城市活断层探测中的地球物理方法

城市活断层探测中的地球物理方法（精选5篇）

篇1：城市活断层探测中的地球物理方法

城市活断层探测中的地球物理方法

本文论述了在我国城市活断层探测与地震危险性评价工作中应用的`地球物理方法及其重要作用和取得的效果,其中重点讨论了人工地震勘探应用中的有关科学和技术问题.

作 者：卢造勋 LU Zaoxun  作者单位：辽宁省地震局,辽宁,沈阳,110034 刊 名：东北地震研究 英文刊名：SEISMOLOGICAL RESEARCH OF NORTHEAST CHINA 年，卷(期)： 25(2) 分类号：P315.2 关键词：活断层探测   地震危险性评价   地震勘探  

篇2：城市活断层探测中的地球物理方法

地球化学探测方法在西宁市城市活断层探测中的应用

在西宁市城市活断层探测工作中利用FD-3017RaA测氡仪开展了隐伏断层土壤气氡的探测,探讨了断层的气体地球化学特征及其确定隐伏断层的方法.在进行的8条测线上进行了土壤气氡的野外现场测量,共1 384个点.结果表明,在8个地球化学剖面中确定了2处异常,由此确定了断层的.大体位置,该处的人工浅层地震勘探结果也证实断层的存在和具体位置.土壤气氡测量法作为辅助探测手段在大城市活断层的探测工作中有一定的参考意义.

作 者：杨丽萍 李智敏 李文巧 YANG Liping LI Zhimin LI Wenqiao  作者单位：青海省工程地震研究院,青海,西宁,810001 刊 名：高原地震 英文刊名：PLATEAU EARTHQUAKE RESEARCH 年，卷(期)：2009 21(1) 分类号：P632 关键词：氡   土壤气   活动断层   地球化学探测   西宁市  

篇3：城市活断层探测中的地球物理方法

一、浅层地震勘探的基本原理概述

所谓浅层地震勘探法即通过对自然地震的模拟而人为制造的一种地震波, 其能够在各级地质层中表现出具有明显差异性的相关特征。凭借人为制造的地震波在不同地层环境中所表现出的相应特性, 以及波段的传输过程方式不同, 一般将其分为地震反射波法和地震折射波法, 笔者将在下文进行简单的阐述。

(一) 地震反射波法

地震反射波法, 利用地震反射波进行人工地震勘探的方法。测量结果能较准确地确定界面的深度和形态, 圈定局部构造, 判断地层岩性。运用波的动力学特点进行地震地层学研究, 从分析地震相入手, 推测沉积环境。

(二) 地震折射波法

在城市活断层勘探中, 对面波干扰大、地震反射波法难以开展工作的区域, 可尝试利用地震折射波法进行探测, 并对折射波法探测的原始记录采用时间项、差异时距曲线和有限差分成像等方法进行综合计算、分析, 以探索折射波法在城市活断层勘探中的应用成效。

二、城市活断层探测的技术难点

对于城市活断层探测的相关技术难点问题, 简单地可以论述为以下几点:

在城市之中, 由于有大量的人为因素, 因此环境的影响因素要更多, 人类城市生活的方方面面, 不同方式的交通工具、遍及各个角落的通信设施等环境干扰因素都对城市活断层探测带来了挑战。

由于城市大量的高层建筑, 对地表层不规律性的深挖程度, 以及地底中密集遍布的管道和电缆等设施, 因此在城市进行活断层探测活动时, 安装相关专业器材会十分困难, 无疑也会影响工期的顺利进行, 并且相关探测波信号接收也会有一定程度的影响。

由于城市的各项基础设施和相关建筑物一般都较为集中, 因此对勘探的测试线路铺设会造成一定的影响, 无法进行相对广泛、合适的线路铺设。

城市由于经过大范围、长时间的人为建设从而使城市的活断层, 在原本的地表层上很难通过人为制造的地震波进行浅层地震勘探, 因为各种建筑, 以及城市路面都会造成波段的变化, 从而影响数据的采集和接收。

