浅层地震反射法在地震断裂带研究中的应用

欧阳长亮+邹建+安岩

【摘要】浅层地震反射法是工程地质勘察中的一种重要手段，其特有的高分辨率特性有利于确定地层界面，基起伏变化的形态。在地震断裂带上具有明显地表特性的地点实施浅层地震勘探工作，并借数据反映断裂带的形态、范围与隐伏深度，为进一步解释地震产生的原因提供数据支持。

【关键词】浅层地震反射法；地震；断裂带

【Abstract】Shallow seismic reflection method is an important means of engineering geological investigation, the characteristics of high resolution to determine the formation interface, ups and downs change form. The location of the surface features on the earthquake fault zone has obvious implementation of shallow seismic exploration, and data reflect the form and scope of the fault zone and the buried depth, provide data support for further explain the causes of the earthquake.

【Key words】Shallow seismic reflection method；The earthquake;Fault

国内外地震陆续不断，对人们的生命安全和经济财产造成了巨大的损失，给国家和人民带来了不可想象的沉重损失，因此对地震带的研究迫在眉睫。

１基础理论

浅层地震反射法（简称浅反）是典型的点勘探方法，它着眼于地下不同介质之间有无可分辨的界面和界面两侧速度（波阻抗）的大小。

浅反是工程地质勘察中的一种重要手段，其特有的高分辨率特性有利于确定地层界面，基起伏变化的形态。勘探成果的优劣取决于野外采集数据的质量、震源检波器、观测系统和人为误差等。

2测区地形

该地区属云华山支脉的东干东山地带，龙门山断裂带由此通过。5.12特大地震中，地震波在校内两幢沿断裂带方向修建的教学楼之间造成地层横向及纵向的错动，建在断裂带断层上盘的教学楼相对于建在断裂带断层下盘的教学楼整体上升了近三米，但上盘教学楼保存完好，墙体上甚至鲜有裂痕，下盘的教学楼仍然矗立，被合称为“最牛的教学楼”，与之形成鲜明对比的是，紧靠楼学楼，垂直于断裂带方向修建的学校宿舍楼却在地震中完全坍塌，造成重大的人员伤亡。鉴于教学楼独特的地表特征极具科学研究价值，该测区就选在教学楼前。此断裂的研究对地震断裂带的研究具有重大的现实意义。

3野外工作方法与技术

由于工作区地形、工作时间的限制，在该地区布置了3条测线，测线长度分别从240米到310米不等，测线距视地形，便于测线铺设而定，一般在100米左右。观测系统都选用的5米的道间距，中间放炮的简单连续观测系统。

4资料解释

地震资料的地质解释就是拾取反射层,识别地质结构层反射波组的特征,对地层的分布状态和地质构造做全面的了解。它的主要判断依据是：

1）反射组的同相性。只要地下介质中存在波阻抗差异，就可以在地震影像剖面中找到相应的反射波与之对应。

2）反射波型的相似性。相邻记录道上同一反射波组形态的主要特征保持不变。

3）反射波组的形态特征。同一地层反射波组的波形波幅，周期及包络线形态等有一定特征，不同地层的反射波组将有差异。

4）地下不同地层介质的波阻及几何分布形态也决定波阻的形态特征。确定具有一定形态特征的反射波是反射层识别的基础，而反射波组的同相性和形似性为反射层的追踪提供了依据。

5成果分析

图1、图2、图3分别为该地区测线一时深剖面、测线二时深剖面、测线三时深剖面。

图1测线一时深剖面

图1为测线一的时深剖面图，从图中很容易就能看到从地表以下20米到150米之间，多组标准层反射波同向轴出现上下相对错动，图中以红线标出。在错动的一侧（红线右侧），反射波的能量明显减弱，甚至波形消失。原因一可能为反射波经过断层时能量被削减，原因二可能为生成绕射波等异形波，能量被分散。在图中红线两侧各出现一条垂直向下的波形空白区，推断为断层附近反射波干扰和畸变造成。在测线一测区内，大面积的灾后新居正在建设，地震后碎石、大量的建渣堆积有数米厚，加上建筑噪音巨大，导致浅层波形严重被干扰，造成图一中上部波形，很难分辨出基岩的埋藏深度。

