地震勘探在安陽西北繞城高速公路工程場地的地震安全性評價及應用研究

李婷

摘要：地震災害是危及人民生命、財產安全的自然災害之一。采用淺層地震探測方法，探查測線附近重點斷層隱伏段的位置、斷層斷錯的層位與深度，分析斷層的活動性。本文以地震勘探在安陽西北繞城高速公路工程場地的地震安全性評價應用為例進行研究，表明該方法具有很好的效果，研究結果為工程建設提供依據。

關鍵詞：地震勘探；工程場地；地震安全性評價；應用研究

國內外大量的地震震例表明，活動斷層是產生地震的根源。地震時沿斷層線的破壞最嚴重，人員傷亡也明顯高于斷層兩側的其他區域。所以現代城市的發展規劃及重大工程的選址，必須建立在進行過活斷層調查和地震危險性評價的基礎上。該項目測線位于安陽市白璧鎮北部，西有京港澳高速通過，南有省道301通過，測線附近道路密集，交通便利。實際完成地震剖面1條，地震剖面總長度2.88km。目的是采用淺層地震探測方法，探查測線附近重點斷層隱伏段的位置、斷層斷錯的層位與深度，分析斷層的活動性。

1.地層

測線附近及其外圍鄰近地區廣泛被第四系覆蓋，根據區域地層、鉆孔及物探資料可知，測線附近地層主要有古生界（PZ）的寒武系（∈）、奧陶系（O）、石炭系（C）、二疊系（P），新生界（KZ）的古近系（E）、新近系（N）、第四系（Q）。本次控制性淺層地震勘探可能涉及的地層主要是新生界地層。

2.構造

近些年在局部區段做過零星的淺層地震勘探，以往資料對測線附近的斷層大致認識如下：臨漳斷裂，南起安陽南斷裂，經高莊東、白壁、崔家橋東、向北延至河北省。根據重力和人工地震勘探資料，臨漳斷裂被第四系沉積物所覆蓋，它控制著廣宗—成安隆起及內黃隆起上的回龍鎮凸起。主要活動于早第三紀，使邯鄲凹陷表現為東斷西超的形態，并在凹陷內沉積了2km～3.4km的沉積物。該斷裂時有小震活動，近年來是安陽附近活動性較顯著的斷裂之一，推斷該斷裂最新活動時代為晚更新世。

3.地震地質條件

（1）地表條件。本次活斷層調查淺層地震工作所涉及的區段地勢相對較平坦，交通方便。全被第四系地層覆蓋。

（2）淺層地震地質條件。第四系覆蓋層厚度約為10m～ 100m。以往淺震資料顯示面波相當嚴重，對于提高淺層反射波的信噪比和分辨率影響較大。

總體而言，測線附近淺層地震地質條件屬于復雜類型。

4.測線布置及工作量

臨漳斷層是以往解釋的斷層，2010年安陽市城市地震活斷層探測與地震危險性評價KDZQ08-6、KDZS08-8則為探測此斷層所布置。所獲剖面經過解釋僅在6線東段深部（800m）發現一可疑斷點（傾向東，圖1），但未向上延伸。因而認為至少淺部不存在臨漳斷層。測線布置原則及目的：根據地質任務，測線方向盡可能垂直構造走向和地層走向方向。工作量：沿東柴村至四高村的近東西向土路布置地震測線1條，測線長度2.88km。

5.資料處理和解釋

5.1處理流程

資料處理是地震勘探工作的三大主要環節之一，其成果是資料解釋工作的基礎。本次野外采集使用法國Sercel公司生產的408 UL遙測數字地震儀。該儀器性能穩定，施工效率高，可有效地保證質量和工期。重慶產的60 Hz檢波器，每道4個檢波器2串2并連接，同點堆置。本次地震數據處理采用法國CGGVeritas公司研制的Geocluster5000地震資料處理軟件。選擇處理方法時，以提高信噪比和分辨率為原則，以能真實反映客觀地質現象為目的，在確保信噪比的基礎上，盡量提高分辨率，還要注意保持波組特征。