三、应用于城市活断层探测的浅层地震方法

(一) 地震波的激发震源的选择

在对地震波激发震源的选择上至关重要, 它极大地影响着对地震波段相关数据的获取, 浅层勘探只有获得足够精确的城市活断层的相关数值, 才具有研究、分析以及相关应用的意义, 因此必须通过采用合理、恰当的手段才能够保证应有的效果, 一般有如下几种方式, 通过进行炸药爆破来模拟产生地震源头、利用锤子进行击打的方式来模拟地震源头、通过强电压产生电火花模拟地震源头、借助压缩空气产生空气压力的方式模拟地震源头等方式。

(二) 抗干扰高分辨率浅层数字地震仪

对于加强浅层地震勘探在城市活断层中的应用效果来说, 一方面要加强对地震源头模拟产生的强度, 另一方面当然也要加强对地震波接收方面的能力。因此, 一般需要采用抗干扰能力强的通过高频检测地震波的设备, 能够有效地提高接收率, 从而提升数据的精确度。

(三) 结合郊外活断层数据

尽管通过上述方法能够有效提高浅层地震勘探对城市活断层的相关探测数据, 但是由于城市环境的复杂性, 还是很难有效保证勘探数据资料的准确性, 因此就必须结合城市周边郊外的数据探测从而进行综合分析、评定, 在城市中由于环境所限难以运用的一些方法, 在郊外就能够进行更加完整、全面的应用。

四、结束语

本文主要通过对浅层地震勘探的基本原理的简单阐述, 介绍了在活断层的探测中一般采取的两种应用, 即地震反射波法和折射波法。进而通过对城市活断层的技术难点的分析, 得出主要存在环境干扰、场地条件的非均匀性、测线布设受限制、地形地貌经过人为改造等原因。总之, 对于城市活断层探测的浅层地震使用方法, 地震波的激发震源的选择、抗干扰高分辨率浅层数字地震仪、野外数据采集方法等具体操作方法, 希望通过本文的探究和分析能够为相关勘测人员提供借鉴和参考。

摘要：本文主要分析了浅层地震勘探在城市活断层探测中的应用, 阐述了浅层地震勘探的相关研究结论, 针对城市活断层探测的技术难点问题进行深入研究, 结合本次研究, 最终提出了通过对地震波的激发震源进行科学选择、抗干扰高分辨率浅层数字地震仪以及野外数据采集等方法。最终希望通过本文的分析研究, 实现浅层地震勘探在城市活断层探测的目标。

关键词：浅层,地震勘探,城市活断层

参考文献

[1]徐辉, 顾礼敬.浅层地震勘探在城市活断层探测中的应用研究[J].价值工程, 2014 (02) .

[2]张慧利, 张琳, 夏媛媛等.浅层地震勘探在城市活断层探测与危险性评价中的应用[J].工程地球物理学报, 2014 (01) .

篇4：城市活断层探测中的地球物理方法

关键词：活断层；三维地震；高密度电阻率法

1、活断层的特性

1.1活断层的定义。指现今正在活动，或近期曾活动过，不就的将来可能重新活动的断层，后者也可称为潜在的活断层，它是深大断裂复活的产物。它往往是地质历史时期产生的深大断裂（即切穿上地壳、地壳或岩石圈的断裂），在近晚期和现代构造应力条件下重新活动而产生的。

1.2 活断层的继承性和反复性。现今发生地面断裂破坏的地段过去曾多次发生过同样的断层活动，并成规律分布，岩性和地貌错位发生，累计叠加。我国的活断层分布，主要继承了中生代和第三纪以来断裂构造的格架。

1.3 活断层的类型多种化。根据断层面位移矢量方向与水平面的关系，可将活断层划分为倾滑断层和走滑断层。倾滑断层又可分为为逆（冲）断层和正断层；而走滑断层又可分为左旋断层和右旋断层；以及它们之间还有相互组合的形式出现。

