浅层地震勘探技术与方法研究

徐辉XU Hui；顾礼敬GU Li-jing

（江苏省地质勘查技术院，南京 210008）

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

1 勘探设备和测线布设

由于测线位于人口稠密的城市中，测线上的车辆行人活动频繁，人为振动的干扰十分强烈。常规小吨位可控震源激的能量不能达到探测目标的深度，为了压制干扰噪声，选用美国生产的出力18 吨的AHV-Ⅳ型可控震源激发地震波。这样不但解决了地震勘探的抗干扰问题，而且也保证有足够的激发能量来满足大于300m 探测深度的要求。数据采集使用德国DMT 公司制造的Summit 型数字地震仪。地震波接收使用60Hz 高频纵波检波器，每个测点采用四只检波器点组合方式接收。

2 测区地震勘探前提条件分析

据已有地质与钻井资料，工区内基岩主要为上白垩统砂砾岩、上侏罗统安山质、流纹质凝灰岩、上震旦统—寒武系灰岩、白云岩及燕山期花岗闪长岩，局部范围还有下第三系粉砂岩、粉砂质泥岩。由此可见，区内浅层地震勘探工作具有以下的地球物理前提：

第四系及新近系与下伏基岩间具明显速度、密度差异，两者之间存在明显的波组抗差异，因而基岩面将形成良好的地震反射界面；第四系及新近系各层位间也具有一定的速度、密度差异，当界面比较稳定、干扰小时，也可形成一定的地震反射界面；由于本区覆盖层内砂层较厚，而砂层对地震波具有较强的吸收作用，故会增加地震勘查工作的难度。当断裂引起的地层垂向错动或明显破碎时，地震时间剖面图将相应地出现反射波组同相轴的错动、缺失或者能量减弱等异常特征。工区内地下水位较浅，仅1-2m，有利于地震纵波的激发与接收。因此，选用地震反射勘探方法是适宜的。

通过观测系统参数实验以及可控震源激发参数实验最终确定本次野外数据采集参数为：道距5m，接收道数72 道，覆盖次数12 次，偏移距45m，炮间距15m，记录长度1024ms，采样间隔1ms，8 次振动垂直叠加。

3 地震勘探揭示的断层构造特征

3.1 北段

通过测线浅层地震时间剖面图可以观察到，基岩面反射信号清晰，在180 CDP 附近基岩面反射波组（Tg）能量减弱，以至相位中断、不连续，推断为断点异常（f35）（图1）。该异常显示基岩顶面西低东高，落差不大。由解释剖面图可知，断层位于距测线西端655m 处，为西倾正断层，倾角较陡，断层两侧落差约4m，断层宽度约10m，上断点深度推测为248m，位于下更新统，说明活动时代应为早更新世。

测线发现两处异常，分别位于480 CDP 和260 CDP附近，表现为基岩面反射信号（Tg）能量减弱、异常两侧相位特征显示不同。这两异常均显示基岩面西低东高，落差不大，上覆第四系内部界面的反射信号均未受影响。这两断点均为西倾正断层，断层宽度分别为20m 和10m 左右，断层两侧基岩面落差分别约为4m 和3m，上断点深度分别推测为230m 和240m。中更新统（Q2）未被错动，断层活动时代应为早更新世。

测线地震时间剖面图显示，基岩面反射相位在350 CDP 附近能量减弱，且有小错动，表现为东低西高，推断为断点异常（图2）。

该断点为东倾正断层，宽约5m，断层两侧基岩面落差约4m，上断点深度推测为248m。断裂仅发生在基岩或覆盖层底部，表明其活动时代为早更新世或更早。

本段断点倾向或东或西，表明此段范围内太仓-奉贤断裂由至少两条倾向不同的断层组合而成，但断点埋深相差不大，在230-290m 之间，断点错断层位均为Q1，断距多在5m 以内，断裂宽度多在10-15m 之间。

3.2 南段

图2 断点地震时间剖面图

测线地震时间剖面图显示，在340 CDP 附近出现一异常，基岩面反射信号能量减弱而不连续。该异常东低西高，但落差极小，也未影响到覆盖层内部界面的反射波组。该断点为东倾正断层，断层两侧落差较小，宽度约12m，上断点深度约为330m，断裂仅发生在基岩及覆盖层底部。T3及上覆地层反射信号未受影响，表明该断层活动时代应为早更新世早期。

测线地震时间剖面图显示，在290CDP 附近出现一异常，基岩面反射信号能量减弱而不连续，且出现微小错动。该异常西高东低，但落差极小，也未影响到覆盖层内部界面的反射波组。该断点为东倾正断层，断层两侧落差5m 左右，宽度约12m，上断点深度约为490m，断裂仅发生在基岩及覆盖层底部。下更新统（Q1Z）及上覆地层反射信号未受断层影响，表明该断层活动时代应为早更新世早期或更早。

测线地震时间剖面图显示，测线的2390m 处基岩面反射波组（Tg）中断、错位现象（f7）。为东倾正断层，倾角约70°，断层宽度10m 左右，断距约10m，该断层主要发生在基岩内部，时间剖面图显示，断层顶端位于覆盖层底部，上断点深度约250m，即下更新统（Q1）和新近系（N）的底部。

表1 太仓-奉贤断裂南段断点特征统计表

此段范围内发现的太仓-奉贤断裂各断点埋深变化深浅变化较大，最浅约250m，最深近500m，基岩埋深在此段范围埋深变化较强烈。此段断裂倾向皆向东，断距变化较大，但都在10m 以内，都存在10m 左右的断裂宽度。

4 结论

本文以太仓-奉贤断裂为例，详述了在城市中的浅层地震勘探技术。勘探结果显示：太仓-奉贤断裂从断裂产状来讲上具有分段的特征，北段埋深相对较浅，基岩面错断距离在5m 以内，基岩面断裂宽度大多超过10m；南段埋深相对较大，基岩面错断距离大于5m，断裂宽度在10m左右。从地震剖面上来看，太仓-奉贤断裂最新活动时间约在早更新世早期，具有一定的地震危险性。

[1]李智,白云,李东春,蒋越.谈浅层地震勘探技术在营口地区隐伏断裂探测中的应用[J].防灾减灾学报,2014(1).

[2]王彪,陈剑杰,马勋元.浅层地震勘探在第四纪松散地层划分中的应用[J].工程地球物理学报,2012(1).

[3]李新宝,陈霞.浅谈浅层地震反射波法在工程勘察中的应用[J].价值工程,2012(28).