隐伏活断层探测中的精定位技术——以银川盆地芦花台断裂为例

王　银　孟广魁　柴炽章　雷启云　杜　鹏　谢晓峰

1）中国地质大学（北京），地球科学与资源学院，北京　100083

2）宁夏回族自治区地震局，银川　750001

隐伏活断层探测中的精定位技术
——以银川盆地芦花台断裂为例

王银1，2）孟广魁2）柴炽章2）雷启云2）杜鹏2）谢晓峰2）

1）中国地质大学（北京），地球科学与资源学院，北京100083

2）宁夏回族自治区地震局，银川750001

以银川盆地芦花台断裂为例，探讨隐伏活动断层精定位技术。经浅层地震勘探查明，芦花台断层总体走向NNE，倾向SEE，倾角73°～78°。根据取自钻孔的地层样品沉积年龄测定，又将主断层分为南段和北段。芦花台隐伏断层南段中更新世活动，而北段全新世活动。通过对浅层地震勘探断层上断点上延伸计算，使其与钻探得到的断层上断点埋深相匹配。通过断层的精确定位，得到了芦花台隐伏断层在浅表的几何分布、产状及活动性分段特征的认识。所得成果为石嘴山市城市辖区内的建设提供了重要参考依据。

隐伏断层浅层地震勘探上断点上延计算精确定位

0　引言

活动断层研究结果表明，在隐伏断层埋深较浅的情况下，一旦发生6.5级以上地震，将在地表产生数米的错动，其位错的破坏力可能毁坏跨断层的一切建（构）筑物。目前的抗震设防措施还难以阻止这样大的错动对人工地面设施的直接毁坏（徐锡伟等，2002），惟一的方法是采取避让措施。显而易见，就有效避让活动断层而言，准确定位活动断层是至关重要的研究课题。

许多城市位于第四纪松散沉积物覆盖区，断层在地表出露不明显。城市建筑环境复杂，使得城市之下隐伏断层探测与地震危险性评价变得十分困难。长期以来，有些城市仅以少量且不系统的勘探资料，绘制出定位精度极低的断层分布图，例如，根据20世纪60年代以来的石油地震勘探资料，银川盆地东部和西部各存在1条隐伏断层，但断层的准确位置不明一直成为困扰银川市和石嘴山市城市建设与发展的难题。

2001年，福州市率先作为中国城市活断层探测的试点城市，为随后在中国20个城市全面开展活断层探测与地震危险性评价积累了经验。北京、上海、天津、西安、银川等20个城市开展的活断层探测与地震危险性评价，使得中国活断层探测与地震危险性评价工作渐趋成熟，逐渐形成城市活断层探测与地震危险性评价的较为完整的体系，活断层定位精度基本可以满足城市规划与建设的要求。

目前隐伏活动断层探测的最有效方法包括浅层地震勘探、钻探、槽探和地层样品沉积年龄测定。这些手段，从不同层次上渐次提高活动断层的定位精度。然而，如何综合利用这些手段仍是个值得探讨的问题。本文在阐述活动断层探测的基本思路、方法和步骤的基础上，以石嘴山市活断层探测与断层活动性鉴定为例，进一步探讨了如何提高活动断层定位精度的方法，可供城市活动断层探测与断层活动性鉴定参考。

1　隐伏断层探测的基本思路、方法和步骤

隐伏活动断层探测与地震危险性评价包含两部分内容，探测部分主要目标是查明隐伏断层在近地表的分布、产状，并对其活动性做出鉴定；地震危险性评价部分目标是对已鉴定为晚更新世以来活动的断层在未来一定时段内发生破坏性地震的可能性做出评价。本文主要涉及前一部分内容。

隐伏活动断层探测的基本思路是，首先根据已有资料确定探测目标断层，目标断层的分布通常精度较低，已知的断点深度较大。例如，银川盆地内根据石油地震勘探资料，结合遥感解译及水文地质资料，推测在银川市兴庆区偏东部位有一条走向NNE，倾向NWW的断层，西夏区西部有一条走向NNE，倾向SEE的隐伏断层。根据石油地震勘探剖面断定2条断层的埋藏深度为400～500m。在确定了探测目标断层后，接着采用地球物理勘探、钻孔联合剖面探测、槽探和地层样品沉积年龄测定等手段，查明断层的分布、产状及其活动性。

