高分辨率浅层人工地震勘探探测隐伏断裂实例

利用高分辨率浅层地震勘探反射波法探测了福建某火电厂场址内的隐伏断裂。结果表明断裂显示清楚,为一走向NE40~55°,上断点埋深为11 m和31 m,断距2~4 m的正断层,为工程避让提供较可靠的依据。     

城市活断层探测中的浅层地震勘探方法

对大量地震灾害的研究表明，地震发生时，位于地表活动断层上的房屋或构筑物的破坏最严重，尤其是20世纪90年代后期美国北岭地震，日本阪神地震和中国台湾集集大地震等的发生后，世界许多国家的政府和地震科学家都清楚地认识到城市活断层探测与研究的重要性和急迫性，城市活断层的探测对于城市规划，抗震设防，减轻地震对城市设施的破坏都具有重要的现实意义，浅层高分辨地震勘探是城市活断层探测手段中最有效，最可靠的方法之一，可以在地表探测到地下活断层的位置，埋深，产状和空间展布情况，但由于城市环境的强干扰背景和场地条件的复杂性，必须针对实际情况，在观测系统，震源，数据采集环境的强干扰背景和场地条件的复杂性，必须针对实际 情况，在观测系统，震源，数据采集和处理方法等环节中，采用一系列提高分辨率， 提高信噪比的有效方法，才能取得可靠的探测成果，本文对城市活断层探测中的浅层地震勘探方法的技术难点和相应的解决方法进行了讨论，并结合我们近几年来在城市开展浅层地震勘探的一些经验，介绍一些实用性的浅层地震勘探工作方法。     

电阻率成像及浅层地震勘探在控盆构造探测中的应用——以万全断裂为例

万全断裂是洋河盆地北缘断裂带组成断裂之一,控制沿线构造活动及地貌发育。断裂走向NE,倾向SE,在沟口处隐伏于第四纪覆盖层,采用电阻率成像和浅层地震联合勘探方法,获得该断裂隐伏段落综合物探异常,结合地质地貌调查,判定隐伏段落展布的具体位置、产状、活动特征及地下结构特征等。研究结果表明,万全断裂隐伏段落走向NE,倾向SE,倾角约75°,上断点埋深约20 m,20—240 m深度可见断裂破碎带（宽约10—20 m）物探异常特征及断裂两侧地层结构差异。该联合探测模式可有效探测复杂地质构造条件下的隐伏活动断裂,具有较强实用性,值得推广。     

浅层人工地震探测揭示的夏垫断裂西南段特征

浅层人工地震方法是针对厚覆盖区探测断裂的一种不可替代的技术。为查明夏垫断裂西南段的空间位置、性质及其活动性,2016年底对跨夏垫断裂西南段进行了高分辨率的浅层人工地震探测,获得三条480 m深度范围内地下结构图像的地震剖面,揭示了夏垫断裂西南段的形态\,特征以及空间位置。     

昌平-丰南断裂构造浅层地震勘探新证据

昌平-丰南断裂是根据卫星遥感图像解译发现的一条隐伏活动断层,是NWW向张家口-蓬莱断裂带中规模最大的断裂,为进一步调查确认断裂的存在、空间位置、性质和断裂构造特征,并重新厘定其活动性,在卫星遥感影像解译断裂大体空间位置的基础上,布设了2条浅层地震勘探测线,对昌平-丰南断裂进行了高分辨率地震勘探,获得了测线控制范围内地下结构和断裂构造的清晰成像。结果表明,昌平-丰南断是一条倾向S、走向NWW的走滑正断层,浅层地震剖面揭示断层上断点埋深80~100 m,断错了上更新统底界,结合测线附近钻孔资料推测其最新活动时代为晚更新世。     

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     

用浅层地震勘探资料研究蓟运河断裂的第四纪活动特征

蓟运河断裂是天津地区东北部的一条重要断裂,是张家口—渤海构造带的组成部分.由于未对蓟运河断裂的活动性进行过专门探测研究,其空间展布及第四纪活动性一直存在争议.经广泛收集资料确定蓟运河断裂的大致展布,并布设9条人工地震测线,采用可控震源对该断裂进行探测.结果表明:蓟运河断裂不是一条南北贯通的断裂,其大致分为北西段和南东段...     

