福州市隐伏断层地球化学试验探测及研究

在城市环境中进行隐伏断层地球化学探测试验是一次新的尝试。试验探测内容包括 :不同地球化学测项 (土壤气汞和土汞、土壤气氡等 )、不同类型测氡仪器 (FD - 12 5 ,FD - 30 17RaA)、不同探测场地 (稻田、菜地、林区、道路、回填土和市区街道绿化带等 )。地球化学与浅层地震勘探结果的比较表明 ,2类异常点的对应率约为 70 % ,表明地球化学方法在福州市环境下的隐伏断层探测中是一种有效的方法 ;地球化学“伪异常”出现的可能部位是小桥边、废弃建筑物地基、路边垃圾堆放地等     

地球化学探测方法在西宁市城市活断层探测中的应用

在西宁市城市活断层探测工作中利用FD-3017RaA测氡仪开展了隐伏断层土壤气氡的探测,探讨了断层的气体地球化学特征及其确定隐伏断层的方法。在进行的8条测线上进行了土壤气氡的野外现场测量,共1384个点。结果表明,在8个地球化学剖面中确定了2处异常,由此确定了断层的大体位置,该处的人工浅层地震勘探结果也证实断层的存在和具体位置。土壤气氡测量法作为辅助探测手段在大城市活断层的探测工作中有一定的参考意义。     

隐伏断层电性特征及浅层电法探测

探讨了不同类型隐伏断层的电性特征及其在浅层电法测试中可能的表现形式,并通过实例阐述了浅层电法探测隐伏断层的步骤及异常识别方法。研究表明浅层电法对某些类型的隐伏断层的探测是有效的,但先验知识非常重要,对于隐伏断层的探测效果与解译起关键作用。     

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.     

断层气方法对日喀则地区活断层探测及活动性初步判定

断层气氡浓度探测是活动断层研究中的一种常用手段,但该方法在高原地区很少应用。在西藏日喀则市活动断层探测评价项目中,通过开展断层气探测,与浅层人工地震探测结果进行对比分析,揭示了本地区的断层氡气异常特征。研究表明,断层氡气测量是高原地区确定隐伏断层空间位置的有效方法,根据氡气浓度异常变化,结合其它探测手段,可对断层活动性进行初步判定。     

序

1976年中国唐山 7.8级、1 995年日本阪神 7.2级、1 999年土耳其伊兹米特 7.8级、中国台湾集集 7.6级地震等震例表明 ,巨大的地震灾害是由位于城市之下的活动断层快速错动引起的。在中国一些大、中城市的城区已发现存在活动断层 ,还有许多城市及其高新技术开发区等尚不清楚是否存在活动断层 ,这给城市的安全留下了严重的隐患。因此 ,探明城市活动断层的分布并采取“避让”措施 ,是积极、主动地减轻城市地震灾害的有效途径。然而 ,由于城市活动断层探测的环境复杂多变 ,常规地质、地球物理、地球化学等探测技术在城市中的应用存在着诸多困难。因此 ,现有各种成熟的地质、地球物理和地球化学等探测技术如何调整、改善其观测系统和数据处理方法 ,使之适合在城市复杂环境下探测活动断层准确的空间位置 ,是城市活动断层探测急需解决的关键技术问题。中国地震局地质研究所和中国地震局地球物理勘探中心 (中国地震局活动构造探测研究中心 )在国家发展计划委员会的资助下 ,于 2 0 0 2年在福州市及其邻区开展了包括浅层地震反射法、浅层地震折射法、多道直流电法、瞬变电磁法、地质雷达、地球化学、古地震探槽和钻孔等研究内容在内的城市活动断层     

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。     

核电厂址隐伏断裂探测中的地震勘探方法研究

总结了近年来在多个核电厂址地震安全性评价中陆域覆盖区和海域浅层地震勘探的工作经验,通过对不同的典型工程实例分析,讨论了在不同地质和地球物理条件下,用浅层地震反射法探测隐伏断裂时应注意的关键性技术问题.提出了在不同地质条件下实施隐伏断裂探测时的地震仪器设备选择、方案设计、参数选取、断层识别的基本方法.本文的研究成果可为类似地区开展核电厂址能动断层探查工作提供实用性的技术资料.     

