汾东断裂甘亭段走向北东,倾向北西,视倾角67°~72°,断层落差26~182m,可辨别的最浅上断点埋深85m,为第四纪活动断裂。对比研究汾东断裂北部甘亭段、南部临汾段剖面特征,认为甘亭段新生代活动强度高于临汾段,汾东断裂活动强度由北向南逐渐降低。

临汾盆地地壳精细结构和构造——地震反射剖面结果

采用深、浅地震反射相结合的探测方法，对临汾盆地的地壳结构和隐伏活动断裂进行了研究．结果表明，研究区地壳具有清晰的上、中、下地壳结构特征，其地壳厚度约为38～42km．临汾盆地为典型的半地堑沉积盆地，盆地沉积层最深处约为5～6km．莫霍面在临汾盆地下方出现约3km的上隆，其展布形态与盆地基底呈“镜像”对应关系，显示出临汾盆地为拉张作用下的纯剪切盆地模式．深地震反射剖面揭示的一系列铲状或面状正断层在剖面上表现为“负花状”构造特征，其中，罗云山山前断裂和浮山断裂为临汾盆地的东、西边界控制断裂，具有规模大、切割深度深和多期活动的特点，对临汾盆地的形成、地层沉积和褶皱以及地震活动都有重要的控制作用．研究结果为深入理解该区的深部动力学过程、分析研究深浅构造关系、评价断裂的活动性提供了依据．

口泉断裂口泉村段断裂特征研究

口泉断裂是大同盆地西缘的主控边界断裂,本文采用野外地质调查、布设地震钻孔、浅层人工地震勘探、电阻率CT法勘探和探槽开挖的手段,对该断裂在口泉村段的断裂特征进行了分析。

大庆长垣西缘断裂浅部构造特征

大庆石油物探资料结果表明,大庆长垣西缘断裂的上盘,即东侧的北西向断裂可能存在第四纪活动断裂。为了确定大庆长垣西缘断裂的空间展布以及该区的地壳浅部地质构造特征,本项研究布设了2条跨大庆长垣西缘断裂的浅层地震探测剖面。结果表明,大庆长垣西缘断裂表现为走向北东、倾向南东的逆断层,为一条中生代晚期活动断裂。断裂的上盘,即东侧发育有一系列次级断裂,断裂的断层性质以及断层倾向多样化,两条测线东部均发育错断第四纪地层的断层,使得该区浅部地层形成地堑与地垒构造。本项研究不仅可进一步提高对大庆长垣地区浅部构造特征的认识,而且为大庆市地震危险性评价提供依据。

跨蔚广盆地南缘断裂流动形变监测场地选址——以大探口场地为例

根据蔚广盆地南缘断裂活动特征,依据跨断层流动形变测量相关规范和标准,结合场地环境条件,在断裂的全新世活动段大探口选址跨断层流动形变测量场地。该场地满足相关规范要求,为开展跨断层流动形变测量奠定了基础。

临汾盆地地震小区划研究

采用人工浅层地震勘探方法对临汾盆地进行小区划研究,结果初步推断出12条断层,并把初判断层结果展布在平面图上,为临汾盆地的地震构造及浅层活断层发育情况的定性和定量评价提供基础数据。

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。

拉萨盆地隐伏断裂浅层反射地震探测及断层活动性分析

为探测拉萨山间盆地隐伏活动断裂,采用人工震源的浅层地震勘探方法,提出了该地区地质条件下隐伏断裂勘探时震源选择、观测系统设计以及参数确定、数据处理与资料解释、断层识别的基本方法,查明了娘热断裂、那林拉卡断裂、拉萨断裂、夺底断裂的走向、倾向、上断点埋深及其在地表的垂直投影位置等主要参数,探测表明拉萨市城近地区发育有娘热、那林拉卡、拉萨、夺底等4条北西-北西西向断裂;娘热断裂和夺底断裂近垂直或高角度北倾,为逆走滑或走滑断层;那林拉卡断裂和拉萨断裂近垂直或高角度南倾为主,也是逆走滑断层;娘热、那林拉卡、拉萨、夺底等4条断裂均为晚更新世活动断层,平均垂直滑动速率为0.27~0.40 mm/a。为拉萨盆地及周边地区活动断层研究提供了基础资料,填补了该地区浅层地震勘探资料的空白。

