淺層地震勘探技術與方法研究

徐輝XU Hui；顧禮敬GU Li-jing

（江蘇省地質勘查技術院，南京 210008）

（Geological Exploration Technology Institute of Jiangsu Province，Nanjing 210008，China）

1 勘探設備和測線布設

由于測線位于人口稠密的城市中，測線上的車輛行人活動頻繁，人為振動的干擾十分強烈。常規小噸位可控震源激的能量不能達到探測目標的深度，為了壓制干擾噪聲，選用美國生產的出力18 噸的AHV-Ⅳ型可控震源激發地震波。這樣不但解決了地震勘探的抗干擾問題，而且也保證有足夠的激發能量來滿足大于300m 探測深度的要求。數據采集使用德國DMT 公司制造的Summit 型數字地震儀。地震波接收使用60Hz 高頻縱波檢波器，每個測點采用四只檢波器點組合方式接收。

2 測區地震勘探前提條件分析

據已有地質與鉆井資料，工區內基巖主要為上白堊統砂礫巖、上侏羅統安山質、流紋質凝灰巖、上震旦統—寒武系灰巖、白云巖及燕山期花崗閃長巖，局部范圍還有下第三系粉砂巖、粉砂質泥巖。由此可見，區內淺層地震勘探工作具有以下的地球物理前提：

第四系及新近系與下伏基巖間具明顯速度、密度差異，兩者之間存在明顯的波組抗差異，因而基巖面將形成良好的地震反射界面；第四系及新近系各層位間也具有一定的速度、密度差異，當界面比較穩定、干擾小時，也可形成一定的地震反射界面；由于本區覆蓋層內砂層較厚，而砂層對地震波具有較強的吸收作用，故會增加地震勘查工作的難度。當斷裂引起的地層垂向錯動或明顯破碎時，地震時間剖面圖將相應地出現反射波組同相軸的錯動、缺失或者能量減弱等異常特征。工區內地下水位較淺，僅1-2m，有利于地震縱波的激發與接收。因此，選用地震反射勘探方法是適宜的。

通過觀測系統參數實驗以及可控震源激發參數實驗最終確定本次野外數據采集參數為：道距5m，接收道數72 道，覆蓋次數12 次，偏移距45m，炮間距15m，記錄長度1024ms，采樣間隔1ms，8 次振動垂直疊加。

3 地震勘探揭示的斷層構造特征

3.1 北段

通過測線淺層地震時間剖面圖可以觀察到，基巖面反射信號清晰，在180 CDP 附近基巖面反射波組（Tg）能量減弱，以至相位中斷、不連續，推斷為斷點異常（f35）（圖1）。該異常顯示基巖頂面西低東高，落差不大。由解釋剖面圖可知，斷層位于距測線西端655m 處，為西傾正斷層，傾角較陡，斷層兩側落差約4m，斷層寬度約10m，上斷點深度推測為248m，位于下更新統，說明活動時代應為早更新世。

測線發現兩處異常，分別位于480 CDP 和260 CDP附近，表現為基巖面反射信號（Tg）能量減弱、異常兩側相位特征顯示不同。這兩異常均顯示基巖面西低東高，落差不大，上覆第四系內部界面的反射信號均未受影響。這兩斷點均為西傾正斷層，斷層寬度分別為20m 和10m 左右，斷層兩側基巖面落差分別約為4m 和3m，上斷點深度分別推測為230m 和240m。中更新統（Q2）未被錯動，斷層活動時代應為早更新世。

測線地震時間剖面圖顯示，基巖面反射相位在350 CDP 附近能量減弱，且有小錯動，表現為東低西高，推斷為斷點異常（圖2）。

該斷點為東傾正斷層，寬約5m，斷層兩側基巖面落差約4m，上斷點深度推測為248m。斷裂僅發生在基巖或覆蓋層底部，表明其活動時代為早更新世或更早。

本段斷點傾向或東或西，表明此段范圍內太倉-奉賢斷裂由至少兩條傾向不同的斷層組合而成，但斷點埋深相差不大，在230-290m 之間，斷點錯斷層位均為Q1，斷距多在5m 以內，斷裂寬度多在10-15m 之間。

3.2 南段

圖2 斷點地震時間剖面圖

測線地震時間剖面圖顯示，在340 CDP 附近出現一異常，基巖面反射信號能量減弱而不連續。該異常東低西高，但落差極小，也未影響到覆蓋層內部界面的反射波組。該斷點為東傾正斷層，斷層兩側落差較小，寬度約12m，上斷點深度約為330m，斷裂僅發生在基巖及覆蓋層底部。T3及上覆地層反射信號未受影響，表明該斷層活動時代應為早更新世早期。

測線地震時間剖面圖顯示，在290CDP 附近出現一異常，基巖面反射信號能量減弱而不連續，且出現微小錯動。該異常西高東低，但落差極小，也未影響到覆蓋層內部界面的反射波組。該斷點為東傾正斷層，斷層兩側落差5m 左右，寬度約12m，上斷點深度約為490m，斷裂僅發生在基巖及覆蓋層底部。下更新統（Q1Z）及上覆地層反射信號未受斷層影響，表明該斷層活動時代應為早更新世早期或更早。

測線地震時間剖面圖顯示，測線的2390m 處基巖面反射波組（Tg）中斷、錯位現象（f7）。為東傾正斷層，傾角約70°，斷層寬度10m 左右，斷距約10m，該斷層主要發生在基巖內部，時間剖面圖顯示，斷層頂端位于覆蓋層底部，上斷點深度約250m，即下更新統（Q1）和新近系（N）的底部。

表1 太倉-奉賢斷裂南段斷點特征統計表

此段范圍內發現的太倉-奉賢斷裂各斷點埋深變化深淺變化較大，最淺約250m，最深近500m，基巖埋深在此段范圍埋深變化較強烈。此段斷裂傾向皆向東，斷距變化較大，但都在10m 以內，都存在10m 左右的斷裂寬度。

4 結論

本文以太倉-奉賢斷裂為例，詳述了在城市中的淺層地震勘探技術。勘探結果顯示：太倉-奉賢斷裂從斷裂產狀來講上具有分段的特征，北段埋深相對較淺，基巖面錯斷距離在5m 以內，基巖面斷裂寬度大多超過10m；南段埋深相對較大，基巖面錯斷距離大于5m，斷裂寬度在10m左右。從地震剖面上來看，太倉-奉賢斷裂最新活動時間約在早更新世早期，具有一定的地震危險性。

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