实践证明，在地球物理勘探方法中，浅层地震勘探方法是确定目标断层位置、性质及其平面分布的有效手段，是钻孔联合剖面的布设和断层活动性鉴定的基础（邓起东等，2003；中国地震局，2009）。但由于浅层地震勘探的探测精度与地下地层结构、介质物性参数以及所采用的方法技术和探测参数密切相关，因此，为有效追踪目标断层在不同深度范围的特征，应根据不同的探测目标层深度和探测精度要求采用不同的方法技术（刘保金等，2008，2009）。例如，在第四纪覆盖层较厚的银川市活动断层探测中，为了得到目标断层在第四系内部的特征，采用“中－高频地震波激发与接收，以及道间距5m和10m、排列长度600～1 000m、20～24次覆盖”的探测方法，获得了几十米至1 500m深度范围的地下结构和断层图像，据此可分辨的断层上断点埋深分别为40～60m和100～150m。为进一步确定目标断层位置及其上断点埋深，以便为钻孔联合剖面探测提供依据，采用“高频地震波激发与接收技术，以及道间距1m和3m、0～4m小偏移距和12～15次覆盖”的工作方法，得到了近地表至数百米深度的断层特征，据此可分辨的断层上断点埋深分别为12～15m和30～40m。然而，由于受地震勘探分辨率的限制，由地震勘探确定的断层上断点埋深往往大于实际的断层上断点埋深，即使在采用同样探测方法和工作参数的情况下，也会因不同测线的地层结构、介质物性参数、干扰波发育情况等诸多因素的影响，使得浅层地震得到的断层上断点埋深不同（柴炽章等，2006，2011；刘保金等，2008）。例如，石嘴山地区的LHTC3（规划一路）和LHTC5（星光大道）测线采用了相同的工作方法和探测参数，而可识别的断层上断点埋深分别为62～68m和35～40m。表1列举了银川断层和芦花台断层部分浅层地震探测线的结果。

银川市活动断层探测的浅层地震勘探分为控制性探测和详细探测2个阶段。在控制性探测阶段之初，为有效地“抓住”断层，首先布设了3条10m道间距长约4 000m的测线，然后采用5m道间距，初步查明了断层的分布，并将断层上断点引到较浅深度。详细探测阶段的测线选在控制性测线之间，用以加密测线，解决控制性阶段遗留的问题，选用3m道间距，测得的断层上断点进一步变浅。为钻孔联合剖面探测选点进行的超浅层地震勘探，采用1m道间距，得到的断层上断点埋深最浅达12～16m。以上探测步骤属于一个不断细化的过程。

表1　银川盆地隐伏断层部分浅层地震探测结果表Table 1　The shallow seismic exploration results of buried faults in Yinchuan Graben

从上文可以看出，为确定断层的实际上断点埋深及其最新活动性，仅靠浅层地震勘探是不够的，还需要结合其他地质学方法。其中，钻孔联合剖面探测是紧随浅层地震勘探之后，进一步提高活断层定位精度的首选手段。钻孔联合剖面线的选择以道间距1m的浅层地震探测为基础，剖面线方向垂直于断层走向。在银川市活断层探测期间创立了对折法和实时绘制联合地质剖面的施工方法，取得了较好的效果（雷启云等，2011）。该方法比浅层地震勘探能更好地限定断层上断点位置和埋深的范围，上断点埋深的精度取决于错断地层情况。图1为表示探测精度的示意图。假定断层错断了层③底界，而被层③顶界压盖，则断层的上断点必在层③之内。断层上断点的下限深度为层③底界，上限深度为层③顶界。在正断层情况下，断层上断点的探测精度取决于断层下盘层③的厚度，厚度越薄，断层上断点的定位精度越高。

图1　钻孔剖面法判定断层上断点精度示意图Fig．1　Sketch showing the accuracy of the upper breakpoint of fault determined from drilling geological section．