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。     

九家湾断层组第3条断层通过乌鲁木齐市北京路段的位置综合勘探

九家湾断层组是全新世活动断层,其第3条断层北东向延伸通过乌鲁木齐市主城区北京路段。通过分析已有成果并结合新发现,在该断层可能通过乌鲁木齐市主城区北京路段的位置布设浅层反射波地震勘探测线,通过分析时间剖面发现了断层异常点位置,在此基础之上布设人工探井进行验证,分析人工探井联合剖面探测成果发现异常段标志地层存在错动迹象,最终确定出断层的准确位置。研究表明,人工探井联合剖面探测标志地层更为直观可靠,探测精度高,是验证浅层地震勘探异常的技术方法有效补充。     

唐山断裂带土壤气地球化学特征分析

由于唐山断裂带土壤气地球化学研究成果相对较少，因此于2017—2018年分3期对唐山断裂带5条分支断裂土壤气浓度（包括Rn、Hg、CO₂）和通量（包括Rn、Hg）进行测量，利用土壤气浓度平均值+2倍均方差的方法确定每条断裂异常限。分析结果表明，唐山-古冶断裂和唐山断裂土壤气浓度及通量出现高值异常；2017—2018年M_L1.0以上地震多集中在唐山断裂和唐山-古冶断裂，与土壤气异常分布有较好的相关性；土壤气地球化学空间变化特征能反映断裂带的分段活动性。     

活断层探测成果的三维可视化

城市地震活断层的探测应用了多个学科(地球物理学、地球化学、地质学、地震学、大地测量学、遥感等)中的多种不同方法,形成了类型、格式各异的三维地质空间的探测成果数据。文中以乌鲁木齐目标区为研究实例,提出了一套活断层探测成果的三维可视化方法,并综合显示在ArcGIS扩展模块3DAnalyst提供的三维空间交互环境中,为活断层探测成果的三维综合分析奠定了基础     

太行山东缘石家庄南部地壳结构及断裂活动性探测

采用深、浅地震反射和钻孔地质剖面相结合的方法,对太行山东缘石家庄南部的地壳结构和隐伏断裂的活动性进行了研究.深地震反射探测结果表明,该区地壳厚度33~38km,莫霍面从华北平原向太行山下倾伏.石家庄—晋县凹陷是受拆离断层控制的盆岭构造,太行山山前断裂为凹陷的西边界断裂,表现为上陡下缓的铲形断裂.石家庄—晋县凹陷中还发育北席断裂和栾城断裂,它们与太行山山前断裂一样受拆离断层的控制,未错断早更新世晚期以来沉积的地层不属于活动断裂.深地震反射剖面的中部还揭示了一个近垂直的穹窿状反射异常体,它可能起源于莫霍面,向上,穿过上、下地壳分界面,并延伸至上地壳.穹窿状反射异常体内部反射波视频率随深度增加而降低,在莫霍面附近的壳幔过渡带也出现明显的频率降低、界面扭曲和变形现象,推断它可能是上地幔岩浆上涌到地壳内部的侵入体.结合电磁测深结果可以发现,上地幔热物质的上涌和东、西向拉张可能是形成石家庄—晋县凹陷的动力学机制.探测结果为深入理解石家庄地区的深部地球动力学过程、华北克拉通破坏机制、深浅构造关系和地震构造提供了依据.     

通过断层气氢探测新郑-太康断裂的浅层位置

新郑-太康断裂隐伏于河南省东部平原下，是一条规模较大的北西向断裂带，曾于2010年发生太康4.7级地震，确定该断裂准确的浅层位置对防震减灾具有重要意义。根据深部石油勘探资料，应用德尔格X-am 7000型多气体检测仪，在新郑地区布置2条与断裂走向近垂直的地球化学测线进行土壤氢气浓度测试，结果发现解放路和马庄村-前宫村测线异常点位处氢气浓度分别为背景值的16-33倍和40-50倍。2条H₂浓度曲线同步解释出一条倾向变化、宽约150m的走滑断裂带，位置与石油勘探资料吻合良好。此次研究表明利用断层气氢探测隐伏断裂的浅层位置在该区具有较好的可行性。     

土壤氡在海口活断层的试验测量.

使用德国脉冲电离室测氡仪,在海口已知全新世活断层上进行了一条剖面土壤氡试验测量,测量点距为10m,异常点附近加密为5m,测量结果显示高值异常点位与断层位置相吻合,说明仪器测量质量和效果较高,测量装置合理,为今后工作积累了经验.     

