龙门山中央断裂南段盐井—五龙断裂的浅层地球物理方法探测①

李大虎， 廖　华， 梁明剑， 王明明， 王世元， 杨歧焱， 顾勤平

(1.四川省地震局，四川 成都 610041； 2.中国地震局地球物理研究所， 北京 100083；

3.河北省地震局，河北 石家庄 050021； 4.江苏省地震局，江苏 南京 210014)



龙门山中央断裂南段盐井
—五龙断裂的浅层地球物理方法探测①

李大虎1，2， 廖华1， 梁明剑1， 王明明1， 王世元1， 杨歧焱3， 顾勤平4

(1.四川省地震局，四川 成都 610041； 2.中国地震局地球物理研究所， 北京 100083；

3.河北省地震局，河北 石家庄 050021； 4.江苏省地震局，江苏 南京 210014)

摘要：在2008年5月12日汶川MS8.0地震和2013年4月20日芦山MS7.0地震中，龙门山中央断裂南段的盐井—五龙断裂均未发现地表破裂现象，加之该断裂浅层地球物理资料极度匮乏，在一定程度上限制了对龙门山断裂带南段地震危险性的评价和发震能力的评估。针对龙门山中央断裂南段的盐井-五龙断裂经过区段的主要乡(镇)所在地多为宽度不大于300 m的山间峡谷地区，且探测场区存在交通条件不便、场地工作面狭窄等问题，在浅层地震反射波法探测工作中采用小道间距、小偏移距、多道短排列接收和共反射点多次覆盖观测的地震数据采集方式，并经数据处理后获得地震反射剖面图像。浅层地震探测定位结果结合高密度电阻率成像断面、探槽开挖和钻孔联合剖面资料，共同揭示了NE向的盐井—五龙断裂在宝兴县五龙乡东风村一带精确的空间展布位置、产状规模和近地表构造形态。探测结果表明盐井—五龙断裂于五龙乡北东风村西河两岸的T1阶地处隐伏通过，性质为倾向NW的逆冲断裂，近地表倾角50°~60°，上断点埋深19 m。该断裂断错宝兴西河T2、T3阶地，西河右岸T1阶地断裂通过处两侧基岩的断距6~8 m，其破碎带及其影响带宽度约30 m。本文浅层地球物理探测成果可对判定盐井—五龙断裂的近地表构造活动提供可靠的地震学证据，也为地震重灾区(宝兴县城)的灾后工程选址重建、地震危险性评价和制定抗震防灾规划提供了科学的基础资料。

关键词：龙门山中央断裂南段； 盐井—五龙断裂； 浅层地震反射波法； 高密度电阻率成像

0引言

2008年5月12日汶川MS8.0大地震发生在龙门山构造带中北段，地表破裂自初始破裂点映秀南西开始沿龙门山断裂带中央及前山断裂呈NE向单侧扩展，北川-映秀断裂的北中段全部破裂贯通，茶坝—林庵寺断裂的南西段也发生了地表破裂，而龙门山断裂带南段在本次地震中并未参与活动。2013年4月20日8时2分46秒四川省雅安市芦山县发生MS7.0地震，震中位置(30.3° N，103.0° E)恰好位于汶川地震未引起破裂的龙门山断裂南段附近(图1)。4·20芦山地震发生后，作者参与了四川省地震局芦山地震现场应急科考工作，对位于龙门山断裂带南段的前山断裂及中央断裂都进行了野外调查追索，均未发现地震地表破裂现象[1]。不到5 年的时间里，沿龙门山断裂带相继发生汶川8.0 级和芦山7.0 级地震，是余震还是被“传染”[2]?龙门山断裂带南段还会不会有7 级或更大地震？其潜在的地震危险性已经引起了国内外地震学者们的强烈关注[3-7]。由于目前地震学家们对龙门山断裂前山断裂南段的双石—大川断裂(SDF)进行探槽开挖及年代学研究，均显示该断裂为全新世活动断裂*①冉勇康.芦山地震重灾区活动断裂探测项目成果报告.北京：中国地震局地质研究所，2013.[8]①，但对位于龙门山断裂中央断裂南段的盐井—五龙断裂(YWF)，由于其影像特征受到地层产状干扰，加之区域内晚第四纪地层不发育，因此对盐井—五龙断裂晚第四纪地表是否活动及其活动的主干断裂分布情况一直难以定论[9-13]，对该断裂的具体展布位置、产状规模和近地表构造形态更是知之甚少，仅凭目前单一的地面地震地质调查工作难以准确厘定其具体通过位置和展布形态。直到目前为止，还没有专门针对龙门山断裂南段的盐井—五龙断裂开展过浅层地球物理勘探工作，所以对于该断裂的精确空间展布位置、产状规模及近地表的构造形态均存在很大的疑问，这也就制约了对该断裂最新活动性的评价和最大发震能力的评估。宝兴县城的避震规划和重大工程项目选址等工作，同样也会受到盐井—五龙断裂隐伏段和地震活动等因素的严重制约。