当钻探得到的断层上断点深度达到槽探可以达到的深度时（银川盆地内地下水位较浅，探槽开挖深度一般不超过6m），可实施槽探工程。相对于浅层地震勘探和钻探而言，探槽开挖得到的断层上断点最为准确。从以上分析可以看出，不同探测方法得到的断层上断点埋深不尽相同。鉴于这种情况，我们建议，除探槽开挖得到的断层上断点外，应明确指明“某某方法可识别的断层上断点”（柴炽章等，2011）。

《中国地震活断层探测技术系统技术规程》（以下简称《技术规程》）中规定（中国地震局，2005），隐伏断层平面分布图上标出的断层应是断层上断点在地表垂直投影的连线。由于以上手段得到的断层上断点深度从百余米、数十米，直到距地表数米不等，如果简单地将不同深度的断层上断点在地表的垂直投影连接起来，那么除直立断层外，原本为直线的断层线将呈折线状，与真实的断层线存在一定差异，断层倾角越小差异越大。这不仅在理论上是不合理的，也不能为准确划分避让带提供精确的活动断层位置。为充分利用各种手段探测的成果，并得到合理且符合实际的隐伏断层平面分布状况，在银川市活断层探测期间，建立了根据钻、槽探结果，对不同道间距浅层地震勘探得到的断层上断点做向上延伸计算的方法。经过这样处理后，绘制的断层大比例尺平面分布图不仅在理论上更加合理，其精度也得到提高。

以上说明了隐伏活动断层探测的基本思路、采用的探测方法及步骤。下面以银川盆地内芦花台隐伏断层探测为例，具体说明如何通过多手段、多层次、环环相扣的活断层精定位技术，完成了芦花台隐伏断层的精确定位。

2　芦花台隐伏断层精确定位

2.1前人研究得到的芦花台隐伏断层分布

早在20世纪50年代，长庆油田所属勘探部门（以下统称长庆石油勘探局）即开展了以探查储油（气）构造为目的的勘探工作，他们在银川盆地内划分出3个等级的断层，黄河断层和贺兰山东麓断层为一级断层，它们是银川盆地的边界断裂。银川隐伏断层和芦花台隐伏断层为亚一级断层，它们是盆地二级构造单元的边界。他们给出的芦花台隐伏断层如图2中绿色线所示。

20世纪末到21世纪初，中原油田分公司勘探开发科学研究院（以下简称中原油田勘探研究院）为进一步评价银川盆地的油气远景，又进行了一些人工地震勘探工作。他们给出的芦花台隐伏断层分布如图2中红色线所示。

从图2可看出，根据2个勘探部门的资料绘出的芦花台隐伏断层，中间部分差异不大，南部和北部，2个城市目标区内的断层走向有较大差异。根据长庆石油勘探局资料绘制的推测断层，在银川市西部断层沿走向向西转折后即消失，而中原油田勘探研究院认为断层继续向南延伸。在石嘴山目标区内，根据长庆石油勘探局资料绘出的断层有一个较大的弯折，而中原油田勘探研究院绘出的断层较平直。

2.2芦花台隐伏断层浅层地震勘探

在银川和石嘴山两城市活断层探测期间，分别沿推测的芦花台隐伏断层部署了浅层地震勘探，其测线分布见图3。

银川市活断层探测期间，沿推测的芦花台隐伏断层，在银川市西部布了7条浅层地震测线，根据剖面反射波组特征和断层判别依据，解释出13个错断特征明显的断点，其中7个属于芦花台隐伏断层，其余为次级断层。将7个芦花台断层的断点在地表的垂直投影连接起来，得到芦花台隐伏断层在银川市西部通过并继续向南延伸，符合中原油田勘探研究院的结论。

在石嘴山市活断层探测期间，以2个石油勘探部门资料绘出的推测断层为探测目标，由南向北逐次展开浅层地震勘探。共布设了10条浅层地震测线，其中，与芦花台隐伏断层相关的有8条测线，4条测线捕捉的断点对应芦花台隐伏断层，4条测线没有发现断层。主要数据列于表2。图4为LHTC3测线反射波叠加时间剖面图，图上清楚地显示了芦花台断层的存在与形态。