利用浅层人工地震探测方法研究沈阳城区隐伏断裂的活动性

利用浅层人工地震方法对沈阳市城区的隐伏断裂构造进行了探测，经时间剖面，地质剖面的分析，并结合这一地区第四系地层的发育特征，确定F1、F2、F5、F9的最新活动时代为更新世，F6、F7的最新活动时代为中更新世，F10在第四纪期间没有活动。     

太原市汾河断裂浅层高分辨率地震探测

通过浅层高分辨率地震探测 ,结合钻孔资料 ,获得了测线处汾河断裂的准确位置 ,几何结构 ,活动性质、时代和速率等参数 ,并对其动力学属性进行了初步的讨论。地震探测揭露出汾河断裂的西支断层 ,为高角度东倾的斜滑断层 ,切割了第四系下部 ,上断点位于地下约 70m处。据钻孔剖面推断有 2条高角度相向而倾的斜滑断层 ,东支位于汾河东岸 ,断至全新统—上更新统 ,其底界面垂直错距约 8m。断裂北段另一个钻孔剖面表明 ,西支断层切割了全新统—上更新统 ,底界面垂直错距约6m。汾河断裂晚更新世以来的平均垂直滑动速率为 0 0 6～ 0 0 8mm/a ,大震平均重复间隔为 5 0～6 7ka     

紫山东断裂北段电阻率层析成像与地震勘探的联合探测

通过电阻率层析成像、浅层地震勘探,结合钻孔资料,获得了紫山东断裂北段的形态、活动时代.电阻率层析成像、地震勘探揭露紫山东断裂北段的断层面上端点的埋深大于150m,最新活动到中更新世早期.     

Application of Ultra-shallow Seismic Survey to the Wanggezhuang Fault in Qingdao

At present, there is less theoretical research and practical experience in the aspect of ultra-shallow seismic exploration to the target layers at depths of only tens of meters both at home and abroad. Seismic exploration plays an important role in the location of faults and active structures, but the depth dozens of meters below the ground surface is the blind area of any kind of deep and shallow seismic exploration. Starting from the point of view of detecting urban active faults, and using related theories and methods of geology, geophysics and mathematics, the paper discusses the preconditions for acquiring efficient ultra-shallow seismic survey results in complicated geological backgrounds in Qingdao. Taking the Qingdao area as an example in this paper, we study the depth condition of Quaternary deposits, and apply 4-8 stacking folds to satisfy the requirement to get the exploration results with high-resolution and high-SNR. Preliminary results reveal that selecting a proper surveillance layout is one of the keys to acquire authentic exploration results in ultra-shallow P-wave reflection exploration. Our results also show that ultra-shallow seismic reflection method in detecting faults in the Qingdao area has good application prospects.     

浅层地震勘探资料揭示汤东断裂特征

汤东断裂是汤阴地堑的东界断裂,也是太行山山前一条重要的隐伏活动断裂。为了查明汤东断裂的产状、性质及其浅部构造特征,跨断裂开展了高分辨率浅层地震剖面探测,获得了高信噪比的浅层地震反射波叠加剖面。本文根据浅层地震剖面结果并结合研究区地质资料和已有深地震探测成果,对汤东断裂的浅部构造特征进行了分析和讨论。结果表明:汤东断裂为1条走向NNE、倾向NWW的铲型正断层,其浅部表现为由2—3条断层组成的Y字形构造,并错断了埋深约30—50m第四纪地层,断裂向下延伸至上地壳底部,属晚第四纪以来的隐伏活动断裂。汤东断裂两侧新生代沉积差异明显,断裂上升盘内黄隆起一侧,新生代沉积层较薄,其底界埋深约480m,下降盘汤阴地堑一侧,沉积了巨厚的新生代地层。研究结果为确定汤东断裂位置、评价断裂的活动性提供了基础资料。     

浅层地震反射和折射层析成像在海州—韩山断裂探测中的联合应用

海州—韩山断裂是连云港地区一条重要断裂,属于海泗断裂带的西边界断裂。断裂隐伏于较浅的覆盖层之下且控制了基岩岩性分界。浅层地震反射法作为断层探测的首选方法,对海州—韩山断裂进行探测时仅能识别出基岩顶面反射波,难以实现对断裂的准确判别。而折射层析成像法适用于速度横向差异大的区域,可获取断层两盘岩性速度差异信息,进而判定断层位置,弥补反射法的不足。本文在跨海州—韩山断裂同一位置上联合应用浅层地震反射和折射层析成像两种探测方法,进行了钻孔联合剖面探测和合成地震记录验证。研究表明,浅层地震反射和折射层析成像两种方法联合探测海州—韩山断裂,较单一方法可对断层实现更精准的定位,获取更丰富的断层信息,为类似地质条件下的断层探测提供了思路。     

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.     