图2测线二时深剖面

图2为测线二的时深剖面图，从图中同样能看到从地表以下20米到120米之间，多组标准层反射波同向轴出现上下相对错动，图中以红线标出。并在错动两侧出现同向轴分叉、合并的现象。原因推断为下降盘厚度变化或岩性改变造成。测线前13个点铺设在水泥硬质地面上的裂缝中，纵向接触不够好，加上来回走动的游客较多，干扰较大，采集的数据不甚理想，造成其对应测线前25个cdp点的波形比较模糊，已经失去了推断解释的必要性，故不对其作出解释。

图3为测线三的时深剖面图，从图中看到在推断断裂两边，多组标准层反射波同向轴出现上下相对错动，并伴随出现（下转第54页）（上接第10页）同向轴分叉、合并的现象，断点处或交叉合并处性质相同，倾向一致，层位错动呈规律变化。

图3测线三时深剖面

对比分析某镇三条测线的时深剖面图，推测某镇中学地表以下20至150米的地方存在断裂，并且断裂有进一步下延的趋势，断层近南北向，西北盘为上盘，东南盘为下盘，断面倾向45度左右，断差3到10米甚至更大，推断为冲断层还是逆冲断层需要更多的钻井地层资料的支持。

6结束语

（１）浅层地震发射法具有较高的分辨率，在确定基地形态、埋深和起伏状态上有较好的应用效果；

（２）干扰波对浅层反射具有较强的干扰，因为必须认真调查和研究各种干扰波的来源和特征，以便根据不同的干扰波背景使用地震仪性能，采取相应的抗干扰技术；

（３）浅层地震反射法需要结合地质、电法、重力和钻井资料等进行综合分析，进行验证，确定地震断裂的形态、埋深和起伏状态。

【参考文献】

［１］李新剑.浅反和高密度电法在工程检测中的应用[J].电力勘测，1999,09(03).

［２］蒋维平,孟宪民.地震反射波法在浅层勘探中的应用[J].中国煤炭地质,2008,09:20(09).

［３］谢冰,王伟,吴昌勇.浅层地震反射波法在探测水电站进水口淤泥厚度中的应用[J].土工基础，2007,04:21(02).

［４］周竹生,等.浅层地震反射中的固定单元排列法研究[J].工程勘察，2010(07).

［５］刘祖珉,雷宛,等.浅层地震反射波法在某重大工程预选厂址中的应用[J].成都理工大学学报:自然科学版，2006(04).

［责任编辑：刘帅]

【摘要】浅层地震反射法是工程地质勘察中的一种重要手段，其特有的高分辨率特性有利于确定地层界面，基起伏变化的形态。在地震断裂带上具有明显地表特性的地点实施浅层地震勘探工作，并借数据反映断裂带的形态、范围与隐伏深度，为进一步解释地震产生的原因提供数据支持。

【关键词】浅层地震反射法；地震；断裂带

【Abstract】Shallow seismic reflection method is an important means of engineering geological investigation, the characteristics of high resolution to determine the formation interface, ups and downs change form. The location of the surface features on the earthquake fault zone has obvious implementation of shallow seismic exploration, and data reflect the form and scope of the fault zone and the buried depth, provide data support for further explain the causes of the earthquake.

