淺層地震反射法在地震斷裂帶研究中的應用

歐陽長亮+鄒建+安巖

【摘要】淺層地震反射法是工程地質勘察中的一種重要手段，其特有的高分辨率特性有利于確定地層界面，基起伏變化的形態(tài)。在地震斷裂帶上具有明顯地表特性的地點實施淺層地震勘探工作，并借數(shù)據(jù)反映斷裂帶的形態(tài)、范圍與隱伏深度，為進一步解釋地震產(chǎn)生的原因提供數(shù)據(jù)支持。

【關鍵詞】淺層地震反射法；地震；斷裂帶

【Abstract】Shallow seismic reflection method is an important means of engineering geological investigation, the characteristics of high resolution to determine the formation interface, ups and downs change form. The location of the surface features on the earthquake fault zone has obvious implementation of shallow seismic exploration, and data reflect the form and scope of the fault zone and the buried depth, provide data support for further explain the causes of the earthquake.

【Key words】Shallow seismic reflection method；The earthquake;Fault

國內(nèi)外地震陸續(xù)不斷，對人們的生命安全和經(jīng)濟財產(chǎn)造成了巨大的損失，給國家和人民帶來了不可想象的沉重損失，因此對地震帶的研究迫在眉睫。

１基礎理論

淺層地震反射法（簡稱淺反）是典型的點勘探方法，它著眼于地下不同介質之間有無可分辨的界面和界面兩側速度（波阻抗）的大小。

淺反是工程地質勘察中的一種重要手段，其特有的高分辨率特性有利于確定地層界面，基起伏變化的形態(tài)。勘探成果的優(yōu)劣取決于野外采集數(shù)據(jù)的質量、震源檢波器、觀測系統(tǒng)和人為誤差等。

2測區(qū)地形

該地區(qū)屬云華山支脈的東干東山地帶，龍門山斷裂帶由此通過。5.12特大地震中，地震波在校內(nèi)兩幢沿斷裂帶方向修建的教學樓之間造成地層橫向及縱向的錯動，建在斷裂帶斷層上盤的教學樓相對于建在斷裂帶斷層下盤的教學樓整體上升了近三米，但上盤教學樓保存完好，墻體上甚至鮮有裂痕，下盤的教學樓仍然矗立，被合稱為“最牛的教學樓”，與之形成鮮明對比的是，緊靠樓學樓，垂直于斷裂帶方向修建的學校宿舍樓卻在地震中完全坍塌，造成重大的人員傷亡。鑒于教學樓獨特的地表特征極具科學研究價值，該測區(qū)就選在教學樓前。此斷裂的研究對地震斷裂帶的研究具有重大的現(xiàn)實意義。

3野外工作方法與技術

由于工作區(qū)地形、工作時間的限制，在該地區(qū)布置了3條測線，測線長度分別從240米到310米不等，測線距視地形，便于測線鋪設而定，一般在100米左右。觀測系統(tǒng)都選用的5米的道間距，中間放炮的簡單連續(xù)觀測系統(tǒng)。

4資料解釋

地震資料的地質解釋就是拾取反射層,識別地質結構層反射波組的特征,對地層的分布狀態(tài)和地質構造做全面的了解。它的主要判斷依據(jù)是：

1）反射組的同相性。只要地下介質中存在波阻抗差異，就可以在地震影像剖面中找到相應的反射波與之對應。

2）反射波型的相似性。相鄰記錄道上同一反射波組形態(tài)的主要特征保持不變。

3）反射波組的形態(tài)特征。同一地層反射波組的波形波幅，周期及包絡線形態(tài)等有一定特征，不同地層的反射波組將有差異。

4）地下不同地層介質的波阻及幾何分布形態(tài)也決定波阻的形態(tài)特征。確定具有一定形態(tài)特征的反射波是反射層識別的基礎，而反射波組的同相性和形似性為反射層的追蹤提供了依據(jù)。

5成果分析

圖1、圖2、圖3分別為該地區(qū)測線一時深剖面、測線二時深剖面、測線三時深剖面。

圖1測線一時深剖面

圖1為測線一的時深剖面圖，從圖中很容易就能看到從地表以下20米到150米之間，多組標準層反射波同向軸出現(xiàn)上下相對錯動，圖中以紅線標出。在錯動的一側（紅線右側），反射波的能量明顯減弱，甚至波形消失。原因一可能為反射波經(jīng)過斷層時能量被削減，原因二可能為生成繞射波等異形波，能量被分散。在圖中紅線兩側各出現(xiàn)一條垂直向下的波形空白區(qū)，推斷為斷層附近反射波干擾和畸變造成。在測線一測區(qū)內(nèi)，大面積的災后新居正在建設，地震后碎石、大量的建渣堆積有數(shù)米厚，加上建筑噪音巨大，導致淺層波形嚴重被干擾，造成圖一中上部波形，很難分辨出基巖的埋藏深度。