受大洋与陆地板块制约，我国东部地区以NE和NNE向的正斷层和走滑-正断层为主，西部地区则以NW、NNW和NWW向的走滑和逆冲-走滑断层为主。

1.4 活断层的活动方式。一种是间歇性地突然错动，称粘滑型断层；另一种是沿断层面两侧连续缓慢地滑动，称蠕滑型断层。

2、三维地震勘探

三维地震勘探的探测深度可达几公里，施工中对测线布置灵活性大，对于复杂地貌的城市来说，可进行灵活多样的测线束布置工作。同时能对高密度三维地震数据体进行精细解释，偏移归位准确，横向分辨率高，透视化高，有利于复杂小构造的圈定。

2.1 选择适合勘探地区的三维观测系统，接收和激发方式

根据勘探区地质条件和先期的试验工作，选择合理观测系统，包括最佳窗口、反射面元尺寸、最大与最小偏移距、接收道数、覆盖次数、排列方式等。接收方式选取法国428XL数字地震仪，选取合适的采样间隔、高低通滤波、增益、检波器等。以及试验后得到的井深与药量等激发参数。

2.2 野外数据采集

获取信噪比较高的原始记录，对后期资料处理起着基础性作用。选取激发井深至潜水位；合适的药量能获得较宽的有效频带，封孔能有效地压制干扰；做好检波器的耦合工作；一般不允许空道、空炮；对偏离理论设计的炮点和检波点要现场实测坐标；对地貌复杂线束引起的变观要提前用软件论证。

2.3 科学的数据处理流程与技术

在预处理完成后再进行常规处理流程，主要是进行地表一次性预测反褶积，速度分析、地表一致性剩余静校正、NMO动校正、DMO叠加、频域与空间域噪声衰减、叠前时间偏移等。

资料处理时注意要尽量在叠加之前提高信噪比和分辨率；通过速度分析与剩余静校正的迭代来提高速度与静校的精度；在时间域偏移前插值避免产生空间假频；通过子波反褶积和叠前反Q滤波等处理，拓宽地震波有效频带，提高分辨率。

2.4 资料解释

地震资料处理完成后得到三维数据体，它包含了勘探区内丰富的数据信息，解释工作就是把其中的数据信息提炼出所需的地质信息的过程。各地质单位对于解释流程均大同小异，此过程中值得注意的是，应着眼于从整体到局部，由简单向复杂的解释原则；纵、横时间剖面相结合，时间剖面与水平切片、沿层切片相结合，全方位反复对比；将三维可视化、地震属性解释和地震研究模型特征结合起来；多个数据体综合解释。仅举例两幅切片图，可以清晰辨认出断层。

图2.4-1萧县地区DF82 断层沿层切片显示 图2.4-2萧县地区DF82 断层水平切片显示

3、高密度电阻率法

它是一种阵列勘探方法，电极布设可一次性完成，减少了因电极设置而引起的故障和干扰；能有效进行多种电极排列方式的扫描测量，有效获得丰富的关于地电断面结构特征的地质信息；可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态；且与其他勘探法相比较，具有成本低、自动化程度高、异常形象直观、解释方便等优点，故在工程勘察中得到广泛应用。

3.1 野外工作方法技术

对断层进行探测时，为达到对电法剖面解译的准确性，主要应以探测的断层电性特征及避免环境带来的干扰因素为出发点。工作时应注意以下方面：①收集地质资料，将测线布置尽量垂直于构造走向，使探测最大程度获得断层的异常，实践证明相同异常体的横向剖面电阻率异常比纵向剖面电阻率异常幅值较为显著。②当测线切过断面时，高低视电阻率差异分界线即为断层面，根据测线的方位可以推算出断面的倾角和视倾角。但倾向方位角需通过多条平行切过断层面的测线得出断层走向在地表的投影，并只有在测线足够多时才能排除断层走向变化的干扰。