SDF：双石—大川断裂； YWF：盐井—五龙断裂； GLF：耿达—陇东断裂图1　龙门山构造带南段断裂分布图Fig.1　Distribution of the southern segment of 　　　 Longmenshan fault zone

针对盐井—五龙断裂所经区段复杂的地质构造环境和特有的浅层地震地质条件，选择何种地球物理探测方法以及如何实施才能达到较好的探测效果成为了需要解决的首要问题。浅层地震勘探是目前国内外为探测第四系覆盖区隐伏断层所采用的一种可信度较高且较为成熟的一种方法，在《中国地震活动断层探测技术系统技术规程》(JSGC-04)中将该方法确定为断层定位的控制性探测手段。其中反射波法地震勘探是利用反射剖面上丰富的反射波组特征判定断层的存在并确定其产状等基本参数的一种方法。与其他方法相比，该方法在断层定位及几何特征的判定上具有较高的精度，尤其是近些年来浅层地震反射波法在大震科学考察、城市活动断层探测以及深部构造研究中均得到了广泛的应用，并有效地解决了一些地质问题[14-24]。由于盐井—五龙断裂经过区段的的主要乡(镇)所在地多为宽度不大于300 m的峡谷，山势较为陡峭、交通条件不便、场地工作面狭窄等因素均限制了可控震源车在此处开展工作，故本次探测研究工作首选浅层地震反射波法，通过采用人工震源单边激发、小道间距、小偏移距、多道短排列接收以及多次覆盖观测相结合的地震数据采集技术，并经数据处理后获得浅层地震反射剖面图像，浅层地震探测定位结果结合高密度电阻率成像断面、探槽开挖和钻孔联合剖面，共同揭示了NE向的盐井—五龙断裂在宝兴县五龙乡东风村一带精确的空间展布位置和近地表构造形态。探测结果也表明本次所采用的浅层地球物理探测方法所确定的盐井—五龙断裂的具体通过位置和相关参数均真实可靠。该探测成果不但可为研究盐井—五龙断裂近地表活动构造提供地震学证据，而且对龙门山断裂带南段地区现今的活动性和未来地震危险性评估以及今后工程选址工作中避开断裂带，减少未来可能造成的地震灾害损失也具有重要的现实意义。

1测区地震构造环境和物探测线布设

盐井—五龙断裂位于龙门山断裂带中央断裂南段，北东起自“彭灌杂岩”东侧向南西经盐井、昂州河、渐转向NW延伸，是金汤弧形滑脱一推覆带与龙门山逆冲推覆带及康滇基底隆起带之间的边界断裂[25]。该断裂北西盘出露地层有志留系茂县群、泥盆系危关组和前寒武系杂岩，其中志留系茂县群分布最广，岩石组合为一套千枚岩和大理岩，泥盆系危关组为一套浅变质岩系。在盐井、五龙一带茂县群逆冲推覆于二叠系阳新组、峨眉山玄武岩、吴家坪组和三叠系飞仙关组、须家河组等不同地层之上。断裂带中构造变形特别强烈，见片理、片麻理、千枚理、褶辟理、节理等韧性到脆性变形[26]，该断裂由多条近于平行的次级断裂组成，总体走向40°，倾向NW，长约160 km[图2(a)]。根据野外现场地震地质调查工作发现，断裂在宝兴境内的五龙乡具有较好的断错地貌现象，主要表现为较为连续的、宽约40 m的断层槽谷[图2(b)]。在1∶20万地质图上，沿中央断裂南段发育一系列近于平行的支断层，由于这些断层基本顺层产出，影像特征往往受地层产状干扰，加之区域内晚第四纪地层不发育，因此单一的地面地震地质调查工作难以准确厘定其具体通过位置和展布形态，尤其是宝兴河西河两岸Ⅰ级阶地上被第四纪沉积物所覆盖的断裂隐伏段，其准确的展布位置则需要通过地球物理探测手段来确定。

