不同勘探方法对浅层小断距隐伏断裂探测效果

采用浅层地震勘探、钻孔联合剖面勘探、槽探3种方法联合探测临汾盆地郭家庄断裂的空间位置,并研究其活动特征。结果表明,不同探测方法对断层信息的揭示存在很大差异,浅层地震勘探在探测具有一定断距的断层,同时地层存在一定物性差异的情况下能取得理想的效果,且不同的工作参数探测效果不相同;钻孔联合剖面勘探能提高对小断距断层的分辨率,但受地形及地层主观认别等因素的影响,可能会遗漏断距小、标识层薄的断层;槽探能较好地识别地表断层的微小断距,但受施工深度和施工条件影响。3种方法相结合,可以精确确定断裂的空间位置和活动特征。

新乡-商丘断裂封丘段浅部探测和第四纪活动性的初步研究

为研究隐伏断裂的近地表特征和第四纪活动性,在新乡-商丘断裂封丘段完成了2条高分辨率浅层地震反射剖面和1条钻孔联合地质剖面。通过地震反射剖面获得了新乡-商丘断裂封丘段深约1km以浅的地层及构造分布图像,其结果表明,新乡-商丘断裂封丘段浅部表现为由多条视倾向N的正断层组成的断裂体系,总体走向NWW,断层错断第四纪内部地层。钻孔联合地质剖面显示,该断裂向上错断的最新地层为浅棕红色-褐黄色黏土层,上断点埋深在57.00~61.50m之间。结合采集样品的测年结果判断,封丘段的最新活动时代为晚更新世中期。文中的研究结果可为重大工程选址、城镇规划与建设、震害预测与评估提供基础资料,对于探讨新乡-商丘断裂深浅构造关系、区域构造演化等地球动力学问题具有参考价值。

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。

郯庐断裂带宿迁段F_5断裂浅层地震勘探新证据

郯庐断裂带沂沭段最新活动的断层一般称之为F5断层,分布于潍坊至嘉山一带,长约360km。郯庐断裂带宿迁段F5断裂的准确位置、活动时代一直以来存在较大的不确定性。文中通过浅层地震勘探对F5断裂进行了系统性勘探,获取了准确的定位及其断裂发育特征。结果表明,F5断裂并未终止于原来认定的宿迁市环城南路处,而是继续向南延伸;F5断裂主要由2条相向而倾、近直立发育的主干断裂组成;在三棵树乡附近,F5断裂由3条断裂组成,且呈右阶排列,阶区长度约6km,宽度约2.5km,形成小的拉分盆地,控制了新近纪以来地层的沉积。结合钻孔联合剖面和槽探结果,判断F5断裂西边界断裂为全新世活动断裂,东边界断裂为晚更新世活动断裂,总体认为F5断裂为全新世活动断裂。

太行山东缘汤阴地堑地壳结构和活动断裂探测

采用深、浅地震反射和钻孔地质剖面相结合的探测方法,对太行山东缘汤阴地堑的地壳结构和隐伏活动断裂进行了研究.结果表明,该区地壳厚度约36～42km,莫霍面从华北平原区向太行山下倾伏.汤阴地堑是一个受汤东断裂控制的半地堑构造,其基底面形态与莫霍面展布呈"镜像"关系.汤东断裂是1条继承性的隐伏活动断裂,该断裂向上错断了埋深约20m的中更新世晚期地层,向下延伸至上地壳底部.综合分析深地震反射和已有深地震宽角反射/折射剖面结果,发现深地震反射剖面上的中-下地壳强反射层和壳幔过渡带反射,与深地震宽角反射/折射剖面上出现的中-下地壳正负速度梯度变化层有着较好的对应关系,这表明本区中-下地壳和壳幔过渡带可能为一系列速度递变层或高低速物质的互变层,埋深约15～16km的强反射带为上地壳与中-下地壳的转换带,壳幔过渡带的底界为地壳与地幔的分界.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.

陕南汉中盆地西部梁山南缘断裂隐伏段的活动性鉴定

汉中盆地是青藏高原、秦岭与大巴山—龙门山差异隆升区中间的新生代断陷盆地,是重要的地质体连结点.通过新近开展的汉中市活断层探测工作中的地面地质调查、浅层地震勘探与钻孔联合地质剖面分析等工作认为,汉中盆地内部存在一条活动断裂,即梁山南缘断裂.浅层地震勘探资料显示,梁山南缘断裂错断多套第四纪以来的地层,错距自下而上逐渐减小.钻孔联合地质剖面显示,梁山南缘断裂错断晚更新世中晚期以来的砾砂及卵石层,距今58ka的砾砂层错距约为6m.这些现象首次揭示了汉中盆地内部梁山南缘断裂的最新活动时代和活动性质.