因此，根據資料特點和處理要求，采用的處理流程如下（圖2）：

5.2地震時間剖面工作量和質量

2014年12月23號開始處理工作，處理1條測線，獲得2.88km地震時間剖面。最終剖面信噪比較高，分辨率較高，波組特征好，構造關系清楚，時間剖面總體質量較好，真實反映了地質現象，滿足設計的要求。

5.3資料解釋

資料解釋就是將地震勘探所獲得的信息轉化成地質成果的復雜過程，要根據項目的具體目的任務進行。

5.3.1反射波特征

本次控制性淺層地震勘探，主要涉及的地層是新生界第四系、新近系。這套地層內部反射波的特點是：反射波密集，但各波之間的差異較小，頻率較高，波的振幅特征橫向變化較大，常有強弱相位相互轉換的現象。

（1）T1波：在剖面上部（200ms之上）有一個較強振幅的波，2個強相位，連續性、穩定性好，該波之下存在100ms～200ms的弱波帶。將T1波定為是第四系底界的反射波。

（2）T4波：剖面中下部有一個反射波，常表現為強振幅、高信噪比、連續性好，但其下部反射波特征在不同的區段有明顯差異。該波之下反射微弱，連續性較差，該波顯得更突出，將該波定名為T4波。T4波定為新近系與古近系界面的反射。

（3）T2波、T3波：在T1波和T4波之間還有較強振幅的波，有較好連續性，可作為追蹤對比的輔助波組，命名為T2波、T3波。它是新近系內部巖性界面的反射波。T2波、T3波定為新近系內部的反射。

5.3.2地震測線時間剖面解釋

本測線方向近東西，探測以后所獲時間剖面如圖3所示。在其時間剖面上，從上到下顯示多個反射波連續、穩定，不存在斷層。

5.3.3速度分析

地震波傳播速度是地震資料地質解釋的重要參數之一，速度確定的正確與否對地震資料解釋的精度至關重要。地震時深轉換速度的求取，充分利用已有鉆孔資料進行速度標定，求取目的層的轉換速度。

參考2010年安陽活斷層調查項目速度分析情況，本次使用綜合時深轉換速度（見表1）。

5.3.4地震地質剖面圖的制作

本次地震地質深度剖面圖的制作是：首先從疊加時間剖面上讀取各解釋層位反射波時間，經時深轉換后，再制作地震勘探深度剖面圖，然后進行地質解釋。

6.結論與建議

6.1結論

（1）工作中使用先進儀器，選擇合理參數，獲取較好的原始記錄，經過認真細致的數據處理，獲得淺層反射高質量時間剖面，為正確、可靠的解釋斷層打下良好基礎。

（2）通過本次地震勘探，初步了解了測線附近淺部構造情況，臨漳斷層在DZ4線在樁號2792（坐標X：4000176.596，Y：275598.049）處通過，視傾向東，視傾角約70°。埋深750m以淺的地層沒有發現斷點存在，臨漳斷裂最新活動時代應在新近系之前。

（3）了解了測線附近第四系（Q）的厚度及變化趨勢，厚度范圍38m～61m，整體呈近似水平，下伏地層為新近系，整體上近似水平，底界埋深范圍732m～758m。

（4）目前對目標斷層雖然有一定的認識，但對斷層的控制仍嫌不夠。由于各種原因所致，以往資料品質偏差，解釋的不少斷點可靠性較差，斷層的控制程度不夠。開展淺層地震勘探最大的技術難題是復雜的地表地震地質條件對地震勘探效果的制約，淺層地震勘探希望能得到第四系和新近系內部更多更淺的反射波，對評價斷層的活動性才更有意義。但是測線相當大的范圍處于村莊內，干擾大。這樣的淺層地震地質條件，導致了隨機干擾特別發育，以至有效波信噪比太低而得不到好的效果。因而必須加強試驗研究，探索好的地震方法。

6.2建議

建議在使用本次成果資料時，對斷層控制方面存在的不足引起注意。在安排和進行下步工作時，對以上所述的技術問題引起重視，繼續加強研究、探索，改進工作方法。

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