圖2測線二時深剖面

圖2為測線二的時深剖面圖，從圖中同樣能看到從地表以下20米到120米之間，多組標準層反射波同向軸出現(xiàn)上下相對錯動，圖中以紅線標出。并在錯動兩側出現(xiàn)同向軸分叉、合并的現(xiàn)象。原因推斷為下降盤厚度變化或巖性改變造成。測線前13個點鋪設在水泥硬質地面上的裂縫中，縱向接觸不夠好，加上來回走動的游客較多，干擾較大，采集的數(shù)據(jù)不甚理想，造成其對應測線前25個cdp點的波形比較模糊，已經(jīng)失去了推斷解釋的必要性，故不對其作出解釋。

圖3為測線三的時深剖面圖，從圖中看到在推斷斷裂兩邊，多組標準層反射波同向軸出現(xiàn)上下相對錯動，并伴隨出現(xiàn)（下轉第54頁）（上接第10頁）同向軸分叉、合并的現(xiàn)象，斷點處或交叉合并處性質相同，傾向一致，層位錯動呈規(guī)律變化。

圖3測線三時深剖面

對比分析某鎮(zhèn)三條測線的時深剖面圖，推測某鎮(zhèn)中學地表以下20至150米的地方存在斷裂，并且斷裂有進一步下延的趨勢，斷層近南北向，西北盤為上盤，東南盤為下盤，斷面傾向45度左右，斷差3到10米甚至更大，推斷為沖斷層還是逆沖斷層需要更多的鉆井地層資料的支持。

6結束語

（１）淺層地震發(fā)射法具有較高的分辨率，在確定基地形態(tài)、埋深和起伏狀態(tài)上有較好的應用效果；

（２）干擾波對淺層反射具有較強的干擾，因為必須認真調查和研究各種干擾波的來源和特征，以便根據(jù)不同的干擾波背景使用地震儀性能，采取相應的抗干擾技術；

（３）淺層地震反射法需要結合地質、電法、重力和鉆井資料等進行綜合分析，進行驗證，確定地震斷裂的形態(tài)、埋深和起伏狀態(tài)。

【參考文獻】

［１］李新劍.淺反和高密度電法在工程檢測中的應用[J].電力勘測，1999,09(03).

［２］蔣維平,孟憲民.地震反射波法在淺層勘探中的應用[J].中國煤炭地質,2008,09:20(09).

［３］謝冰,王偉,吳昌勇.淺層地震反射波法在探測水電站進水口淤泥厚度中的應用[J].土工基礎，2007,04:21(02).

［４］周竹生,等.淺層地震反射中的固定單元排列法研究[J].工程勘察，2010(07).

［５］劉祖珉,雷宛,等.淺層地震反射波法在某重大工程預選廠址中的應用[J].成都理工大學學報:自然科學版，2006(04).

［責任編輯：劉帥]

【摘要】淺層地震反射法是工程地質勘察中的一種重要手段，其特有的高分辨率特性有利于確定地層界面，基起伏變化的形態(tài)。在地震斷裂帶上具有明顯地表特性的地點實施淺層地震勘探工作，并借數(shù)據(jù)反映斷裂帶的形態(tài)、范圍與隱伏深度，為進一步解釋地震產(chǎn)生的原因提供數(shù)據(jù)支持。

【關鍵詞】淺層地震反射法；地震；斷裂帶

【Abstract】Shallow seismic reflection method is an important means of engineering geological investigation, the characteristics of high resolution to determine the formation interface, ups and downs change form. The location of the surface features on the earthquake fault zone has obvious implementation of shallow seismic exploration, and data reflect the form and scope of the fault zone and the buried depth, provide data support for further explain the causes of the earthquake.