依兰—伊通断裂北段断层氢气的地球化学特征分析

2017—2018年在依兰—伊通断裂黑龙江段开展断层氢气调查工作，沿断裂选取8个剖面进行跨目标断层观测及土壤氢气采样。结果表明：①断层氢气浓度常存在异常变化；②不同类型的断层，氢气浓度异常变化幅度没有明显差异；③走滑断层异常特征一般为断层两侧低、中间高，呈现“低—高—低”的特点；倾滑断层异常特征一般为断层的上盘略高、下盘略低；④断层氢气排放不仅受微观局部断层的影响，更受宏观的地震活动性大环境的影响。     

丽江7.0级地震地表破裂与形变特征

丽江７．０级地震序列发生在该地区属次级构造的断裂上，而且这次地震的烈度分布，地表破坏分布和强余震分布都表现了异常不均匀性。根据大震震害损失评估调查和大震现场地面破坏调查取得的资料，对上述异常现象的原因进行了初步分析，认为主震发震构造为玉龙山山前近南北向断裂，但其破裂过程可能存在“跳跃”和偏转。     

应用气体地球化学方法探测隐伏活动断裂的初步研究

在新疆首次应用气体地球化学方法探测乌鲁木齐地区的主要隐伏活动断层。查明了碱沟-雅玛里克山北麓水磨沟活动断层隐伏段的位置,并可划分为南支(二叠纪与三叠纪地层的分界线)与北支(三叠纪与侏罗纪地层的分界线)。认为有可能存在通过市区的北西-南东向隐伏活动断层,并给乌鲁木齐河顺河断层的存在提供了气体地球化学依据。根据断层气体释放强度的分析,认为六道湾-西山马料地-头屯河一带,可能是目前工作区内构造断裂的主要活动地带。由于该方法实用、简捷、价廉、效果良好、结果可靠,可在今后的工作中大力推广,但方法本身尚待进一步完善与提高。     

土壤氡对郯庐断裂宿迁段F5断裂探测和活动性的研究

郯庐断裂带宿迁段多年来一直被列为江苏地震重点关注区域。在该区域展开了多期活断层探测和工程地震安全性评价工作，地震监测已经建成了测震、形变、电磁、流体等多种手段。用气体地球化学方法开展相关研究，探索活动断层运动和地震发生之间的相互关系，是对该地区地震科学研究的一种补充，其有着十分重要的意义。沿郯庐断裂带宿迁段F₅断裂布设土壤氡测线并获得相关数据，结合地质勘察、浅层人工地震等资料进行综合分析，结果表明该区域内土壤氡探测结果对断裂带的位置、断层类型和特征、断层活动性具有较好的指示性。土壤氡探测展示F₅断裂两条分支断裂F_5-1、F_5-2的位置，氡浓度异常形态与断层特征存在一定的对应关系，并利用土壤氡浓度强度为指标，初步判断郯庐断裂带宿迁段F₅断裂2条分支断裂的相对活动性。     

GEOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF TECTONIC GAS IN HUTUBI UNDERGROUND GAS STORAGE

The migrating and enriching of fault gas during dynamic load-unload process are important indexes to evaluate the stress state and tectonic activity of underground medium. The Hutubi underground gas storage provides a natural experiment site for the analysis of the relationship between the gas geochemistry and the stress-strain status. In this paper, the soil gas concentrations of Rn, CO₂, Hg and H₂ during the gas injection in the Hutubi underground gas storage were analyzed. The results show that the soil gas contents and changing trend are close to the background value in the non-reservoir area and fault zone, which may reveal the weak activity of the fault. Significantly higher concentrations of soil gas H₂ and Hg are observed in the gas storage area, where H₂ maximum reaches 5.551×10^-4 and Hg maximum reaches 53ng/m³. Moreover, the abnormal soil gas H₂ and Hg measurement locations are more consistent. The variation trends of soil gas Hg, H₂, Rn, and CO₂may be related to the different gas generation and response mechanisms. The concentrations of soil gas H₂ and Hg are sensitive to the variation of pressure and the development of cracks in the underground gas storage, and they can reveal gas injection's effect on fault activity. This study provides a new basis for analyzing the influence of gas injection and withdrawal in Hutubi underground gas storage on fault activity.