由于浅层地震反射波法开展的前提是测区场地介质具备一定的波阻抗差异，宝兴县西河两岸的T1阶地上覆第四纪冲洪积的砂卵石层与下伏基岩之间具备较强的波阻抗差异，可以形成有效的波阻抗反射界面，从而有利于断层的追踪和识别，满足开展浅层地震反射波法探测的前提条件，因此选择在宝兴县五龙乡东风村西河两岸的T1阶地上开展地震反射波的数据采集工作。先在跨盐井—五龙断裂的可能通过位置均布设浅层地震反射测线(Ⅰ、Ⅲ)，然后在局部地段(西河左岸)进行加密探测(地震测线Ⅱ)，根据浅层地震剖面结果并结合高密度电阻率成像断面，综合解译了宝兴县五龙乡东风村一带盐井—五龙断裂的具体通过位置和近地表构造形态。测线布置情况如图2(b)所示。

2地震数据采集和资料处理

图2　测区地震构造环境与物探测线布设示意图Fig.2　 Seismic tectonic environment and the geophysical survey line diagram in the survey area

为了得到高质量的地震反射记录，根据测区场地条件与探测目的合理选择地震波的激发震源是本次探测工作的重要环节之一。只有在震源激发的地震波信号具有足够的能量和较宽频带范围的前提下，才能使数据采集处理和分析解释具有实际意义， 因此选择合适的激发震源是实现浅层地震勘探目标的必要条件[20]。由于探测场区位于宝兴县城北侧五龙乡东风村，居住人口众多,建筑物也较为密集，因此该处不具备使用爆破震源的条件。同时测区地理位置上处于龙门山南段高山峡谷地区，山势较为陡峭、交通条件不便、场地范围狭窄等因素均限制了可控震源在此处开展工作。根据对不同震源特征的已有研究表明，采用小能量激发能相对增强高频波的能量[27]。因此综合以上各因素，在本次探测工作中选取了携带较为方便、适合龙门山断裂带南段高山峡谷地区作业的人工夯击震源。反射波地震数据采集仪器采用的是美国Geometries公司的NZXP数字地震仪，配以分布式Geode地震采集站，24-bit A/D转换，动态范围144 dB，通频带1.75 Hz～20 kHz。宽频带范围以及可选滤波器能记录到不同频谱范围的地震信号，其各项指标均能满足浅层探测的要求。由于龙门山断裂带南段地区河谷地带Ⅰ级阶地上覆卵石层会造成地震波高频信号的迅速衰减，若采集时采用检波器组合的方式来压制面波会严重损失掉地震记录中的高频成分信息，从而不利于提高地震勘探的分辨率。据已有工程钻探资料显示，本次探测场地中的宝兴河Ⅰ级阶地基岩面埋深较浅(深度50 m 以内)，恰恰需要尽可能地保留地震记录中的高频成分，因此主要采用40 Hz的单个检波器采集纵波反射信息，目的是尽可能地采集从低频到高频的地震信息，这对于拓宽地震记录的频带、有效提高地震记录的分辨率是有益的。