图2　根据石油勘探资料推测的芦花台断层分布图Fig．2　Distribution of Luhuatai Fault inferred from oil seismic exploration data．

通过2次探测，查明了南自银川市西夏区、北至石嘴山市大武口区南，芦花台隐伏断层的分布与产状。芦花台断层长约80km，总体走向NNE，倾向SE，断层倾角73°～78°，断层在崇岗乡存在4km左右的间断区。间断区以南的主断层走向NNE，倾向SEE。间断区以北的北小段断层长9km，断层走向NE，倾向SE（图3）。

2.3钻孔联合地质剖面探测

在浅层地震勘探结果基础上，沿断层布了3个钻孔联合剖面，其位置示于图3。雷启云等（2011a）对3个钻孔剖面做了阐述，这里仅摘其与本文论述有关的部分内容。

银川市西部的贺兰山农牧场剖面上，断层上断点埋深25.58m，在NXZS2－6孔埋深19.85m处取得的地层样品，沉积年龄为124ka BP，表明银川市西部的芦花台隐伏断层属于中更新世末期活动断层，晚更新世以来不再活动。

石嘴山市活断层探测期间，在主断层北端前进农场一站一队，沿浅层地震测线LHTC1（8m道距）布有一个钻孔联合地质剖面，钻探得到断层上断点埋深4.85m，为东倾正断层，视倾角73°，在该剖面Z3－3钻孔5.8m深度取得1个地层年龄测定样品，测得沉积年龄为（6.5±0.2）ka BP。因此，将该点处断层鉴定为全新世活动断层。

北小段断层上的钻孔剖面位于石嘴山市大武口区规划一路，平行布设于浅层地震测线LHTC3南47m。剖面中断层被一砂层压盖，砂层底面埋深为4.62m，此即为芦花台隐伏断层北小段断层的上断点埋深上限，断层上断点埋深下限为6.12m（图5）。断层为东倾正断层，视倾角78°。孔Z2－1中5.2m处样品测年结果为（8.0±0.5）ka BP，因此，芦花台隐伏断层在规划一路钻孔剖面处为全新世活动断层。

前进农场和规划一路两个剖面得到的断层上断点上限深度为4.62～4.85m，下限深度6.12m。在规划一路场点，还开挖了一个大型探槽，探槽分0～3m、3～6m两层开挖。遗憾的是，在探槽开挖即将完成时，发生了坍塌，未能得到完好的探槽剖面图。残留的探槽深3.8m，未揭露出断层，至少说明断层的上断点埋深不会比3.8m更浅。根据钻探结果，结合槽探，确定芦花台隐伏断层北段的上断点埋深为（5.4±0.8）m。

图3　实测芦花台断层分布图Fig．3　Map showing the observed distribution of Luhuatai Fault．

根据钻探取得的地层样品沉积年龄，按活动性将芦花台隐伏断层分为两段，南段为中更新世活动断层，北段为全新世活动断层。雷启云等（2011）根据芦花台隐伏断层与贺兰山东麓断层的关系和第四系厚度分布，推测主断层南北两段的分界点应在暖泉南5km一带。

按活动断层探测（DB／T 15－2009）中的定义，“活动断层是指距今10万年至12万年以来活动过、现今仍在活动，并在未来可能活动的断层”，芦花台断层北段属于这一定义的活动断层。通过对该段断层详勘和断层上断点的上延计算，断层的定位精度进一步得到提高。

2.4芦花台隐伏断层上断点上延计算

前文提到，为得到合理且符合实际的隐伏断层平面分布状况，需对浅层地震勘探得到的断层可识别上断点，根据钻、槽探结果进行上延计算。通过上延计算，使其达到与槽探、钻探得到的断层上断点相匹配的深度，以便为绘制准确的大比例尺活动断层带状分布图提供数据。

表2　芦花台断层北段浅层地震勘探结果表Table 2　The shallow seismic exploration results of the northern section of Luhuatai buried fault

为便于理解，绘制了如图6的示意图。图中A为钻探得到的断层上断点，A′为浅层地震可识别上断点，D′为A′在地表的垂直投影，计算时，将A′依断层倾角（α）向上延至A点，即可得到与槽、钻探相一致的上断点在地表的垂直投影点D。DD′为上延计算前后断层上断点在地表投影的差值。对所有浅层地震可识别上断点作上延计算后，将全部D点连起来，即得到符合要求的断层线。