【Key words】Shallow seismic reflection method；The earthquake;Fault

国内外地震陆续不断，对人们的生命安全和经济财产造成了巨大的损失，给国家和人民带来了不可想象的沉重损失，因此对地震带的研究迫在眉睫。

１基础理论

浅层地震反射法（简称浅反）是典型的点勘探方法，它着眼于地下不同介质之间有无可分辨的界面和界面两侧速度（波阻抗）的大小。

浅反是工程地质勘察中的一种重要手段，其特有的高分辨率特性有利于确定地层界面，基起伏变化的形态。勘探成果的优劣取决于野外采集数据的质量、震源检波器、观测系统和人为误差等。

2测区地形

该地区属云华山支脉的东干东山地带，龙门山断裂带由此通过。5.12特大地震中，地震波在校内两幢沿断裂带方向修建的教学楼之间造成地层横向及纵向的错动，建在断裂带断层上盘的教学楼相对于建在断裂带断层下盘的教学楼整体上升了近三米，但上盘教学楼保存完好，墙体上甚至鲜有裂痕，下盘的教学楼仍然矗立，被合称为“最牛的教学楼”，与之形成鲜明对比的是，紧靠楼学楼，垂直于断裂带方向修建的学校宿舍楼却在地震中完全坍塌，造成重大的人员伤亡。鉴于教学楼独特的地表特征极具科学研究价值，该测区就选在教学楼前。此断裂的研究对地震断裂带的研究具有重大的现实意义。

3野外工作方法与技术

由于工作区地形、工作时间的限制，在该地区布置了3条测线，测线长度分别从240米到310米不等，测线距视地形，便于测线铺设而定，一般在100米左右。观测系统都选用的5米的道间距，中间放炮的简单连续观测系统。

4资料解释

地震资料的地质解释就是拾取反射层,识别地质结构层反射波组的特征,对地层的分布状态和地质构造做全面的了解。它的主要判断依据是：

1）反射组的同相性。只要地下介质中存在波阻抗差异，就可以在地震影像剖面中找到相应的反射波与之对应。

2）反射波型的相似性。相邻记录道上同一反射波组形态的主要特征保持不变。

3）反射波组的形态特征。同一地层反射波组的波形波幅，周期及包络线形态等有一定特征，不同地层的反射波组将有差异。

4）地下不同地层介质的波阻及几何分布形态也决定波阻的形态特征。确定具有一定形态特征的反射波是反射层识别的基础，而反射波组的同相性和形似性为反射层的追踪提供了依据。

5成果分析

图1、图2、图3分别为该地区测线一时深剖面、测线二时深剖面、测线三时深剖面。

图1测线一时深剖面

图1为测线一的时深剖面图，从图中很容易就能看到从地表以下20米到150米之间，多组标准层反射波同向轴出现上下相对错动，图中以红线标出。在错动的一侧（红线右侧），反射波的能量明显减弱，甚至波形消失。原因一可能为反射波经过断层时能量被削减，原因二可能为生成绕射波等异形波，能量被分散。在图中红线两侧各出现一条垂直向下的波形空白区，推断为断层附近反射波干扰和畸变造成。在测线一测区内，大面积的灾后新居正在建设，地震后碎石、大量的建渣堆积有数米厚，加上建筑噪音巨大，导致浅层波形严重被干扰，造成图一中上部波形，很难分辨出基岩的埋藏深度。

图2测线二时深剖面

图2为测线二的时深剖面图，从图中同样能看到从地表以下20米到120米之间，多组标准层反射波同向轴出现上下相对错动，图中以红线标出。并在错动两侧出现同向轴分叉、合并的现象。原因推断为下降盘厚度变化或岩性改变造成。测线前13个点铺设在水泥硬质地面上的裂缝中，纵向接触不够好，加上来回走动的游客较多，干扰较大，采集的数据不甚理想，造成其对应测线前25个cdp点的波形比较模糊，已经失去了推断解释的必要性，故不对其作出解释。

图3为测线三的时深剖面图，从图中看到在推断断裂两边，多组标准层反射波同向轴出现上下相对错动，并伴随出现（下转第54页）（上接第10页）同向轴分叉、合并的现象，断点处或交叉合并处性质相同，倾向一致，层位错动呈规律变化。

图3测线三时深剖面

对比分析某镇三条测线的时深剖面图，推测某镇中学地表以下20至150米的地方存在断裂，并且断裂有进一步下延的趋势，断层近南北向，西北盘为上盘，东南盘为下盘，断面倾向45度左右，断差3到10米甚至更大，推断为冲断层还是逆冲断层需要更多的钻井地层资料的支持。