为了获得能反映剖面浅部地质结构和断裂构造的浅层地震反射剖面，实现对盐井—五龙断裂具体展布位置的准确定位，在选择观测系统和确定相关采集参数时，需要考虑对近地表(深度50 m 以内) 地质结构和断裂构造的成像需要。在地震记录窗口的选择上，首先要保证基岩反射波的有效发育，扩展排列试验最小偏移距取为0 m，根据有效波发育时窗、面波特征以及现场工作条件等确定道间距、炮间距、偏移距和接收道数等参数，最终使得有效反射波落在最佳的观测窗口内，获得较高信噪比的地震记录。图3是西河左岸测区地震测线扩展排列试验记录。由图中可以看出，记录存在较强的面波干扰且来自浅部的有效信号被震源附近强烈的干扰波覆盖，但位于100 ms以内远离震源的接收道可连续追踪基岩反射信息。已有研究表明采用小道间距、小偏移距和短排列接收的工作方法对缩短干扰噪声的影响半径、保护地震信号的高频成分、提高地震记录的分辨率是十分有利的[28-29]，结合本次测区具体场地条件和现场地震记录特点，故本次探测工作采取小道间距、小偏移距、多道短排列接收和共反射点多次覆盖观测的工作方式，以达到对断裂构造进行精确定位的目的。此次反射波法地震勘探的具体工作参数设计如下：采样率0.25、记录长度0.50 s，道间距1～2 m，炮间距2 m，偏移距20 m，观测排列采用单边24道接收，多次覆盖观测系统，覆盖次数为12次，最终获得了高频高信噪比的优质浅层地震反射资料。

图3　Ⅰ测线扩展排列试验Fig.3　Seismic records of expanding spread experiment　　　 on survey line Ⅰ

资料处理采用中国地震局统一采购的活断层探测专用的GRISYS地震反射处理软件，处理模块主要包括静校正、频率带通滤波、二维倾角滤波、正常时差校正(NMO)、共深度点(CDP)叠加、反褶积、时变谱白化(RETWHI)和叠后偏移。针对龙门山南段盐井—五龙断裂通过地段的地质构造环境、工程地质条件和现场地震记录特点的不同，特设计了以下数据处理流程：(1)数据解编及格式转换→(2)振幅补偿→(3)叠前去噪→(4)带通滤波→(5)抽CDP道集→(6) 建立速度模型及速度分析→(7)NMO动校正→(8)叠加→(9)叠后反滤波→(10)叠后随机噪音衰减。

3地震反射剖面解译与断裂定位

测线Ⅰ位于宝兴河西河左岸I级阶地后缘，朝NW方向布设，反射数据经处理后获得的叠加时间剖面[图4(a)]信噪比较高。由于该测段范围内的第四系全新统砂卵石层之下为泥盆系下统石英砂岩，该套地层与上覆砂卵石层具有较大的波阻抗差异，因此位于双程反射时50 ms附近的P1反射波组在整条测线上均有发育，且能量较强，推测为基岩顶界面反射波。除CDP115处附近的同相轴出现了明显错断和不连续的现象外，其他测段的反射波组能量均较强，同相轴连续未见波组异常特征，结合地表断错地貌现象和地震剖面同相轴数目的突然增减或消失及形态的扭曲错断等异常特征可以初步推断出红线标示处为盐井-五龙断裂的通过位置，该断裂表现为逆断性质，倾向NW，视倾角约50°～60°。

为了获得丰富的近地表浅部地层的反射信息，进一步核实断裂于西河左岸的精确展布位置和浅部断错情况，在西河左岸T1阶地上布设了道间距为1 m的测线Ⅱ，该测线在测线Ⅰ原有位置向西平移了一段距离之后开始布设[见图2(b)]。从图4(b)中可以看出该剖面位于该测线CDP78处存在明显的同相轴异常现象，主要表现为反射波同相轴自NW往SE存在多组明显的逆冲波组并呈现出分叉、合并现象，符合断裂构造较为典型的运动学和动力学特征，这与图4(a)中红线标示处的盐井-五龙断裂的通过位置相一致。通过改变观测系统的对比试验可见看出，采用2 m道距的观测系统能够获得中部丰富的反射波信息，但其浅部反射信息会有所损失，而采用1 m道距的观测系统能够获得浅部丰富的反射信息，弥补了2 m道间距观测系统的不足。由此可见，为准确判定断裂的展布位置、性质及其活动特征，应采用不同的道间距、排列长度和观测系统，以便同时获取中部和浅部的反射波信息，方便进行对比分析和确定断裂特征。