【Key words】Shallow seismic reflection method；The earthquake;Fault

國內(nèi)外地震陸續(xù)不斷，對人們的生命安全和經(jīng)濟財產(chǎn)造成了巨大的損失，給國家和人民帶來了不可想象的沉重損失，因此對地震帶的研究迫在眉睫。

１基礎理論

淺層地震反射法（簡稱淺反）是典型的點勘探方法，它著眼于地下不同介質之間有無可分辨的界面和界面兩側速度（波阻抗）的大小。

淺反是工程地質勘察中的一種重要手段，其特有的高分辨率特性有利于確定地層界面，基起伏變化的形態(tài)。勘探成果的優(yōu)劣取決于野外采集數(shù)據(jù)的質量、震源檢波器、觀測系統(tǒng)和人為誤差等。

2測區(qū)地形

該地區(qū)屬云華山支脈的東干東山地帶，龍門山斷裂帶由此通過。5.12特大地震中，地震波在校內(nèi)兩幢沿斷裂帶方向修建的教學樓之間造成地層橫向及縱向的錯動，建在斷裂帶斷層上盤的教學樓相對于建在斷裂帶斷層下盤的教學樓整體上升了近三米，但上盤教學樓保存完好，墻體上甚至鮮有裂痕，下盤的教學樓仍然矗立，被合稱為“最牛的教學樓”，與之形成鮮明對比的是，緊靠樓學樓，垂直于斷裂帶方向修建的學校宿舍樓卻在地震中完全坍塌，造成重大的人員傷亡。鑒于教學樓獨特的地表特征極具科學研究價值，該測區(qū)就選在教學樓前。此斷裂的研究對地震斷裂帶的研究具有重大的現(xiàn)實意義。

3野外工作方法與技術

由于工作區(qū)地形、工作時間的限制，在該地區(qū)布置了3條測線，測線長度分別從240米到310米不等，測線距視地形，便于測線鋪設而定，一般在100米左右。觀測系統(tǒng)都選用的5米的道間距，中間放炮的簡單連續(xù)觀測系統(tǒng)。

4資料解釋

地震資料的地質解釋就是拾取反射層,識別地質結構層反射波組的特征,對地層的分布狀態(tài)和地質構造做全面的了解。它的主要判斷依據(jù)是：

1）反射組的同相性。只要地下介質中存在波阻抗差異，就可以在地震影像剖面中找到相應的反射波與之對應。

2）反射波型的相似性。相鄰記錄道上同一反射波組形態(tài)的主要特征保持不變。

3）反射波組的形態(tài)特征。同一地層反射波組的波形波幅，周期及包絡線形態(tài)等有一定特征，不同地層的反射波組將有差異。

4）地下不同地層介質的波阻及幾何分布形態(tài)也決定波阻的形態(tài)特征。確定具有一定形態(tài)特征的反射波是反射層識別的基礎，而反射波組的同相性和形似性為反射層的追蹤提供了依據(jù)。

5成果分析

圖1、圖2、圖3分別為該地區(qū)測線一時深剖面、測線二時深剖面、測線三時深剖面。

圖1測線一時深剖面

圖1為測線一的時深剖面圖，從圖中很容易就能看到從地表以下20米到150米之間，多組標準層反射波同向軸出現(xiàn)上下相對錯動，圖中以紅線標出。在錯動的一側（紅線右側），反射波的能量明顯減弱，甚至波形消失。原因一可能為反射波經(jīng)過斷層時能量被削減，原因二可能為生成繞射波等異形波，能量被分散。在圖中紅線兩側各出現(xiàn)一條垂直向下的波形空白區(qū)，推斷為斷層附近反射波干擾和畸變造成。在測線一測區(qū)內(nèi)，大面積的災后新居正在建設，地震后碎石、大量的建渣堆積有數(shù)米厚，加上建筑噪音巨大，導致淺層波形嚴重被干擾，造成圖一中上部波形，很難分辨出基巖的埋藏深度。

圖2測線二時深剖面

圖2為測線二的時深剖面圖，從圖中同樣能看到從地表以下20米到120米之間，多組標準層反射波同向軸出現(xiàn)上下相對錯動，圖中以紅線標出。并在錯動兩側出現(xiàn)同向軸分叉、合并的現(xiàn)象。原因推斷為下降盤厚度變化或巖性改變造成。測線前13個點鋪設在水泥硬質地面上的裂縫中，縱向接觸不夠好，加上來回走動的游客較多，干擾較大，采集的數(shù)據(jù)不甚理想，造成其對應測線前25個cdp點的波形比較模糊，已經(jīng)失去了推斷解釋的必要性，故不對其作出解釋。

圖3為測線三的時深剖面圖，從圖中看到在推斷斷裂兩邊，多組標準層反射波同向軸出現(xiàn)上下相對錯動，并伴隨出現(xiàn)（下轉第54頁）（上接第10頁）同向軸分叉、合并的現(xiàn)象，斷點處或交叉合并處性質相同，傾向一致，層位錯動呈規(guī)律變化。