图4　LHTC3测线反射波叠加时间剖面图Fig．4　The stacked time section of seismic reflections along the survey line LHTC3．

上延前后断层上断点在地面垂直投影之间的差值（图6中的DD′）的计算公式为

上式中：AD为钻探得到的断层上断点埋深（5m），A′D′为浅层地震可识别上断点埋深（数据见表1），间断区以南断层倾角（α）取73°，以北断层倾角78°。利用上述计算公式计算，得到的结果列于表3中。就表3所列举数据看，在锦林测线上，浅层地震可识别上断点与上延后断点在地表垂直投影之间的偏差最大，达到18m。

根据表3计算结果，绘制了芦花台隐伏断层北段大比例尺（1／10 000）带状断层分布图，图7为其示意图。为醒目起见，图中对表3中4条浅层地震测线处的断层位置予以放大。图中绿色点为浅层地震确定的断点位置，红色五角星点为上延后的断点位置，紫色为钻孔确定的断点位置。可以看出，浅层地震可识别上断点直接连线得到的断层位置偏向SE，上延断点连线得到的断层位置与根据浅层地震勘探结果直接确定的断层最大间距为18m，对于城市建设，18m距离是一个可观的数值。作为石嘴山市活断层探测的最终成果，为石嘴山市辖区断层分布区内的工程建设，提供了精确的大比例尺（1／10 000）带状断层分布图，并应石嘴山市政府的要求，沿断层线读取了22个断层位置点坐标值，供采取避让措施时参考。

图5　规划一路钻孔联合地质剖面图Fig．5　The composite drilling geological section at Guihua First Road．

现有《建筑抗震设计规范（GB50011－2001）》（中华人民共和国建设部等，2001）中规定，在地震烈度Ⅷ区，当有埋深＜60m的全新世活动断层时，工程上应采取避让措施，对于丙类工程其避让距离为200m。徐锡伟等（2002）提出了活动断层“避让带”宽度约为30m的建议，即活断层两侧各15m，在斜列阶区、平行断层围限区或弯曲区，应把这些地区的宽度加上两外侧各15m作为活断层直接地震灾害需要避让的宽度。汶川8.0级地震后，周庆等（2008）根据实地调查，得出了地震断层引起的强地表形变带宽度多在10～30m，仅有个别观察点的强形变带宽度＞40m，甚至可达60～70m。作者在文章中指出，“结合逆断层作用产生的‘地壳缩短量’，考虑到未来地震形成的地表破裂带宽度的不确定性以及此次现场调查测量的误差，初步确定地震断层‘避让带’宽度为单条断层两侧各25m。”这一结论给出的“避让带”总宽度为50m。孟广魁等（柴炽章等，2011）提出隐伏正断层的“避让带”宽度为2S，

上式中：S为断层单侧避让距离，BD为地震期间沿断层最易产生破裂的宽度，δ为断层上断点定位最大误差，d为避开破裂带的距离（15m）。对银川隐伏断层这一宽度（2S）为80～95m。无论“避让带”宽度定为多少米，避让带的划分都需以活断层精确定位为前提条件。

表3　芦花台隐伏断层上延后断点偏移值计算结果表Table 3　The calculation results of breakpoint offset value of the Luhuatai buried fault

图6　断层上断点上延计算示意图Fig．6　Sketched map showing calculation of upward continuation of upper breakpoint of fault．

3　结语

在论述了隐伏断层探测的基本思路、方法和步骤的基础上，着重以芦花台隐伏断层为例，具体介绍了如何通过多手段、多层次探测的方法，逐步实现断层的精确定位。多手段是指采用了浅层地震勘探、钻孔联合剖面探测、槽探、地层样品沉积年龄测定和断层上断点上延计算等技术方法，多层次是指通过这些手段从不同层次上逐步实现了隐伏断层的精确定位。