图4(c)为测线Ⅲ的反射波叠加时间剖面。该测线位于宝兴河西河右岸T1阶地上[图2(b)]，朝SE方向布设。该浅层地震剖面揭示的地层反射波组具有较高的信噪比和分辨率，能够被连续可靠追踪，且界面起伏变化形态和断裂构造特征也非常清楚。从图4(c)中可以看出，位于双程反射时60 ms附近的反射波组P1在整条测线上均有发育且能量较强，推测为厚层状泥盆系砂岩顶面反射波，覆盖层厚度自NW向SE逐渐增厚；剖面东西两侧的反射波组特征明显不同，剖面东侧同相轴连续性较好，未见波组异常特征，而反射波同相轴于地震剖面西侧CDP10处发生突变，主要表现为自NW往SE存在明显的逆冲波组并呈现出明显的同相轴错断和不连续现象，断面下方则表现出了一些不连续、无规律的断层破碎带弱反射特征，这些均符合断裂构造较为典型的运动学和动力学特征，故将红线标示处推断为盐井—五龙断裂于西河右岸T1阶地处的具体通过位置。需要说明的是，由于本次探测工作采取人工夯击，震源激发能量有限，加之龙门山南段地区山间河谷地带测区内的砂卵石层会造成地震波的迅速衰减，因此本次浅层地震反射波探测在有效深度内实现了对盐井—五龙断裂的探测定位，而未对基岩内部或更深层位的错断特征提供有效的反射信息。如何获取盐井—五龙断裂更深层位的几何形态及性质是今后探测定位工作中需要深入研究的问题。

4定位结果验证

在分析和研究浅层地震探测定位成果的基础上，为了验证盐井—五龙断裂在宝兴河西河两岸I级阶地处精确的空间展布位置，同时进一步揭示该断裂的产状规模和近地表构造形态，我们根据实际情况分别在宝兴河西河两岸的合适位置开展了高密度电阻率成像测试与探槽开挖工作(受测区地形和道路条件等因素的限制，西河左岸布设探槽，西河右岸实施高密度电阻率测试)，最后综合利用高密度电阻率成像断面和探槽开挖结果，并结合浅层地震剖面综合判定盐井—五龙断裂的精确展布位置和近地表构造形态。

4.1西河左岸测线

我们在西河左岸探槽开挖结果(图5)较好地揭示了盐井—五龙断裂的断层破碎带具体位置。盐井—五龙断裂在该处主要表现为宽约30 m的挤压揉皱带，带内的千枚岩呈片理化并发育有挤压透镜体及多组断面，其中有宽约2.5 m的基岩变形强烈，原岩结构已不清晰，并发育有断层角砾，结合浅层地震反射剖面[图4(a)]可综合判断盐井—五龙断裂于西河左岸的精确通过位置[图6(a)]。

①褐灰色耕植土层，厚约10～15 cm；②褐灰色黏土层，夹有砾石，砾石砾径1～3 cm；③黏土夹砾石层，灰白色，砾石砾径3～5 cm；④褐灰色千枚岩，风化强烈，较为破碎；⑤褐黄色、灰褐色碎裂岩，原岩结构已不清晰，发育有透镜体，较为破碎；⑥灰褐色千枚岩，弱风化；⑦断层碎裂岩，呈断层泥岩状，原岩结构已不清晰，并夹有断层角砾，砾径2～5 cm图5　西河左岸探槽剖面图Fig.5　Trench profile of left bank of the Xihe River

图6　盐井—五龙断裂的精确空间展布位置图　　　(T1~T3：阶地期次)Fig.6　The accurate distribution of YWF

4.2西河右岸测线

受龙门山测区地形和山间道路条件等因素的限制，考虑到宝兴河西河右岸不利于布设探槽的实际情况，故在西河右岸补充开展了高密度电阻率成像测试工作。我们在与浅层地震测线重合的位置布设了电阻率成像测线[图2(b)]，获得了在地电测线控制地段、有效探测深度范围内高密度电阻率法二维反演等值断面图，利用电阻率断面中所出现的电性间断面、异常区追索和判断盐井—五龙断裂的通过位置与近地表构造形态。高密度电阻率成像测线(E0)位于宝兴河西河右岸I级阶地上，与地震测线Ⅲ相重合，并朝着SE方向布设。高密度电阻率数据采集过程中使用了铜电极，观测装置为Wennerα，电极间距为5 m，最大隔离系数为16。数据处理过程中采用Geogiga RTomo 软件包对采集到的数据进行预处理，并选用最小二乘法进行视电阻率数据的反演计算，最终得到了E0测线的高密度电阻率法二维反演等值断面图(图7)。

