乌鲁木齐城市活断层超浅层人工地震探测研究

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1、中国地震局兰州地震研究所硕士学位论文乌鲁木齐城市活断层超浅层人工地震探测研究姓名：宋正娜申请学位级别：硕士专业：构造地质学指导教师：沈军20060707摘要从地表至地下200m的近地表（超浅层）深度范围恰好是各种深、浅层人工地震勘探的盲区，但对活动构造研究意义重大。研究超浅层地震在乌鲁木齐城市活断层探测中规范的数据采集、处理技术具有一定的代表性与应用价值；可为今后本地区及全国其他环境相近地区的活断层探测提供重要的参考。本文试图从城市活断层探测的角度出发，利用地质学与地球物理等学科中的相关理论和方法，探讨超浅层地震在复杂地质构造背景下取得有效

2、探测结果的前提条件，并对乌鲁木齐主要活断层的典型剖面进行重点研究，力求在城市活断层超浅层地震探测数据采集技术、数据处理及资料解释方法等三个方面有所进展，为今后乌鲁木齐及西北地区的活断层超浅层地震探测提供参考与借鉴。通过本次工作和研究，得到了以下主要结论与认识：1.综合分析乌鲁木齐地震资料发现，超浅层纵波反射探测中，选择恰当的观测系统是获得可靠探测结果的关键之一。首先要依据扩展排列实验并参考观测系统参数选择原则选好最小和最大偏移距，在超浅层探测中，近震源道记录中反射波与干扰波很难分辨，需要一定的偏移距才能将其分辨清楚。同时最大偏移距不能过大，

3、由于目标层埋深很浅，若排列长度过大，记录的多为折射波，所以需要采用短排列、小道间距进行数据采集。针对研究区基岩埋深很浅的情况，要获取具有较高分辨率及较高信噪比的探测结果，采用6～12次叠加就可满足要求。另外，要提高超浅层地震探测的分辨率，还需要采用小的炮间距。2.文中9条典型超浅层地震剖面较形象地反映了所测断层的某些典型反射特征。剖面Ⅰ与剖面Ⅱ分别为探测西山断层的纵、横波反射剖面。剖面Ⅰ中反射波同相轴突然中断、基岩出露部位反射信号尽失等反射特征较好地反映了西山断层中陡倾角的侏罗系逆冲至第四系的反射特征；而剖面Ⅱ反映了西山断层错距较小部位反射

4、轴错断明显的反射特征，体现了横波反射信息丰富、纵向分辨率较高的特点。剖面Ⅲ～Ⅴ是推断碗窑沟断层位置所依据的重要剖面，剖面Ⅲ中反射波同相轴能量突变、第四系底界反射轴明显断错都较形象地反映了断层两盘第四系底面落差较大背景下的反射特征；剖面Ⅳ、Ⅴ中基岩顶面反射轴的明显断错及第四系内部反射波组的中断等反射特征较好地揭示了断层的位置与特征。I剖面Ⅵ、Ⅶ较为理想地反映了雅玛里克断层的反射特征，可作为该断层的标准剖面。剖面Ⅵ、Ⅶ中异常部位反射波同相轴的明显中断与位错、断层破碎带及其两侧第四系覆盖层之下的不同介质反射特征迥异等反射特征为判定断层位置及倾向提

5、供了较充分依据；剖面Ⅵ中异常部位反射波组的相互覆盖扰动是雅玛里克断层走滑特征的具体体现。剖面Ⅷ、Ⅸ都较形象地揭示了八钢-石化隐伏断层在近地表的地层结构与断层特征。剖面Ⅷ中异常部位反射波同相轴挤压褶曲形成背斜状构造、反射波组反向交叉与错断等反射特征都形象地反映了断层东段的断错特征与对近地表地层的挤压牵引作用。剖面Ⅸ中异常部位反射轴严重断错及挤压褶曲等反射特征也较好地揭示了断层东段近地表的断错特征。3.本文在对超浅层地震数据采集技术、资料处理与解释方法进行系统研究的基础上，以9条可清晰分辨出断层位置的典型剖面为例，证明在选择合适观测系统和数据处

6、理方法基础上，超浅层地震反射波法可以获取深度仅有几十米的地层反射信号，且大部分反射剖面都可较清楚地揭示出超浅部断层位置和断层特征。研究结果初步显示出，超浅层地震反射方法在城市活动断层探测中具有良好的应用前景。关键词:超浅层地震反射方法城市活断层乌鲁木齐观测系统数据处理方法资料解释方法典型地震剖面IIAbstractTheultra-shallowrangeofdepthabout200mbelowthegroundsurfaceisexactlytheblindareaofeverykindofdeepandshallowseismicex

7、ploration,butitpalysaimportantpartintheresearchofactivestructure.Tostudycanonicalacquisitionandprocessingtechniqueofultra-shallowseismicdatafordetectingurbanactivefaultsinUrumqiisprovidedwithgreattypicalityandappliedvalue,andcansupportvitalreferencefordetectingurbanactivef

8、aultsinUrumqiandotherareasofallthecountryindetectingenvironmentsimilartoUrumqiinthefuture