6结束语

（１）浅层地震发射法具有较高的分辨率，在确定基地形态、埋深和起伏状态上有较好的应用效果；

（２）干扰波对浅层反射具有较强的干扰，因为必须认真调查和研究各种干扰波的来源和特征，以便根据不同的干扰波背景使用地震仪性能，采取相应的抗干扰技术；

（３）浅层地震反射法需要结合地质、电法、重力和钻井资料等进行综合分析，进行验证，确定地震断裂的形态、埋深和起伏状态。

【参考文献】

［１］李新剑.浅反和高密度电法在工程检测中的应用[J].电力勘测，1999,09(03).

［２］蒋维平,孟宪民.地震反射波法在浅层勘探中的应用[J].中国煤炭地质,2008,09:20(09).

［３］谢冰,王伟,吴昌勇.浅层地震反射波法在探测水电站进水口淤泥厚度中的应用[J].土工基础，2007,04:21(02).

［４］周竹生,等.浅层地震反射中的固定单元排列法研究[J].工程勘察，2010(07).

［５］刘祖珉,雷宛,等.浅层地震反射波法在某重大工程预选厂址中的应用[J].成都理工大学学报:自然科学版，2006(04).

［责任编辑：刘帅]

【摘要】浅层地震反射法是工程地质勘察中的一种重要手段，其特有的高分辨率特性有利于确定地层界面，基起伏变化的形态。在地震断裂带上具有明显地表特性的地点实施浅层地震勘探工作，并借数据反映断裂带的形态、范围与隐伏深度，为进一步解释地震产生的原因提供数据支持。

【关键词】浅层地震反射法；地震；断裂带

【Abstract】Shallow seismic reflection method is an important means of engineering geological investigation, the characteristics of high resolution to determine the formation interface, ups and downs change form. The location of the surface features on the earthquake fault zone has obvious implementation of shallow seismic exploration, and data reflect the form and scope of the fault zone and the buried depth, provide data support for further explain the causes of the earthquake.

【Key words】Shallow seismic reflection method；The earthquake;Fault

国内外地震陆续不断，对人们的生命安全和经济财产造成了巨大的损失，给国家和人民带来了不可想象的沉重损失，因此对地震带的研究迫在眉睫。

１基础理论

浅层地震反射法（简称浅反）是典型的点勘探方法，它着眼于地下不同介质之间有无可分辨的界面和界面两侧速度（波阻抗）的大小。

浅反是工程地质勘察中的一种重要手段，其特有的高分辨率特性有利于确定地层界面，基起伏变化的形态。勘探成果的优劣取决于野外采集数据的质量、震源检波器、观测系统和人为误差等。

2测区地形

该地区属云华山支脉的东干东山地带，龙门山断裂带由此通过。5.12特大地震中，地震波在校内两幢沿断裂带方向修建的教学楼之间造成地层横向及纵向的错动，建在断裂带断层上盘的教学楼相对于建在断裂带断层下盘的教学楼整体上升了近三米，但上盘教学楼保存完好，墙体上甚至鲜有裂痕，下盘的教学楼仍然矗立，被合称为“最牛的教学楼”，与之形成鲜明对比的是，紧靠楼学楼，垂直于断裂带方向修建的学校宿舍楼却在地震中完全坍塌，造成重大的人员伤亡。鉴于教学楼独特的地表特征极具科学研究价值，该测区就选在教学楼前。此断裂的研究对地震断裂带的研究具有重大的现实意义。

3野外工作方法与技术

由于工作区地形、工作时间的限制，在该地区布置了3条测线，测线长度分别从240米到310米不等，测线距视地形，便于测线铺设而定，一般在100米左右。观测系统都选用的5米的道间距，中间放炮的简单连续观测系统。