图7　E0测线高密度电阻率法二维反演等值断面图Fig.7　High density resistivity two-dimension inversion isoline sectional drawing(E0)

从图7可以看出，近地表处视电阻率在597~1 355 Ω·m的相对高阻区为第四纪冲洪积砂卵石层的电性反映，视电阻率低于223 Ω·m的相对低阻区为厚层状泥盆系砂岩所表现出来的电性特征。具体而言，地电断面左侧(即测线SW段)的基岩面埋深约19 m，地电断面右侧(即测线NE段)基岩面的起伏存在一定差异，不同测段的埋深从25~30 m不等，而在断面横坐标80 m附近则出现了明显的电性异常区，推断该电性异常区是由于盐井—五龙断裂在西河右岸Ⅰ级阶地处通过所造成。根据钻孔联合剖面位于断面横坐标80 m的钻孔结果揭示该 电性异常区内充填物质为黑色～灰黑色千枚岩夹有煤层(图8)，其主要的形成原因可能是由于断层带附近的泥盆系砂岩在高温高压作用下变质而成，该填充物在有效探测深度范围内(80 m)仍未被揭穿。依据视电阻率等值线的疏密形态及其数值的变化范围可推断出盐井—五龙断裂的破碎带及影响带宽度约30 m，由高低阻分布区界限的电性间断面特征可以进一步推断盐井—五龙断裂的近地表倾角约50°~60°，这与浅层地震剖面的解译结果相吻合。盐井—五龙断裂自NW向SE逆冲，于西河右岸断裂通过处两侧的基岩面存在不同程度的高差，据地电断面可以看出断裂通过处两侧基岩的断距约6~8 m，这一结果已得到了钻探联合剖面的证实。综合电阻率成像断面和浅层地震反射剖面[图4(c)]可判定盐井—五龙断裂于西河右岸的精确展布位置[图6(b)]。

图8　异常区的钻孔探测照片Fig.8　Drilling exploration photo in anomaly area

4结论与讨论

针对龙门山中央断裂南段的盐井—五龙断裂经过区段的主要乡(镇)所在地多为宽度不大于300 m的山间峡谷地区，且探测场区存在交通条件不便、场地工作面狭窄等问题，故在本次浅层地震反射波法探测工作中采取了小道间距、小偏移距、多道短排列接收、共反射点多次覆盖观测的地震数据采集方式，并经数据处理后获得地震反射剖面图像。浅层地震探测定位结果经高密度电阻率成像断面、探槽开挖和钻孔联合剖面验证，共同揭示了NE向的盐井—五龙断裂在宝兴县五龙乡东风村一带的精确展布位置、产状规模和近地表构造形态。经过本次探测定位工作确定了盐井—五龙断裂于五龙乡北东风村西河两岸的精确展布位置(图9)，与根据断错地貌的地面地震地质调查结果相比稍有不同，达到了对盐井—五龙断裂进行精确定位的目的。盐井—五龙断裂于五龙乡北东风村西河两岸的T1阶地处隐伏通过，性质为倾向NW的逆冲断裂，近地表倾角约为50°~60°，断裂断错宝兴西河T2、T3阶地，西河右岸T1阶地断裂通过处两侧基岩的断距6~8 m，其破碎带及其影响带宽度约30 m。该探测成果不但对判定盐井-五龙断裂近地表构造活动提供了可靠的地震学证据，也为宝兴县城的地震危险性评价和制定抗震防灾规划提供了可靠的基础资料，对龙门山中央断裂南段现今的活动性和未来地震危险性评估以及工程选址工作中避开断裂带，减少未来可能造成的地震灾害损失也具有重要的现实意义。