河西务断裂活动性的综合探测研究

河西务断裂为河西务构造带的东缘断裂,总体走向北东,倾向南东,向北延伸与廊固凹陷内的横向断层(桐柏断裂)小角度相接,向南延伸与牛东断裂相接,为廊固凹陷与武清凹陷的分界断裂,隐伏于冀中凹陷覆盖层之下。本文通过浅层地震勘探和钻孔联合剖面探测,结合年代样品测试,对河西务断裂的活动性和滑动速率进行了综合研究,揭示断裂上断点埋深约150m或以浅,第四系底界面的垂直错距为20—45m,断裂的最新活动时代为晚更新世早期,晚更新世以来的平均垂直滑动速率为0.03mm/a,中更新世晚期以来的平均垂直滑动速率为0.11mm/a。

黄土覆盖的阶地陡坎附近渭河断裂活断层探测

陕西咸阳渭河北岸窑店、石何杨、杜家堡渭河断裂活断层探测结果表明,对于有黄土覆盖的、与阶地陡坎重合的活断层探测,要综合采用地形地貌分析、浅层人工地震、钻探和探槽等方法进行。特别是对于钻孔探测,要深、中、浅孔结合。首先用中、深孔确定断层在深部的位置,再用浅孔确定断层在近地表的位置和活动性。由于河流侵蚀,阶地陡坎区的河流相沉积地层是倾斜的,风成的古土壤层披盖在已有的倾斜地层上亦呈倾斜状态,因此,用以上地层判断断层的位置和活动量时,钻孔孔距一定要小,以2～3m为宜,孔距太大,会把侵蚀形成的已有陡坎高度加入断层的错距中,严重放大断层的错动量。探测结果表明,渭河断裂在窑店、石何杨、杜家堡等处与Ⅲ级阶地陡坎重合。该断裂在阶地陡坎上的活动量很小,错断晚更新世第1古土壤层1～2m,远小于2个阶地面的高差。可见,以前认为S1错距4.8m、17.94m是不准确的。

徐州废黄河断裂的第四纪活动性

通过野外地质调查、浅层地震勘探和钻孔联合剖面探测等方法,对废黄河断裂的第四纪活动性进行了研究。浅层地震勘探结果表明,废黄河断裂由南北两条主干断裂组成,南支断裂倾向NE,北支断裂倾向SW,总体为一地堑形式,断裂宽度为1-2km。在地震剖面上,废黄河断裂的各个断点都是以断错基岩面为特征,并未断错第四系内部层位。钻孔联合剖面探测结果显示,废黄河断裂断错了中更新统层位,但未断错其顶面。在凤山一带发现1条废黄河断裂的次级断层出露,结合断层泥胶结程度、测年结果和地貌特征等判断,该断层最新活动为中更新世中期。综合以上研究工作成果,判断废黄河断裂早期为左旋活动,第四纪以来表现为张性活动,其最新活动时代为中更新世中期。受构造背景的控制,徐州地区发育的NW向断裂明显较相邻的鲁西南地区的NW向断裂活动性弱。

渭河断裂窖店浅层地震与钻孔联合剖面研究

为确定渭河断裂中部隐伏段的位置,在咸阳窑店布设了浅层地震勘探测线,在浅层地震勘探资料对断层解译的基础上,进一步开展了窑店和陈家沟钻孔联合剖面勘探工作,详细查明了渭河断裂的精确位置和组合特征,结合钻孔土样光释光(OSL)年龄测试和区域地层资料,深入研究了渭河断裂带最新活动年代和滑动速率等特征。

徐州活动断层探测项目主要断层活动性研究

对徐州市主要可能的发震断层开展了活动性探测及地震危险性评价工作,这对徐州市开展防震减灾工作具有重大意义。根据前人资料,分析了威胁徐州市区安全的主要5条隐伏断层,它们分别为幕集-刘集断裂、不老河断裂、废黄河断裂、班井断裂和邵楼断裂。同时根据徐州市活动断层探测项目的要求,针对这5条主要断层开展了浅层地震勘探、钻孔联合剖面探测、野外地震地质调查等相关工作,评价了这5条断层的活动历史、活动性质、规模、展布和地貌特征,及其最新活动时代。结果表明,废黄河断裂最新活动时代为中更新世中期,邵楼断裂最新活动时代为早更新世,这2条断层是目标区具备一定程度发震能力和地震危险性最大的断层。

