城市活断层地震勘探的最佳组合方法与应用研究

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1、第!"卷#第$期地#震#地#质3456!"，146$!%%&年’!月()*(+,-,./012.),-,./2786，!%%&城市活断层地震勘探的最佳组合方法与应用研究’）’）’）’）!）’）方盛明#张先康#刘保金#段永红#徐锡伟#张永超’）中国地震局地球物理勘探中心，郑州#$9%%%!!）中国地震局地质研究所，北京#’%%%!:摘!要!!根据近年来在全国开展的大城市活断层地震探测实践，在简要介绍各种地震勘探方法的基本原理和工作方法的基础上，着重分析了不同地震勘探方法的适用范围、获得的主要成果和所解决的主要

2、问题。讨论了现阶段用地震勘探获取地壳结构和对不同深度断层定位的最佳组合方法，即对于有沉积覆盖的隐伏数百米深度至地表的断层，可用浅层地震勘探对其进行追踪，基底（埋深数公里）以上断层可采用高分辨地震折射探测；对于地壳中、深断裂应用反射地震勘探和深地震宽角反射;折射联合探测方法；还可以进一步采用三维深地震测深方法获得城市下方的三维结构和构造信息。采用这样的组合探测方法能够较好地获得断层在不同深度的产状与展布以及由深至浅完整的分布图像，并给出了应用实例。关键词!!地震勘探#最佳组合#应用实例>中图分类号：<=’96

3、=’文献标识码：0文章编号：%!9=?$:&@（!%%&）%$?%&$&?%:%#引言近年来为减轻城市地震灾害所造成的生命财产损失，国际上一些多地震国家（如美国、日本等）都相继投入了巨大的财力、物力开展大城市及周边地区的地震活断层探测工作。中国自!%世纪"%年代以来，在全国主要地震带与地震重点防御监视区开展了活断层探测与研究，特别是“十五”以来，在全国!%个省会等大城市全面启动、深入系统地开展活断层探测与研究工作。然而在城市开展活断层探测存在许多科学技术难题，如城市内干扰因素多、干扰强度大，且地表地质条件复

4、杂多变等许多预想不到的困难，因而地震活断层探测是一个科学技术含量高，具有挑战性的综合性探测工程，必须解决一系列科学问题（邓起东，!%%!）。由于城市活断层位于城区及邻近地区，探测研究方案应根据探测城市及周边地区地表地貌等客观情况，断层的基本特性、探测研究所要达到的科学目标等内容，综合各种因素选择一种或多种探测方法并制定出科学合理的实施方案。地球物理勘探是城市地震活断层探测最主要的技术手段，主要有地震勘探、电磁探测和重力勘探等方法（方盛明等，!%%!），根据国内外特别是近几年的探测实践，我们体会到在这些探测方

5、法中尤以地震方法最为有效。地震勘探有纵波勘探、横波勘探。纵波勘探又分为反射波勘探和折射波勘探，它们各具特点，在具体实施过程中应根据探测目的层深度的不同来选择使用〔收稿日期〕!!%%&?%:?’"收稿，!%%&?’’?’!改回。〔基金项目〕!国家发展与改革委员会发改投资“城市活断层试验探测”项目（!%%$’’="）资助。中国地震局地球物理勘探中心论著编号：AB).!%%&!%。!期方盛明等：城市活断层地震勘探的最佳组合方法与应用研究1!4不同的地震勘探方法，采用合理的最佳组合方式，才能够准确的对断层进行定位。

6、"#活断层地震方法的最佳组合探测采用合理的最佳组合方式，准确的对断层进行定位就是要探测由深至浅断层是否存在，断层的规模、产状及发育状况。由于地壳浅表断裂不可能发生大的破坏性地震，板内地震一般震源深度在$%&’()或更深，地震又多与深部断层有关，探测是否存在直下型断裂及断裂的深浅构造耦合关系，断层由深至浅的发育情况、浅部断层断到什么层位等，真正有效地获得从震源深度直到近地表的隐伏断层图像，是我们要面对和需要解决的重要问题。通过近几年我们在福州、上海、乌鲁木齐、西安、沈阳等大城市开展的大城市活断层探测与研究，对

7、地壳不同深度的断层应采用不同的地震探测方法或联合探测方式，才能较好地获得从震源深度至近地表的隐伏断层的分布图像。!"!#基底以上结构和断层的探测研究基底以上结构和断层时，可采用初至折射波（*+）探测。初至折射波有易于辨认、识别准确度高的特点。通常近地表地下介质的速度结构变化较大，且一般随深度的增加而增大，在地面接收到的近激发点的初至波实际上都是回折波。根据回折波的性质，炮检距越大，回折点的深度越大，且其视速度等于回折点的速度，因此可以利用回折波的这一特点，由时距曲线计算出回折点的深度及相应的速度。当弹性波以

8、临界角入射到速度分界面（!"!）时，在下部介&"质的顶部产生沿界面的滑行波———折射波（首波），折射波的旅行时间包含速度界面的深度及滑行波的速度等信息。因此，在城市活断层探测时，可利用初至折射波研究地下介质结构及基底构造，采用高分辨折射探测方法。高分辨折射探测方法采用密集炮距和接收点距的观测系统，用折射初至波成像来获得研究区基底以上高精度速度结构图像（,-./，"001；,-./#$%&2，&’’"）、沉积盆地的