浅层地震资料揭示的驻马店地区上蔡岗断裂浅部构造特征

已有资料显示上蔡岗断裂为隐伏逆断层,为研究上蔡岗断裂浅部构造特征,笔者跨断裂开展高分辨率浅层地震探测,获得4条高分辨率浅层地震剖面。本文根据高分辨率浅层地震剖面,并结合已有地质资料,对上蔡岗断裂浅部特征进行分析和讨论。研究结果表明:上蔡岗断裂为1条走向北北西、倾向北东东的逆断层,在岗地中部存在1条次级断层,与主断层呈反y形构造,与岗地地表形态基本一致。研究结果可为驻马店市地震危险性评价及城市规划提供地质和地球物理学依据。     

The strong ground motion in Mexico City: Analysis of data recorded by a 3D array

In 2001, we installed 11 new accelerometers in the lake-bed zone of Mexico City, which, together with the existing stations, form a 3D array of small aperture, with 15 surface and six borehole stations. This new array recorded the 10/08/2001 Guerrero event (M=6.1) and the 01/22/2003 Colima (M=7.6) event. The analysis of these two events showed that, for periods longer than 2.5 s, the dominant wavefield is composed of a fundamental mode of surface waves arriving from the epicenter and diffracted surface waves generated at the southern boundary of the Mexican Volcanic Belt. For periods shorter than 2.5 s, the resonance of the superficial clay layer becomes predominant. The wavefield consists in a superposition of diffracted waves propagating from the western part of the valley. Our results show that the ground motion is strongly amplified by the soft clay layer but its duration is controlled by the incident wavefield.     

综合探测方法在太原盆地东山山前断层探测中的应用

东山山前断层位于太原盆地东部,是盆地北端的边界断层。在多道直流电法和浅层地震勘探初步确定断层位置的基础上,采用钻孔联合剖面探测对断层进行准确定位,并结合年代样品测试确定断层的最新活动时代。通过探测得到:东山山前断层是由三条断层组成的断裂带,长22km,宽约800m。断层上断点埋深约16.7m,错断了中更新世地层,最大断距约23.96 m,断层的最新活动时代为中更新世。此结果修正了前人认为其为晚更新世活动断层的结论。三种探测方法中,多道直流电法勘探只能初步确定断层的位置,采用高分辨率浅层地震勘探和钻孔联合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。     

基于EMD与EEMD的最优降噪光滑模型在地震波中的应用

目前地震波在地质构造探测和结构损伤检测中具有广泛的应用。文中将EMD和EEMD算法建立的最优降噪模型应用于地震信号去噪中。首先通过低通滤波和带通滤波算法对比分析降噪效果。然后通过对光滑性系数α取不同的值比较信号的光滑性。并利用模拟信号添加高斯白噪声干扰,在同时考虑将信号光滑性和相似性的情况下用最优降噪光滑模型对数据进行处理,最后用实际地震波验证模型在地震波数据处理中应用的可行性。结果表明,EMD和EEMD最优降噪光滑模型都能对地震波进行降噪和光滑性处理,带通滤波与EEMD算法建立的最优降噪光滑模型效果较好。在实际应用中具有更好的效果。     

The Influence of Path Corrections and a Three-dimensional Global <Emphasis Type="Italic">P</Emphasis>-wave Velocity Model on Seismic Event Location in Kazakhstan

We relocate 81 large nuclear explosions that were detonated at the Balapan and Degelen Mountain subregions of the Semipalatinsk test site in Kazakhstan during the years 1978 to 1989. The absolute locations of these explosions are available, as well as very accurate estimates of their origin times. This ground truth information allows us to perform a detailed analysis of location capability. We use a sparse network of stations with highly accurate first arrival picks measured using a waveform cross-correlation method. These high quality data facilitate very accurate location estimates with only a few phases per event. We contrast two different approaches: 1) a calibration-based approach, where we achieve improved locations by using path corrections, and 2) a model-based approach, where we achieve improved locations by relocating in a recently published global 3-D P-velocity model. Both methods result in large improvements in accuracy of the obtained absolute locations, compared to locations obtained in a 1-D reference earth model (ak135). The calibration-based approach gives superior results for this test site, in particular when arrival times from regional stations are included. Estimated locations remain well within a 1000 km² region surrounding the ground truth locations when the path corrections for the Balapan and Degelen Mountain subregions are interchanged, but even for the short separation between these two regions, we find variations in the path corrections that cause systematic mislocations. The model-based approach also results in substantially reduced mislocation distances and has the distinct advantage that it is, in principle, transportable to other source regions around the world.