海口市全新世活动海秀断裂存在性判断

海秀断裂近东西向展布于海口市中心,准确厘定其几何位置和最新活动特征对科学评价海口市地震危险性、地震构造和地球动力学具有重要科学意义。本文采用野外地质调查、微地貌测量、浅层人工地震勘探和钻孔联合剖面探测相结合的方法,针对前人确定的海口市中心城区全新世活动海秀断裂,分别在5个典型地点进行详细研究。首先,通过野外地质调查和微地貌测量,得到其中3个地点的地貌陡坎最大垂直落差为11~15 m;其次,跨地貌陡坎和海秀断裂实施了5条浅层人工地震勘探,结果显示,海秀断裂在地震剖面上反映微弱,断错特征不明显,推测断裂总体活动性较低。为验证该断裂的准确位置和最新活动特征,分别在海港路和人民公园开展了钻孔联合剖面探测,通过详细对比分析钻孔揭示的地层序列和地层年代,未发现因断裂活动导致的构造变形迹象,认为海秀断裂上新世以来在探测深度范围内不存在,海口市现有地貌陡坎应为海蚀阶地坎,可排除断裂陡坎的可能。原断裂沿线区域地震危险性被错误高估,经济建设和发展规划可不考虑该断裂的避让问题。

多元信息在断裂空间展布调查中的应用——以马金-乌镇断裂为例

北东走向的马金-乌镇断裂是浙北地区一条重要的断裂,该断裂及周边地区曾有多次地震发生(M≤5),然而由于受第四系覆盖等客观条件所限,关于该断裂的空间展布方向和活动性仍存在着争论。本文以马金-乌镇断裂为例,采用图像增强和融合等处理方法进行遥感信息提取,同时结合野外调查、断裂活动年代样品的采集和测定、航磁数据以及浅层人工地震勘探等多元信息,对马金-乌镇断裂进行了详细的研究和年代鉴定。研究结果表明,遥感技术不仅有效地查明了断裂的空间展布,同时指导了浅层人工地震勘探的测线布置以及推断断裂的活动时代和运动性质,为城市规划和建设提供基础数据和参考依据。

苏北盆地NE向断裂对盐泰锡常宜铁路工程影响

通过对盐城、泰州地区浅层地震勘探工作,对盐城、泰州地区主要NE向断裂的第四纪活动性进行了研究,获得了以下认识:盐城-南洋岸断裂、南阳断裂展布于新构造强烈坳陷区,控制了新近系及第四系沉积;主断层倾向北,在浅部同时发育反向断层构成“Y”字型断层组合,为晚更新世活动断层,地震危险性较大,具有发生6.5级左右地震的构造背景;陈家堡-小海断裂和泰州断裂与本线路相交段最新活动时代为中更新世,在浅部各由2条北倾的正断层组成,分别组成高邮凹陷和溱潼凹陷南缘的铲式断阶带,对晚第四纪地层无明显影响。综合浅层地震勘探成果及新建盐泰锡常宜铁路周边地质资料分析,在工程线路范围内未发现活动断裂存在,可不考虑活动断裂地表错动对工程线路的影响。

琼北地区铺前−清澜断裂北段的全新世活动新证据

琼北地区铺前−清澜断裂是一条关系到1605年琼山7½级大地震发震构造判断的重要断裂。为准确厘定该断裂的最新活动特征,针对琼北地区第四纪玄武岩盖层和巨厚海相砂沉积等地质条件,采用大吨位震源的浅层人工地震勘探和小间距钻孔联合地质剖面探测相结合的方法,分别在海口江东三江镇岐山头村和东寨村展开探测。结果表明:(1)铺前−清澜断裂断错了多个标志地层,最浅断错至全新统烟墩组淤泥层,上断点埋深10 m左右,钻探所揭示的断层面明显具有走滑兼具逆冲性质,是一条具有一定宽度、多分支、多期次活动的大规模断裂带;(2)钻孔联合地质剖面所揭示的地层深度范围内,被断错地层的位移量随着深度增加而加大,铺前−清澜断裂自8346~7153 a cal BP以来有过活动,全新世累计垂直位移量4~5 m,垂直位移速率为0.53~0.63 mm/a,推断其为1605年琼山大地震的发震断裂。本研究取得的铺前−清澜断裂全新世活动的新证据,为国土空间规划和区域地震危险性评价提供了科学依据。

鄂尔多斯北缘断裂托克托段晚第四纪活动特征

鄂尔多斯北缘断裂作为河套断陷带和鄂尔多斯地块的边界断裂,研究其晚第四纪活动特征,对于科学评价黄河流域内蒙古河套段的地震危险性具有重要意义。本文利用野外地质调查、微地貌测量、浅层人工地震勘探及钻孔联合剖面探测相结合的方法,综合地层年代样品测试结果,确定了该断裂托克托段的准确位置和最新活动特征。研究结果表明,鄂尔多斯北缘断裂托克托段沿线构造地貌不发育,推测断裂的最新活动可能尚未达到地表,地表的地貌陡坎应为河流侵蚀成因。断裂在深、浅地震反射剖面上表现为“Y”字形的张性断裂系,主断裂倾向北,分支断裂倾向南,整体上陡下缓,具有多个地堑式分布的特点。跨断裂钻孔联合剖面上显示,单个分支断裂的同震垂直位移量为2~2.5 m,最新活动时代为43.5~70 ka。鄂尔多斯北缘断裂是一条晚更新世活动的深大断裂,具有一定的地震危险性。

