1、地震映像勘探在工程场地地震安全性评价近场区工作中的应用第 26 卷第 1 期2008 年 3 月华北地震科学NORTHCHINAEARTHQUAKESCIENCESV0I_26.No.1Mar.2008文章编号:10031375(2008)01 001304地震映像勘探在工程场地地震安全性评价近场区工作中的应用温超,张合一,冉志杰“,彭远黔 ,蔡玲玲 2,骆艳欣 3(1.河北省地震局,河北石家庄 0500212.河北省地震局红山地震台,河北隆尧 054000;3.石家庄市地震局,河北石家庄 050025;4.吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春 130026)摘要:在第四系覆盖区工程场地地
2、震安全性评价近场工作中 ,活动断层的探测是一项重要工作,在目标层埋深几十米的情况下,地震映像勘探是进行断层探测的有效物探手段,结合唐山北郊热电2300MW 机组建设场地,沽源电厂建设场地的地震安全性评价中的应用实例,表明该方法进行断层探测具有明显的效果.关键词:第四系覆盖区;活动断层;地震映像勘探中图分类号:P315.9 文献标识码:A0 引言工程场地地震安全性评价近场区工作包括场区及其外延 25kin 范围内的主要断层的位置,断层活动性等内容【1】.在第四系覆盖区,断层的追索,定位需要依赖地球物理勘探剖面.地震勘探是快捷,有效的手段之一,近几年来随着国产地震仪的数据采集方式改进而发展起来的地
3、震映像勘探法得到广泛应用,越来越多地被应用于工程场地地震安全性评价的近场区活动断层探测中.1 地震映像勘探简介地震映像勘探(又称高密度地震勘探)是基于反射波法中最佳偏移距技术发展起来的.这种方法可以利用多种地震波作为有效波来进行探测,也可以根据探测目的要求仅采用一种特定的地震波作为有效波.地震映像时间剖面图中各波的时序分布关系与形态特征反映了地层地质特征,根据剖面图中各个波组同相轴能量变化,频率变化,振幅变化等物理现象来判断断层构造等2.3.断层在时间剖面上的特征主要表现为:反射波同相轴的明显错断;反射波同相轴的数目突然增减或消失,波组间隔突然变化,断层的下降盘地层变厚,而上升盘地层明显变薄,
4、甚至缺失;反射波同相轴形状的突变;反射标准波同相轴发生分叉,合并,扭曲以及相位转换;绕射波,断层波等特殊波的出现.与工程物探相比,地震安全性评价近场区地震勘探有以下特点:在区域及近场区地震地质资料的指导下,有针对性地布置勘探剖面;可充分利用工程场地的钻孔资料,提高勘探解释精度,或验证物探解释;可根据实际需要临时调整,增加勘探剖面;可采用初勘与详勘相结合,获取丰富的信息.地震映像显着特点是数据采集速度较快;资料处理过程中不需要进行校正处理,节省资料处理时间,避开了动校正对浅层反射波的拉伸,畸变影响,可以使发射波的动力特征全部保留,地震记录的分辨率不会受影响,但地震映像法也存在一些不足之处,如勘探
5、深度有限(最深几十米).对于断层埋深较浅,地震映像是快速有效的勘探方法.2 唐山北郊热电 2X300MW 机组建设场地断层探查2.1 近场区地质构造背景工程场址位于陡河断裂(F1)北西约 lkm 处的小戴庄(图 1).依据资料推测与陡河断裂相伴的次级断裂小戴庄断裂(Fd)通过场址.收稿日期:2o07.07.11基金项目:河北省地震局青年地震科学基金项目资助 .作者简介:温超(1981 一), 男 (汉族), 河北省张家口市人,河北省地震局助理工程师,现从事地震安全性评价工作14 华北地震科学 26 卷2i硅河断裂 F2 长山一 mLhl唐山一古冶断裂 F.小藏庄斯裂场直 tI 卜-1l 地震测
6、线及编号图 1 唐山北郊热电 2300MW 机组建设场地近场区地震地质构造图场址区第四系地层具有以下特征,全新统是一套黄褐色粉砂,粘土层.上更新统是一套灰,黄灰色细砂,淤泥质粘土互层.中下更新统为一套棕红色粘土夹碎石层.2.2 小戴庄断裂()地震映像勘探根据已掌握的断层资料,重点对小戴庄断裂进行了地震映像勘探,该断裂为陡河断裂相伴的次级断裂,长约 7kin.该断裂在场址区被第四系覆盖,关于该断层通过本场址的资料均为推测性质,而断层有可能正好纵贯场址,因此探明该断裂的确切位置,判断其活动性,就显得格外重要.为此,重点对该断层进行了野外地震调查和地震勘探,首先在场址布设 1 条地震映像勘探剖面,剖
7、面总长 420m,地震映像勘探结果见图 2.在勘探剖面的北段呈现反射波同相轴形状突变,显示断层的存在.为进一步确认该断层的存在,在平行地震映像勘探剖面的西侧布设了 1 条共深度点浅层地震勘探剖面一,道间距 3m,六次覆盖,勘探结果见图3,时间剖面存在二组震相清楚的强反射波组,在CDP109114 之间反射波同相轴的数目突然增减,波组间隔突然变化,显示断层存在.依据地震映像勘探和浅层地震勘探的结果,结合地震地质,场址钻孔资料,确认小戴庄断裂(F4)从场址穿过,该断裂走向 NNE,倾向 NW,倾角约 70度,上断点埋深 42m 左右.场址全新统地层深30m,该断裂是晚更新世中期的活动断裂.陡河断裂