浅层地震勘探是初步查明断层分布与产状的有效手段。这种手段的优点在于可沿推测的目标断层以适当的密度布设测线，即使在城内亦可沿道路采用可控震源实施探测，其缺点是断层上断点定位精度受到一定的限制。仅就断层上断点埋深而言①中国地震局地球物理勘探中心，2005，目标区主要隐伏断层控制性浅层地震勘探技术报告。由于在近地表断层的断距通常较小，当断层断距小于地震资料的垂向分辨率时，在地震剖面上就不能分辨断层的存在，导致地震勘探方法得到的断层上断点埋深可能大于实际的断层上断点深度。再者，不同工作参数条件下得到的断层上断点深度不尽相同。钻孔联合剖面探测是进一步提高探测精度的有效手段，高密度钻孔剖面探测即可提高平面定位精度。亦可将断层上断点埋深限定在有限范围内。但这种方法受到场地条件限制，城市内很难找到适于布施钻孔剖面的场点。当断层上断点埋深达到探槽开挖可以达到的深度时，开挖探槽不仅可以更精确地定位断层，还能为断层活动性评价提供条件。但在城市范围内场点的选择比钻孔联合剖面探测更加困难。

图7　芦花台隐伏断层全新世活动段带状断层分布示意图Fig．7　Sketch map of the zonal distribution of Holocene faults of Luhuatai buried fault．

上述探测手段的实施是探测精度逐步提高的过程，然而所取得的探测结果最大量的是浅层地震探测数据。如果简单地将这些手段得到的不同精度的断层上断点的垂直投影连接起来，得到的断层平面分布图不仅在理论上不合理，精度也难以保证。为解决此问题，提出了对浅层地震可识别的断层上断点向上延伸计算的方法，使其达到与钻探或槽探得到的断层上断点相匹配的深度，从而使得绘制的大比例尺（1／10 000）活断层分布图更加准确。

需要说明的是，芦花台隐伏断层的平面分布图，是根据银川市和石嘴山市2个目标区探测结果绘制的。断层按活动性分为南、北两个段落，南段属中更新世活动断层，北段为全新世活动断层。遵照《技术规程》中的定义（中国地震局，2005），对属于活动断层的北段进行了精确定位，相比之下北段的定位精度高于南段。

致谢本文涉及的浅层地震勘探由中国地震局地球物理勘探中心完成，钻探由宁夏伊斯兰地质工程公司完成，本文写作过程中得到中国地震局地球物理勘探中心刘保金研究员的帮助，在此一并表示感谢。

柴炽章，孟广魁，杜鹏，等．2006．隐伏活动断层的多层次综合探测：以银川隐伏活动断层为例［J］．地震地质，28（4）：536—544．

CHAI Chi-zhang，MENG Guang-kui，DU Peng，et al．2006．Comprehensive multi-level exploration of buried active fault：An example of Yinchuan buried active fault［J］．Seismological and Geology，28（4）：536—544（in Chinese）．

柴炽章，孟广魁，马贵仁，等．2011．银川市活断层探测与地震危险性评价［M］．北京：科学出版社．

CHAI Chi-zhang，MENG Guang-kui，MA Gui-ren，et al．2011．Active Fault Exploration and Seismic Risk Assessment of Yinchuan City［M］．Science Press，Beijing（in Chinese）．

邓起东，徐锡伟，张先康，等．2003．城市活断层探测的方法和技术［J］．地学前缘，10（1）：150—162．

DENG Qi-dong，XU Xi-wei，ZHANG Xian-kang，et al．2003．Methods and techniques for surveying and prospecting active faults in urban areas［J］．Earth Science Frontiers，10（1）：150—162（in Chinese）．

雷启云，柴炽章，杜鹏，等．2011a．基于钻探的芦花台隐伏断层晚第四纪活动特征［J］．地震地质，33（3）：

602—614．doi：10．3969／j．issn．0253－4967.2011.03.010．

LEI Qi-yun，CHAI Chi-zhang，DU Peng，et al．2011a．Activity characteristics of Luhuatai buried fault since Late Quaternary revealed by drilling［J］．Seismological and Geology，33（3）：602—614（in Chinese）．

雷启云，柴炽章，孟广魁，等．2011b．隐伏活断层钻孔联合剖面对折定位方法［J］．地震地质，33（1）：45—55．doi：10．3969／j．issn．0253－4967.2011.01.005．