汉中盆地内梁山南缘断裂的活动性分析——以汉江大堤位置为例

为获取梁山南缘断裂在汉江大堤上断点的具体位置、近地表断错、上断点埋深、最新活动时代及滑动速率等信息,对其进行了浅层地震勘探和钻孔联合剖面探测。浅层地震解译结果显示断点两侧第四纪以来的12组反射波全被垂向错断,最大错距约370m,影响带宽度约400m,影响带内地层起伏强烈。钻探结果反映主断层晚更新世中期的最大错距约28m,晚期错距约11m,平均滑动速率为0.38～0.49mm/a,上断点埋深为5～13m,属于晚更新世晚期活动断层。

北京平原大兴凸起东缘断裂全新世活动的新认识

大兴凸起东缘断裂位于北京平原的东南部,是控制大兴凸起与廊固凹陷的边界断裂,向N与控制大厂凹陷的曾发生1679年8级地震的NNE向夏垫断裂斜接,总体走向NE,倾向SE。以往的研究认为该断裂断错的最新地层为第四系中更新统,其不属于晚第四纪以来的活动断裂。文中在高精度浅层地震勘探的基础上开展了高密度钻孔联合地质剖面探测,获得了该断裂晚第四纪以来具有明显活动的证据。该断裂在钻孔联合地质剖面中显示出正断活动特征,一套厚约7m的粉砂质黏土标志层在其断层下盘的顶界面埋深约为74m,而在其上盘的顶界面埋深约为102m,位错量约为28m,且可在其中的2个钻孔中分别深54.2m和39.4m的岩芯内发现断层滑动面。水平距离为2m的2个钻孔的标志层顶面埋深分别为8m和10m,位错量为2m,结合2个钻孔岩芯的变形特征分析认为断层的上断点埋深可能更浅。根据邻近已有钻孔的年代学资料推断,该断裂属于全新世活动断裂。文中研究改变了大兴凸起东缘断裂带并非为活动断裂的认识,此新发现不仅对大兴凸起东缘断裂带的强震危险性和北京市地震灾害风险的认识具有重要的应用价值,也对华北地区晚新生代以来断裂发展演化及其深浅耦合特征研究具有科学意义。

滨北地区埕南断层晚更新世活动证据及其地震危险性意义

埕南断层是埕宁隆起与济阳凹陷的边界断层,也是滨北地区1条规模最大的重要断层,采用浅层地震勘探和钻孔联合剖面探测相结合的方法,确定了埕南断层准确位置,探明了断层的产状,揭露了上断点深度。钻探结果显示,埕南断层为正断特征,倾向南或南东,倾角70°~80°,断层上断点埋深44.3~46.4 m,断距1.0~1.3 m。通过年代学测试确定了错断地层的年代,获得埕南断层错断晚更新世地层的证据,埕南断层晚更新世活动证据的发现对滨北地区地震危险性再认识具有重要意义和价值。

利用浅层地震反射剖面探测研究大兴断裂北段新近纪—第四纪的构造特征

跨大兴断裂北段的3条浅层二维地震反射剖面,揭示了大兴断裂北段所在区的新近系—第四系结构与断裂结构特征。研究结果表明:大兴断裂北段所在区域的新近系-第四系内可识别出T01-T03、TQ和T11-T13共计7组强反射同相轴,与其下的古近系及更早期的地层呈不整合接触。大兴断裂是一条地壳深度的断裂,其在浅部不同构造位置的产状、断距等有所差异,宏观呈现由SW向NE倾角减缓(80°~60°)、上断点埋深变深(160~600m)、新近系断距(80~0m)减小的特征。在断裂NE末端表现为与三剪运动有关的变形加宽三角带,而不是一条持续的断层。断裂的几何结构和形态揭示其于新近纪—早第四纪仍延续了古近纪的伸展正断活动,晚更新世以来无明显活动,现今沿线发育的地震可能与此构造的关系不大。大兴断裂的北段走向NNE,长约23km,与夏垫断裂呈右阶排列,形成一个长约13km的断裂重叠区。这种断裂组合在伸展构造背景下独立演化,分别控制廊固、大厂次级凹陷的发育,并最终在断裂交接重叠区形成成熟型的转换斜坡。