4资料解释

地震资料的地质解释就是拾取反射层,识别地质结构层反射波组的特征,对地层的分布状态和地质构造做全面的了解。它的主要判断依据是：

1）反射组的同相性。只要地下介质中存在波阻抗差异，就可以在地震影像剖面中找到相应的反射波与之对应。

2）反射波型的相似性。相邻记录道上同一反射波组形态的主要特征保持不变。

3）反射波组的形态特征。同一地层反射波组的波形波幅，周期及包络线形态等有一定特征，不同地层的反射波组将有差异。

4）地下不同地层介质的波阻及几何分布形态也决定波阻的形态特征。确定具有一定形态特征的反射波是反射层识别的基础，而反射波组的同相性和形似性为反射层的追踪提供了依据。

5成果分析

图1、图2、图3分别为该地区测线一时深剖面、测线二时深剖面、测线三时深剖面。

图1测线一时深剖面

图1为测线一的时深剖面图，从图中很容易就能看到从地表以下20米到150米之间，多组标准层反射波同向轴出现上下相对错动，图中以红线标出。在错动的一侧（红线右侧），反射波的能量明显减弱，甚至波形消失。原因一可能为反射波经过断层时能量被削减，原因二可能为生成绕射波等异形波，能量被分散。在图中红线两侧各出现一条垂直向下的波形空白区，推断为断层附近反射波干扰和畸变造成。在测线一测区内，大面积的灾后新居正在建设，地震后碎石、大量的建渣堆积有数米厚，加上建筑噪音巨大，导致浅层波形严重被干扰，造成图一中上部波形，很难分辨出基岩的埋藏深度。

图2测线二时深剖面

图2为测线二的时深剖面图，从图中同样能看到从地表以下20米到120米之间，多组标准层反射波同向轴出现上下相对错动，图中以红线标出。并在错动两侧出现同向轴分叉、合并的现象。原因推断为下降盘厚度变化或岩性改变造成。测线前13个点铺设在水泥硬质地面上的裂缝中，纵向接触不够好，加上来回走动的游客较多，干扰较大，采集的数据不甚理想，造成其对应测线前25个cdp点的波形比较模糊，已经失去了推断解释的必要性，故不对其作出解释。

图3为测线三的时深剖面图，从图中看到在推断断裂两边，多组标准层反射波同向轴出现上下相对错动，并伴随出现（下转第54页）（上接第10页）同向轴分叉、合并的现象，断点处或交叉合并处性质相同，倾向一致，层位错动呈规律变化。

图3测线三时深剖面

对比分析某镇三条测线的时深剖面图，推测某镇中学地表以下20至150米的地方存在断裂，并且断裂有进一步下延的趋势，断层近南北向，西北盘为上盘，东南盘为下盘，断面倾向45度左右，断差3到10米甚至更大，推断为冲断层还是逆冲断层需要更多的钻井地层资料的支持。

6结束语

（１）浅层地震发射法具有较高的分辨率，在确定基地形态、埋深和起伏状态上有较好的应用效果；

（２）干扰波对浅层反射具有较强的干扰，因为必须认真调查和研究各种干扰波的来源和特征，以便根据不同的干扰波背景使用地震仪性能，采取相应的抗干扰技术；

（３）浅层地震反射法需要结合地质、电法、重力和钻井资料等进行综合分析，进行验证，确定地震断裂的形态、埋深和起伏状态。

【参考文献】

［１］李新剑.浅反和高密度电法在工程检测中的应用[J].电力勘测，1999,09(03).

［２］蒋维平,孟宪民.地震反射波法在浅层勘探中的应用[J].中国煤炭地质,2008,09:20(09).

［３］谢冰,王伟,吴昌勇.浅层地震反射波法在探测水电站进水口淤泥厚度中的应用[J].土工基础，2007,04:21(02).

［４］周竹生,等.浅层地震反射中的固定单元排列法研究[J].工程勘察，2010(07).

［５］刘祖珉,雷宛,等.浅层地震反射波法在某重大工程预选厂址中的应用[J].成都理工大学学报:自然科学版，2006(04).

［责任编辑：刘帅]