圖3測線三時深剖面

對比分析某鎮(zhèn)三條測線的時深剖面圖，推測某鎮(zhèn)中學地表以下20至150米的地方存在斷裂，并且斷裂有進一步下延的趨勢，斷層近南北向，西北盤為上盤，東南盤為下盤，斷面傾向45度左右，斷差3到10米甚至更大，推斷為沖斷層還是逆沖斷層需要更多的鉆井地層資料的支持。

6結束語

（１）淺層地震發(fā)射法具有較高的分辨率，在確定基地形態(tài)、埋深和起伏狀態(tài)上有較好的應用效果；

（２）干擾波對淺層反射具有較強的干擾，因為必須認真調查和研究各種干擾波的來源和特征，以便根據(jù)不同的干擾波背景使用地震儀性能，采取相應的抗干擾技術；

（３）淺層地震反射法需要結合地質、電法、重力和鉆井資料等進行綜合分析，進行驗證，確定地震斷裂的形態(tài)、埋深和起伏狀態(tài)。

【參考文獻】

［１］李新劍.淺反和高密度電法在工程檢測中的應用[J].電力勘測，1999,09(03).

［２］蔣維平,孟憲民.地震反射波法在淺層勘探中的應用[J].中國煤炭地質,2008,09:20(09).

［３］謝冰,王偉,吳昌勇.淺層地震反射波法在探測水電站進水口淤泥厚度中的應用[J].土工基礎，2007,04:21(02).

［４］周竹生,等.淺層地震反射中的固定單元排列法研究[J].工程勘察，2010(07).

［５］劉祖珉,雷宛,等.淺層地震反射波法在某重大工程預選廠址中的應用[J].成都理工大學學報:自然科學版，2006(04).

［責任編輯：劉帥]

【摘要】淺層地震反射法是工程地質勘察中的一種重要手段，其特有的高分辨率特性有利于確定地層界面，基起伏變化的形態(tài)。在地震斷裂帶上具有明顯地表特性的地點實施淺層地震勘探工作，并借數(shù)據(jù)反映斷裂帶的形態(tài)、范圍與隱伏深度，為進一步解釋地震產(chǎn)生的原因提供數(shù)據(jù)支持。

【關鍵詞】淺層地震反射法；地震；斷裂帶

【Abstract】Shallow seismic reflection method is an important means of engineering geological investigation, the characteristics of high resolution to determine the formation interface, ups and downs change form. The location of the surface features on the earthquake fault zone has obvious implementation of shallow seismic exploration, and data reflect the form and scope of the fault zone and the buried depth, provide data support for further explain the causes of the earthquake.

【Key words】Shallow seismic reflection method；The earthquake;Fault

國內(nèi)外地震陸續(xù)不斷，對人們的生命安全和經(jīng)濟財產(chǎn)造成了巨大的損失，給國家和人民帶來了不可想象的沉重損失，因此對地震帶的研究迫在眉睫。

１基礎理論

淺層地震反射法（簡稱淺反）是典型的點勘探方法，它著眼于地下不同介質之間有無可分辨的界面和界面兩側速度（波阻抗）的大小。

淺反是工程地質勘察中的一種重要手段，其特有的高分辨率特性有利于確定地層界面，基起伏變化的形態(tài)?？碧匠晒膬?yōu)劣取決于野外采集數(shù)據(jù)的質量、震源檢波器、觀測系統(tǒng)和人為誤差等。

2測區(qū)地形

該地區(qū)屬云華山支脈的東干東山地帶，龍門山斷裂帶由此通過。5.12特大地震中，地震波在校內(nèi)兩幢沿斷裂帶方向修建的教學樓之間造成地層橫向及縱向的錯動，建在斷裂帶斷層上盤的教學樓相對于建在斷裂帶斷層下盤的教學樓整體上升了近三米，但上盤教學樓保存完好，墻體上甚至鮮有裂痕，下盤的教學樓仍然矗立，被合稱為“最牛的教學樓”，與之形成鮮明對比的是，緊靠樓學樓，垂直于斷裂帶方向修建的學校宿舍樓卻在地震中完全坍塌，造成重大的人員傷亡。鑒于教學樓獨特的地表特征極具科學研究價值，該測區(qū)就選在教學樓前。此斷裂的研究對地震斷裂帶的研究具有重大的現(xiàn)實意義。

3野外工作方法與技術

由于工作區(qū)地形、工作時間的限制，在該地區(qū)布置了3條測線，測線長度分別從240米到310米不等，測線距視地形，便于測線鋪設而定，一般在100米左右。觀測系統(tǒng)都選用的5米的道間距，中間放炮的簡單連續(xù)觀測系統(tǒng)。

