浅层地震勘探在城市活断层探测中的应用研究

时间:2023-01-06 20:30:03 浏览量:

摘要: 本文通过在上海市用浅层地震纵波反射方法探测太仓-奉贤隐伏断裂的实例,阐述了在覆盖层较厚、人口密集、环境干扰较强条件下的地震勘探方法技术。

Abstract: This article expounds the seismic exploration technique under the condition of thick layer, high population, and strong environmental interference through the example of detecting Taicang-Fengxian concealed fault by shallow seismic longitudinal wave reflection method in Shanghai.

关键词: 浅层地震;纵波;活断层探测;太仓-奉贤断裂

Key words: shallow seismic;longitudinal wave;active fault detection;Taicang-Fengxian concealed fault

中图分类号:P631.4 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)22-0293-02

1 上海市地质概况

1.1 地形地貌特征 上海地区除了在西南部零星散布有十余座海拔百米以下的基岩剥蚀残丘外,一般地势平坦,地面高程介于2.2-4.8m之间,大致为东高西低的微倾斜平原。以岗身为界,其西为湖沼平原,地势低洼,高程在4m以下;其东为滨海平原,地面高程一般略大于4m。沿长江,包括崇明、长兴等岛屿及一些沙洲,为典型的现代河口三角洲地貌,高程3-4m。

1.2 地层 上海大地构造隶属扬子准地台的浙西-皖南台褶带和下扬子台褶带的北东延伸部分,新构造分区属苏北-南黄海沉降区的苏锡沪缓慢下降区。全区几乎都被巨厚的第四纪沉积物覆盖,厚约300m左右,自西南向东北逐渐加厚。第四系是一套以粘性土与砂性土交互的碎屑沉积物,由下而上具明显的韵律性变化。

2 地震勘探工作方法

本次地震勘探的测线大多沿两条断裂推断位置大致垂直的方向布设。根据实地测线布设位置,采用地形图结合地物、测绳量距的方法确定炮点、检波点,每条测线端点、拐点及地面易辨认的标志物(如沟渠、桥头、电线杆、里程碑等)的坐标用GPS测定。

2.1 野外数据采集 定本次野外数据采集参数为:道距5m,接收道数72道,覆盖次数12次,偏移距45m,炮间距15m,记录长度1024ms,采样间隔1ms,8次振动垂直叠加。

2.2 数据处理与资料解释 虽然本次采集到的数据信噪比高,但数据处理对于最终成果的可靠性同样起到至关重要的作用。在数据处理中,为了尽可能获得最佳的叠加效果,最大限度地提高信噪比和分辨率,通过处理试验确定合理的处理流程及参数。

本次浅层地震所获不同测线地震时间剖面图显示地下基岩面及以上深度范围内发育有数量不等的反射波组,经对有效波组的分析对比,并结合地质资料分析,一般可划出4组有效反射波组,少量可划出3组有效波组,个别测线可划出5-6组有效反射波组相应地可分别划为5、4、6、7个物性层,各物性层及推断的地质属性列于表1。

3 地震勘探揭示的断层构造特征

本次地震勘探共发现14处与太仓-奉贤断裂相关的断裂痕迹,在地震时间剖面上表现为反射波同相轴有明显的错动、消失等现象,并形成一定落差。据各测线获得的断点埋深、断距、错断层位等特征将断裂由北向南划分为三段,各段特征总结如下:

3.1 北段(包括f1、f2、f3断点)。测线2200m附近出现T3和Tg反射波组被明显错断,呈现西高东低的异常(f1),为东倾正断裂,倾角较陡,断层两侧落差5-6m,断层宽度约10m,断层上断点深度推测为175m左右,位于下更新统(Q1)上部,T2波组完整,说明没断至中更新统(Q2)。

3.2 中段(包括f4-1、f4-2断点) 测线分别采用可控震源和枪式震源进行施工。测线编号分别为4-1、4-2,在对应位置均出现异常(f4-1、f4-2),T3、Tg反射波组发生中断、错动。断点分别位于4-1测线的1450m和4-2测线的630m附近,断层性质相近,均为西高、东低的正断层,断层两侧落差约10-15m,倾向东,倾角较陡,断层宽度不大,断层上断点深度均约190m,错断了基岩和下更新统(Q1),T2波组连续、完整,说明为中更新世(Q2)以前的断层。

此段断点埋深均在160-190m之间,变化不大,断距在10m左右,有一定宽度,倾向多为东倾,有西倾断裂发育,局部呈双断裂。

3.3 南段(包括f32-1、f32-2、f35、f36-2、f36-1、f38断点) 测线地震时间剖面图显示,基岩面反射波组较清晰(如图1),在269 CDP和179 CDP附近出现两处基岩面反射波组(Tg)能量减弱、相位不连续的异常 (f32-1、f32-2)。该两异常均表现为西低东高,但落差很小,均未影响到上覆第四系内部界面的反射波组。这两断点均为西倾正断层,宽度均为15m左右,断层两侧基岩面落差分别为4m和2m,上断点深度分别为282m、290m,断层仅发生在基岩及覆盖层底部。T3及以上地层反射界面反射相位未受影响,表明其活动时代应为早更新世早期。

4 结论

本次勘探共发现关于太仓-奉贤断裂的断点共14处,对各断点特征总结发现:太仓-奉贤断裂走向近北西向,由多支倾向不一的分支断裂组合而成;断裂北端埋深较浅,向南逐渐加深,至40测线以南断裂埋深达到最大,近500m;各断裂断距不大,10m左右,都具备10m左右的断裂宽度;断裂错断至第四系更新统底部,由此推测太仓-奉贤断裂是活动断裂,具有一定的地震危险性。

参考文献:

[1]曹令敏.应用浅层地震勘探划分地下软土结构[J].工程地球物理学报,2007,4(3):251-255.

[2]江苏省工程物理勘察院.上海市活断层探测与地震危险性评价陆域目标区初查阶段物探勘查工作报告[R].2005.

[3]中国地震局地球物理勘探中心.上海市活断层探测与地震危险性评价项目深地震探测工作报告[R].2005.

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