图9　盐井—五龙断裂展布位置图Fig.9　The distribution map of YWF

在城镇防震减灾工作中，活动断裂探测定位及其地震危险性评价是制定抗震规划、减轻地震灾害损失的前提，选择何种地球物理探测方法以及如何实施才能达到较好的探测定位效果就显得非常重要。某一种浅层地球物理探测手段或单一的地震波场信息只能反映研究目标体(如断裂带)的某个侧面，而不能反映其全部物理场信息，解决这一问题的有效方法需要通过联合应用多种浅层地球物理探测方法，综合解译断裂的通过位置和近地表构造形态、产状等信息。浅层地震反射波法对具有一定波阻抗差异的地层介质反应敏感，能准确判定地层界面的起伏和断错位置，但对介质的孔隙度和含水状况的变化反应较为迟钝，而断裂通过位置造成的岩体破碎和地层位错往往伴随着电阻率的显著变化。因此，适时采用高密度电阻率成像可以很好地反映地下介质的含水状况及横向变化特征，在一定程度上弥补浅层地震反射波法的不足。开展电阻率层析成像和浅层地震反射波法地震勘探联合探测，发挥各自的优势，可以达到从不同角度查明断裂的精确展布位置、几何性质以及产状特征的目的。本文通过对龙门山中央断裂南段的盐井-五龙断裂的探测实践表明，浅层地震反射波法结合高密度电阻率成像断面较好地解决了盐井-五龙断裂的精确展布位置、产状规模和近地表构造形态等问题，且本文浅层地球物理探测定位结果经探槽开挖和钻探资料证实了所确定的盐井-五龙断裂的具体通过位置和基岩面埋深等参数准确可靠，在实际工作中取得了良好的效果，对今后龙门山断裂带南段地区即将开展的活断层探测工作具有重要的参考价值。

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Detection of the Yanjing-Wulong Fault in the Southern Segment of the Longmenshan Central Fault Zone by Using Shallow Geophysical Method

LI Da-hu1,2, LIAO Hua1， LIANG Ming-jian1, WANG Ming-ming1,WANG Shi-yuan1, YANG Qi-yan3, GU Qin-ping4

(1.EarthquakeAdministrationofSichuanProvince,Chengdu610041,Sichuan，China;2.InstituteofGeophysics,CEA,Beijing100083,China;3.EarthquakeAdministrationofHebeiProvince,Shijiazhuang050021,Hebei，China;4.EarthquakeAdministrationofJiangsuProvince,Nanjing210014,Jiangsu，China)

Abstract：During the Wenchuan MS8.0 earthquake on May 12, 2008 and the Lushan MS7.0 earthquake on April 20, 2013, surface rupture phenomena did not occur on the Yanjing-Wulong fault in the southern segment of the Longmenshan central fault zone. Moreover, shallow geophysical data for the Yanjing-Wulong fault are extremely scarce. The seismic hazard and the capacity for potential earthquakes were evaluated in the southern section of the Longmenshan fault zone to a certain extent. However, the major counties (towns) crossed by the Yanjing-Wulong fault are mostly located in valleys with widths less than 300 m. As a result, such detection areas are subject to inconvenient traffic conditions and narrow working spaces. Therefore, detection through shallow seismic reflection must be applied with small trail spacing, small displacement distance, reception of multiple short arrangements, multiple coverage observations of common reflection points, and data processing. In the present study, shallow seismic reflection is combined with high-density resistivity tomography, trench excavation, and drilling to reveal the size, spatial distribution, and near-surface structure of the NE-trending Yanjing-Wulong fault in the area of Dongfeng village, Wulong, Baoxing County. These detection results not only provide reliable seismological evidence for determining the near-surface activity of the Yanjing-Wulong fault but also offer scientific fundamental data for selecting sites for post-disaster reconstruction, earthquake risk assessment, and planning of earthquake resistance and hazardous prevention in the Baoxing County.

Key words：southern segment of the Longmenshan central fault zone; Yanjing-Wulong fault; shallow seismic reflection wave method; high-density electric resistivity tomography

DOI:10.3969/j.issn.1000-0844.2016.01.0026

中图分类号:TU352.1

文献标志码：A

文章编号:1000-0844(2016)01-0026-10

作者简介：李大虎(1982-)，男，在读博士研究生，目前主要从事地震层析成像、地震活动断层探测等工作。E-mail:lixiang2006@sina.com。通信作者：廖华(1961-)，副研究员，主要从事地壳形变监测等工作。E-mail:sc.liaohua@126.com。

基金项目：中国地震局地震科技星火计划(XH15040Y)；中国地震局测震台网青年骨干培养专项(20160520)；中国地震局“四川省芦山‘4·20’7.0级强烈地震科学考察”项目

收稿日期：①2015-01-05