4資料解釋

地震資料的地質解釋就是拾取反射層,識別地質結構層反射波組的特征,對地層的分布狀態(tài)和地質構造做全面的了解。它的主要判斷依據(jù)是：

1）反射組的同相性。只要地下介質中存在波阻抗差異，就可以在地震影像剖面中找到相應的反射波與之對應。

2）反射波型的相似性。相鄰記錄道上同一反射波組形態(tài)的主要特征保持不變。

3）反射波組的形態(tài)特征。同一地層反射波組的波形波幅，周期及包絡線形態(tài)等有一定特征，不同地層的反射波組將有差異。

4）地下不同地層介質的波阻及幾何分布形態(tài)也決定波阻的形態(tài)特征。確定具有一定形態(tài)特征的反射波是反射層識別的基礎，而反射波組的同相性和形似性為反射層的追蹤提供了依據(jù)。

5成果分析

圖1、圖2、圖3分別為該地區(qū)測線一時深剖面、測線二時深剖面、測線三時深剖面。

圖1測線一時深剖面

圖1為測線一的時深剖面圖，從圖中很容易就能看到從地表以下20米到150米之間，多組標準層反射波同向軸出現(xiàn)上下相對錯動，圖中以紅線標出。在錯動的一側（紅線右側），反射波的能量明顯減弱，甚至波形消失。原因一可能為反射波經(jīng)過斷層時能量被削減，原因二可能為生成繞射波等異形波，能量被分散。在圖中紅線兩側各出現(xiàn)一條垂直向下的波形空白區(qū)，推斷為斷層附近反射波干擾和畸變造成。在測線一測區(qū)內(nèi)，大面積的災后新居正在建設，地震后碎石、大量的建渣堆積有數(shù)米厚，加上建筑噪音巨大，導致淺層波形嚴重被干擾，造成圖一中上部波形，很難分辨出基巖的埋藏深度。

圖2測線二時深剖面

圖2為測線二的時深剖面圖，從圖中同樣能看到從地表以下20米到120米之間，多組標準層反射波同向軸出現(xiàn)上下相對錯動，圖中以紅線標出。并在錯動兩側出現(xiàn)同向軸分叉、合并的現(xiàn)象。原因推斷為下降盤厚度變化或巖性改變造成。測線前13個點鋪設在水泥硬質地面上的裂縫中，縱向接觸不夠好，加上來回走動的游客較多，干擾較大，采集的數(shù)據(jù)不甚理想，造成其對應測線前25個cdp點的波形比較模糊，已經(jīng)失去了推斷解釋的必要性，故不對其作出解釋。

圖3為測線三的時深剖面圖，從圖中看到在推斷斷裂兩邊，多組標準層反射波同向軸出現(xiàn)上下相對錯動，并伴隨出現(xiàn)（下轉第54頁）（上接第10頁）同向軸分叉、合并的現(xiàn)象，斷點處或交叉合并處性質相同，傾向一致，層位錯動呈規(guī)律變化。

圖3測線三時深剖面

對比分析某鎮(zhèn)三條測線的時深剖面圖，推測某鎮(zhèn)中學地表以下20至150米的地方存在斷裂，并且斷裂有進一步下延的趨勢，斷層近南北向，西北盤為上盤，東南盤為下盤，斷面傾向45度左右，斷差3到10米甚至更大，推斷為沖斷層還是逆沖斷層需要更多的鉆井地層資料的支持。

6結束語

（１）淺層地震發(fā)射法具有較高的分辨率，在確定基地形態(tài)、埋深和起伏狀態(tài)上有較好的應用效果；

（２）干擾波對淺層反射具有較強的干擾，因為必須認真調查和研究各種干擾波的來源和特征，以便根據(jù)不同的干擾波背景使用地震儀性能，采取相應的抗干擾技術；

（３）淺層地震反射法需要結合地質、電法、重力和鉆井資料等進行綜合分析，進行驗證，確定地震斷裂的形態(tài)、埋深和起伏狀態(tài)。

【參考文獻】

［１］李新劍.淺反和高密度電法在工程檢測中的應用[J].電力勘測，1999,09(03).

［２］蔣維平,孟憲民.地震反射波法在淺層勘探中的應用[J].中國煤炭地質,2008,09:20(09).

［３］謝冰,王偉,吳昌勇.淺層地震反射波法在探測水電站進水口淤泥厚度中的應用[J].土工基礎，2007,04:21(02).

［４］周竹生,等.淺層地震反射中的固定單元排列法研究[J].工程勘察，2010(07).

［５］劉祖珉,雷宛,等.淺層地震反射波法在某重大工程預選廠址中的應用[J].成都理工大學學報:自然科學版，2006(04).

［責任編輯：劉帥]