高烈度地震区浅埋大跨隧道施工技术及抗震材料

在高烈度地震区的软弱破碎岩体中修建浅埋大跨度隧道时,采取何种施工技术和选用什么样的抗震材料,才能满足抗震性方面的要求,这是工程界所关心的热点课题,文章以南昆铁路乐善村二号隧道为例,介绍了隧道的施工技术和选用的抗震材料,可为今后类似工程提供借鉴。

栟茶河断裂第四纪活动性最新研究

栟茶河断裂是20世纪50年代石油部门在开展石油勘探时发现的。由于该断裂的隐伏性,很多地学家对该断裂的活动性提出了质疑。本着求实的科学精神,我们通过多层次、多波浅层地震勘探、钻孔联合剖面探测以及新地质年代测定等技术方法,对栟茶河断裂的活动性展开调查。关于栟茶河断裂得出以下结论:(1)在浅地震有效探测深度范围内,栟茶河断裂并非单一的一条断层,而是由2条N倾断层组成的断阶带,且断裂带宽度自SE往NW具收敛趋势;(2)证实了栟茶河断裂是走向NWW、视倾角约为60°~75°、上陡下缓的铲形正断层;(3)南支(F_(1-1))是主要、新活动明显的断面;(4)由南支(F_(1-1))断错中更新统顶部的黏土层,推测其最新活动时代为中更新世晚期至晚更新世早期。

利用反射地震资料研究吴忠地区崇兴断裂精细结构

为了研究宁夏吴忠地区东部隐伏断层的位置、空间展布以及内部构造特征,在可能存在崇兴断层的位置布设了几条高分辨率的浅层地震反射测线。结果表明,崇兴断层为走向北北东、倾向西西北的正断层。浅层反射地震测线控制的崇兴断层延伸长度约12 km,断层倾角较陡,近于直立,南部的WJQ测线上的断点F_(P1)揭示该断层可分辨上断点错断了第四系底界面T_Q,而向北的SJDD测线上的断点F_(P5)和WJZ测线上的断点F_(P6)揭示,该断层向上错断了第四系内部界面T_(02),反映该断层活动性具有北段相对强而南段相对弱的特点。

浅埋偏压条件下特大断面隧道地震动态响应的试验研究

以福州市二环路金鸡山隧道为工程原型,设计制作了浅埋偏压条件下特大断面隧道的1/30缩尺模型,完成了20种工况下的模拟地震动试验,重点关注隧道模型加速度、衬砌接触压力、衬砌表面应力的地震动态响应。隧道中轴面各测点PHA放大系数随高程呈近似对数型增大,改变了原场地高程效应的表现形式;隧道模型的第一卓越频率与EL波的卓越频率较为接近,其共振效应使得EL波激励引起的高程效应明显大于其他地震波。靠山侧衬砌结构所承担的地震动附加压力显著大于临空侧,且在大振幅激励下,其拱腰所承担的地震动附加压力反而大于拱脚。隧道衬砌结构的扁平率和几何曲率,对其动应力峰值的分布均有显著影响,尤其是在大振幅激励下,靠山侧拱脚处的动应力峰值显著大于其他部位。衬砌结构的裂缝发展形态特征,与接触压力峰值及动应力峰值沿衬砌环向分布的规律是相一致的。上述成果为浅埋偏压条件下特大断面隧道抗震设防提供了参考。

地震方法在城市浅覆盖区活断层调查中的应用

反射地震方法是当前探测城市地震活断层的主要方法,该方法在厚覆盖区探测效果较好。在浅覆盖区采用的接收排列长度较短,震源干扰波对浅层反射波干扰严重,且要求的分别率较高,应用反射地震方法探测城市活断层难度较大。北戴河鸽子窝断裂是秦皇岛—大连断裂在陆地上的一部分。由于该断裂为隐伏断裂,对断裂的倾向、断距、上断点和空间展布存在不确定性。为查明该断裂的空间展布形态、性质以及活动性,采用高精度浅层地震探测技术探测该断裂获得了十分清晰的反射地震图像,依据该地震剖面能够对第四系内部界面、基岩和基岩风化层及断裂构造进行解释,为钻孔联合剖面位置的布设、钻孔深度的设计以及断裂活动性的评价提供了依据。最后经高精度钻孔联合地质剖面证实,地震勘探方法反演得到的主要地层界面和断裂构造特征与钻孔联合地质剖面吻合较好。