3.2 资料处理方面

3.2.1 预处理

由于地下不均匀体的存在、布设电极的接地电阻大、地质起伏及噪声等因素的影响，会产生干扰异常。为得到真实效果，仔细对原始数据进行预处理，以达到剔除干扰异常的目的，为后续正、反演处理做准备。预处理方法包括相邻断面的数据拼接、剔除虚假点、插值和地形矫正。

3.2.2 正、反演处理

有限元法正演是以一种以变分原理和剖分插值为基础的数值计算方法。用这种方法求解稳定电流场电位，首先要利用变分原理将给定边值条件下求解电位U的微分方程问题，等价地变成求解相应的变分方程，也就是所谓泛函的极值问题；然后，离散化连续的求解区，即按一定规则将求解区域剖分为在节点处相互连接的网格单元；进而在各单元上近似地将变分方程离散化，导出以各节点电位值为变量的高阶线性方程组；最后解此方程组算出各节点的电位值，得到地下空间场的分布，以表征稳定电流场的空间分布。

佐迪方法进行反演的基本思想是：首先设定模型上的层数和测深曲线上的点数相同，每层的电阻率为测深曲线上相应各点的视电阻率；每层的深度等于测深曲线上相应各点的电极距再乘以一常数。利用上述模型得到一理论测深曲线，并与野外实测曲线对比，若两曲线同相（一般幅值会不同），调整模型各层电阻率值，再次正演计算理论曲线，直到实测曲线和模型曲线的均方根误差达到最小，此时得到的模型就作为实测所得到的地质模型。

图3.2.2-1 萧县地区DF82断层在高密度电法反演中的显示

4、总结语

我国开展城市活断层的探测大体经历了区域探测与初步鉴定阶段、深部孕震构造探测、断层的详细探测与精确定位等三个阶段。仅从技术角度来讲，综合地球物理勘探只是探测城市活断层手段的组成部分之一，是非常重要的基础性工作。

但想要对活断层作出全方位定量的解释，则应综合地质学、地球化学、地壳形变等科学的探测结果。在此基础上，对城市发震活动断裂的地表和近地表未来时限内的累计错动量、同震位移量、断裂错动对地面设施毁坏的影响带宽度，以及发震断裂产生的地震地表破裂带的特性进行评估，并针对它们提出在城市经济建设活动中的灾害防治和工程对策方案，达到最大限度地减轻地震灾害的目的。

参考文献：

[1] 李起彤.活断层及其工程评价[M].北京：地震出版社，1991.

[2] 陆基孟，王永刚.地震勘探原理[M].东营：中国石油大学出版社，2009.

[3] 刘国兴.电法勘探原理与方法[M].北京：地质出版社，2005.

[4] 李清林等.高密度电阻率法在城市活断层调查中的应用[J].CT理论与应用研究.2003（12）.1-5.

篇5：城市活断层探测中的地球物理方法

基于含油污水管道渗漏形成土壤污染区的物性改变,利用高密度电阻率法、自然电位法、探地雷达的方法对污染区进行了探测,试图通过污染区的分布特征确定渗漏点的存在.基于异常区布设的钻孔取样分析资料显示,舍油污水的侵入会引起地下粘土层的电阻率增高,随着侵入量的增大电阻率越大,相应的探测电剖面异常区表现为高阻特征;相应位置的自然电位曲线显示低电位特征,探地雷达图像则表现为低频,高幅的特征.基于异常区的.分布特征可以确定渗漏点的分布位置.研究结果证实了地球物理方法对此类工业污水污染区探测的可行性.

作 者：郭秀军 孟庆生 王基成 贾永刚 郭健 GUO Xiu-jan MENG Qing-sheng WANG ji-cheng JIA Yong-gang GUO Jian 作者单位：郭秀军,孟庆生,贾永刚,郭健,GUO Xiu-jan,MENG Qing-sheng,JIA Yong-gang,GUO Jian(中国海洋大学,青岛266003)

王基成,WANG ji-cheng(齐鲁石化股份有限公司,淄博255408)