8、位于场址区东南约 Ikm 处,是场址区附近一条规模较大的断裂,已有的研究资料表明该断裂的活动时代是晚更新世中晚期,推测小戴庄断裂与陡河断裂有关.3 沽源电厂建设场地近场断裂探查3.1 近场区地质构造背景工程场址位于张北一沽源面状隆起区,本区新生代地层主要为第四系河流冲洪积相,湖相沉积的粉土,粉质粘土及砂砾石,第三系上新统粘土及沙砾岩.全新统冲积层,岩性以褐黄色,褐灰色粉土为主,含少量砂砾石,厚度 1.03.0m.全新统一上更新统洪积层,岩性以灰黄色砂砾石为主,厚度 1020m.下更新统湖相沉积层,岩性主要以粉质粘土夹细砂,局部为中粗砂.近场区主要有近东西向和北东向两组第四纪活动断裂(图 4),
9、即康保大断裂(F1),西山坡断裂(F2),前二道洼断裂(F3),黄土坑断裂(F).3.2 西山坡断裂(F:)地震映像勘探西山坡断裂(F2)位于场址西北,距场址最近距离为 10kin,该断裂属沽源张北大断裂的一部分.沽源张北大断裂是一条区域性的大断裂,全长约200km,走向 NE,倾向 SE,倾角较陡.为确定该断裂在场址附近的确切位置,判断其活动性,在对该断层进行了野外地震调查的基础上,在场址北西向的头号村南布设了 1 条地震映像勘探剖面(一).剖面长 580m,地震映像勘探结果见图 5,勘探获得的 250ms 以上地震时间剖面存在多组震相清楚的强反射波.反射界面南段平坦,北段起伏变化,在测线中
10、段,呈现反射波同相轴发生变化,反射波零乱和扭曲,显示断层存在的特征,断裂上端点的双程旅行时间 30ms,在测线的北段反射波同相轴发生扭曲,显示断层存在的特征,断裂上断点的双程旅行时间为 75ms.根据测线场地的地形地貌,岩层出露情况判定,双程反射时间 50ms 的反射界面为基岩与第四系地层的分界.测线中段的断层上端点贯穿 50ms 的反射界面,位于第四系中地层,为活动断裂.位于测线北段的断层上端点未贯穿基岩与第四系地层的界面,为基岩断裂.结合近场区地震地质资料,测线中段所显现的断裂为西山坡断裂(F2).1 期温超等:地震映像勘探在工程场地地震安全性评价近场区工作中的应用 15图 2 场址地震映
11、像勘探剖面 II 图图 3 场址浅层地震勘探剖面一图蠢矜乓一 I.酉石g,予竺篓张镫瓣叠予貊.3,0 十蛊号乒趣,婪).牛角淘北革嬲 I 二警 ,拾嘎量竺更鲁 e,圃基岩第四累固新生再犀发削面媛位置E 断裂困火山口固扬址断裂编号:F1 康保一券峰大断裂 F2 西山坡断裂 F3 前二道洼断裂 F.黄土坑断裂图 4 沽源电厂建设场地近场区地震地质构造图16 华北地震科学 26 卷图 5 头号村南地震映像勘探剖面一图4 结论及讨论(1)活动断层的探测是工程场地地震安全性评价近场工作中的重要工作,也是重大工程选址的重要依据,在断层埋深较浅(几十米)的情况下,地震映像法是行之有效的物探手段.(2)地震映
12、像法效果的好坏,除了采集高信躁比的地震信号外,还与资料处理的过程和方法有关,与共深度点浅层地震勘探处理方法不同,不需要进行动校正,应进行均衡处理,数字滤波,信号增强等.(3)地质先行是一切物探工作的准则,任何物探方法均有特别适用或不适用的情况,地震映像法也不例外,该方法的探测深度有限,应在对场地地震条件有充分了解的基础上,根据目标深度合理使用该方法.参考文献:1】工程场地地震安全性评价(GB177412005)S.北京: 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会,20052】夏金儒 ,地震映像和瞬变电磁法在采区空洞勘查中的综合应用J.地质找矿论丛,2006,21,174
13、.177.3】徐贵来 ,地震映像勘探技术研究J.世界核地质科学 ,2006,23(1):33-37.ApplicationofseismicmappingexplorationinseismicsafetyevaluationofengineeringsitesWENChao?,ZHANGHe?,RANZhi.jie,PENGYuanqian,CAILing.1ing2,LUOYan.xin3(1.EarthquakeAdministrationofHebeiProvince,Shijiazhuang050021,China;2.HongshanSeismostation,Longyao054
14、000,HebeiProvince,China;3.EarthquakeAdministrationofShijiazhuangCity,Shijiazhuang050051.China;4.CollegeofCeoexplorationScienceandTechnology,JilinUniversity,Changchun130026,China)Abstract:AtsiteworkofseismicsafetyevaluationinQuaternarySystemcoveragearea,activefaultdetectionisanimportantwork.Whenthedepthoftargetlayerisatseveraltensmeter.seismicmappingexplorationisaneffectivemeasuretodetectactivefault.TheapplicationinthesiteofTangshanNorthSuburbThermoelectricPlantandGuyuanPowerPlantshowsthatitseffectisnotable.Keywords:QuaternarySystemcoveragearea;activefault;seismicmappingexploration