基于浅层地震勘探与钻孔联合地质剖面探测的苏北盆地倪湖庄-七里墩断裂研究

浅层地震勘探与钻孔联合地质剖面探测是隐伏断层定位与活动性鉴定的基本手段,需在实际工作中不断总结完善。通过采用浅层地震勘探技术,查明了淮安市区附近隐伏断裂的基本格局,并结合钻孔联合地质剖面探测与第四纪年代学测定,确定了新发现的倪湖庄-七里墩断裂的最新活动时代及活动特征。倪湖庄-七里墩断裂为近南北走向、倾向西的高角度正断层,断层倾角72°~82°,探测断裂长度为43 km。浅层地震勘探揭示其断面具有近直立或呈S形的上下反倾特点,指示具有走滑性质。该断裂错断了北东走向淮阴-响水断裂与北西走向无锡-宿迁断裂,最新活动时代为中更新世中晚期。本次探测工作对技术方法进行了探索,并提出以下建议:针对新发现的隐伏断裂,宜采用从已知点向外逐次探测的方式,即完成上一条测线的设计、施工与解译工作后,根据探测结果布设下一条测线;基于地震时间剖面进行钻探设计时,既要考虑断层两盘反射波组延伸与变形特征,又要考虑物探解译上断点与实际上断点的埋深差异;在河流下游开展钻孔联合地质剖面探测与地层对比时,需充分考虑局部地貌条件差异与第四纪海平面对陆域地表过程的影响。

渭河盆地北缘断裂东段将军山—白水断裂活动性研究

将军山—白水断裂是渭河盆地北缘断裂东段的一分支,位于将军山、东太白山山前,向北东延伸至白水县境内,已有资料及研究成果认为其为晚更新世活动断裂。通过地貌地质调查、音频大地电磁法勘探、浅层地震勘探、钻孔联合剖面探测、第四纪沉积物年代测试等方法,对将军山—白水断裂的展布与活动性进行研究。结果表明该断裂总体走向为NE向,倾向S,为一山前隐伏断裂,最新活动时代为中更新世晚期,未发现晚更新世以来活动的证据,判断其为中更新世活动断层。

华北盆地北缘香河—皇庄断裂晚更新世以来活动性研究

香河—皇庄断裂位于华北盆地北缘,是京津唐地区一条重要的NE向断裂构造。浅层人工地震反射剖面探测发现,香河—皇庄断裂在廊坊市香河县西马家窝地区表现为一条NE-SW走向的NW倾正断层,剖面上呈铲状,上部略陡,向下逐渐变缓;其对大厂凹陷东缘没有明显的控制作用,为一条新近纪以来形成的断裂,切穿了前中生界基底,且第四纪以来仍有活动。通过部署于断层两侧的构造观察孔岩芯对比及测年数据判断,(6.69±5.6)ka以来香河—皇庄断裂无活动,其上断点很可能位于距地表15~30 m范围内,大致相当于晚更新世早期;在中更新世上部地层中,香河—皇庄断裂存在1.5~1.8 m的垂直落差。香河—皇庄断裂现阶段处于不活动状态,未来发生中强地震的可能性较低。

川藏铁路理塘段毛垭坝盆地不良地质体浅层地震勘查

川藏铁路是我国正在规划的具有重大战略意义和巨大经济价值的铁路,其位于地形地貌和地质构造极为复杂的青藏高原中东部,铁路规划建设面临着一系列迫切需要解决的地质问题和工程问题.为了精准对接铁路定测与先期开工段的地质需求,进一步聚焦活动断裂及高位滑坡地质灾害这两个重要科学问题,开展了对川藏铁路康定—昌都段毛垭坝盆地理塘—德巫断裂及乱石包高速远程滑坡体的浅层地震勘探,取得了一些新的认识.理塘断裂往毛垭坝盆地内发育了一条隐伏断裂,该断裂倾向NE,倾角约65°,是一条走滑为主,兼具逆冲的断裂.由于理塘断裂历史上曾经发生过7.3级地震,因此在川藏铁路理塘—巴塘线路穿越该断层位置需采取一定的加护措施.毛垭坝盆地中部发育一条正断层,该断层走向近东西,近乎直立,且该断层和毛垭坝盆地南、北缘断裂性质相同,是区域近南北向拉张变形作用下的产物.乱石包滑坡堆积区从靠近山脊位置到滑坡体前缘依次为横向脊发育区,纵向脊发育区和小丘体区.川藏铁路禾尼乡站线路从横向脊发育位置经过,该位置堆积层厚度在线路上有所变化,很可能是由于碎屑流减速改造下部地形所引起的,后期铁路建设需针对滑坡堆积层厚度的变化采取不同的支护措施.