淺層地震勘探技術(shù)與方法研究

徐輝XU Hui；顧禮敬GU Li-jing

（江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院，南京 210008）

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

1 勘探設(shè)備和測線布設(shè)

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(guī)小噸位可控震源激的能量不能達到探測目標(biāo)的深度，為了壓制干擾噪聲，選用美國生產(chǎn)的出力18 噸的AHV-Ⅳ型可控震源激發(fā)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(fā)能量來滿足大于300m 探測深度的要求。數(shù)據(jù)采集使用德國DMT 公司制造的Summit 型數(shù)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(qū)地震勘探前提條件分析

據(jù)已有地質(zhì)與鉆井資料，工區(qū)內(nèi)基巖主要為上白堊統(tǒng)砂礫巖、上侏羅統(tǒng)安山質(zhì)、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、上震旦統(tǒng)—寒武系灰?guī)r、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(zhì)泥巖。由此可見，區(qū)內(nèi)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(dāng)界面比較穩(wěn)定、干擾小時，也可形成一定的地震反射界面；由于本區(qū)覆蓋層內(nèi)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(dāng)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(yīng)地出現(xiàn)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(qū)內(nèi)地下水位較淺，僅1-2m，有利于地震縱波的激發(fā)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(tǒng)參數(shù)實驗以及可控震源激發(fā)參數(shù)實驗最終確定本次野外數(shù)據(jù)采集參數(shù)為：道距5m，接收道數(shù)72 道，覆蓋次數(shù)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(gòu)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(xù)，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(cè)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(tǒng)，說明活動時代應(yīng)為早更新世。

測線發(fā)現(xiàn)兩處異常，分別位于480 CDP 和260 CDP附近，表現(xiàn)為基巖面反射信號（Tg）能量減弱、異常兩側(cè)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(nèi)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(cè)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(tǒng)（Q2）未被錯動，斷層活動時代應(yīng)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(xiàn)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(cè)基巖面落差約4m，上斷點深度推測為248m。斷裂僅發(fā)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(nèi)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(nèi)，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(xiàn)一異常，基巖面反射信號能量減弱而不連續(xù)。該異常東低西高，但落差極小，也未影響到覆蓋層內(nèi)部界面的反射波組。該斷點為東傾正斷層，斷層兩側(cè)落差較小，寬度約12m，上斷點深度約為330m，斷裂僅發(fā)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(yīng)為早更新世早期。

測線地震時間剖面圖顯示，在290CDP 附近出現(xiàn)一異常，基巖面反射信號能量減弱而不連續(xù)，且出現(xiàn)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(nèi)部界面的反射波組。該斷點為東傾正斷層，斷層兩側(cè)落差5m 左右，寬度約12m，上斷點深度約為490m，斷裂僅發(fā)生在基巖及覆蓋層底部。下更新統(tǒng)（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(yīng)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(xiàn)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(fā)生在基巖內(nèi)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(tǒng)（Q1）和新近系（N）的底部。

表1 太倉-奉賢斷裂南段斷點特征統(tǒng)計表

此段范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)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(nèi)，都存在10m 左右的斷裂寬度。

4 結(jié)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(shù)?？碧浇Y(jié)果顯示：太倉-奉賢斷裂從斷裂產(chǎn)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(nèi)，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。

[1]李智,白云,李東春,蔣越.談淺層地震勘探技術(shù)在營口地區(qū)隱伏斷裂探測中的應(yīng)用[J].防災(zāi)減災(zāi)學(xué)報,2014(1).

[2]王彪,陳劍杰,馬勛元.淺層地震勘探在第四紀松散地層劃分中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報,2012(1).

[3]李新寶,陳霞.淺談淺層地震反射波法在工程勘察中的應(yīng)用[J].價值工程,2012(28).