LEI Qi-yun，CHAI Chi-zhang，MENG Guang-kui，et al．2011b．Method of locating buried active fault by composite drilling section doubling exploration［J］．Seismology and Geology，33（1）：45—55（in Chinese）．

刘保金，柴炽章，酆少英，等．2008．第四纪沉积区断层及其上断点探测的浅层地震方法技术：以银川隐伏活动断层为例［J］．地球物理学报，51（5）：1475—1483．

LIU Bao-jin，CHAI Chi-zhang，FENG Shao-ying，et al．2008．Seismic exploration method for buried fault and its up-breakpoint in Quaternary sediment area-An example of Yinchuan buried active fault［J］．Chinese Journal of Geophysics，51（5）：1475—1483（in Chinese）．

刘保金，胡平，陈颙，等．2009．北京平原西北部地壳浅部结构和隐伏活动断裂：地震反射剖面揭示［J］．地球物理学报，52（8）：2015—2025．doi：10．3969／j．issn．0001－5733.2009.08.009．

LIU Bao-jin，HU Ping，CHEN Yong，et al．The crustal shallow structures and buried active faults revealed by seismic reflection profiles in northwestern area of Beijing plain［J］．Chinese Journal of Geophysics，52（8）：2015—2025（in Chinese）．

徐锡伟，于贵华，马文涛，等．2002．活断层地震地表破裂“避让带”宽度确定的依据与方法［J］．地震地质，24（4）：470—483．

XU Xi-wei，YU Gui-hua，MA Wen-tao，et al．2002．Evidence and methods for determining the safety distance from the potential earthquake surface rupture on active fault［J］．Seismological and Geology，24（4）：470—483（in Chinese）．

中国地震局．2009．中华人民共和国地震行业标准DB／T 15－2009活动断层探测［S］．北京：地震出版社．

China Earthquake Administration．2009．Earthquake Industry Standard of the People’s Republic of China DB／T 15－2009：Surveying and Prospecting of Active Fault［S］．Seismological Press，Beijing（in Chinese）．

中国地震局．2005．中国地震活断层探测技术系统技术规程［S］．北京：地震出版社．

China Earthquake Administration．2005．Stipulation on Technical System for China Earthquake Active Fault Surveying［S］．Seismological Press，Beijing（in Chinese）．

中华人民共和国建设部，国家质量监督检验检疫总局．2001．建筑抗震设计规范（GB50011－2001）［S］．北京：中国建筑工业出版社．

Ministry of Construction of the People’s Republic of China，General Administration of Quality Supervision，Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China．2001．Code for Seismic Design of Buildings（GB 50011－2001）［S］．China Architectural Industry Press，Beijing（in Chinese）．

周庆，徐锡伟，于贵华，等．2008．汶川8.0级地震地表破裂带宽度调查［J］．地震地质，30（3）：778—788．

ZHOU Qing，XU Xi-wei，YU Gui-hua，et al．2008．Investigation on widths of surface rupture zones of the MS8.0 Wenchuan earthquake，Sichuan Province，China［J］．Seismological and Geology，30（3）：778—788（in Chinese）．

Abstract

Based on the discussions on the basic ideas，methods and procedures for detecting buried faults and taking the example of Luhuatai buried faults in Yinchuan Basin，the paper introduces in detail the multi-means，multi-level detection methods for gradually determining the accurate location of faults．Multi-means refer to the technical methods such as shallow seismic exploration，composite drilling section，trenching，dating of sedimentary strata samples and calculation of upward continuation of fault’s upper breakpoints，etc．Multi-levels refer to gradually determining accurate location of fault at different levels with the above means．

Results of shallow seismic exploration reveal that the Luhuatai buried fault has a strike of NNE in general，dip SEE，with the dip angle between 73°to 78°．Geometrically，the fault consists of a main fault and a small north-segment fault in plane．The main fault runs along the NNE direction from Xixia District of Yinchuan City，passing through Jinshan Township to Chonggang Township，and there is a 4km or so intermittent zone between the main fault and the small north-segment fault．The small north-segment fault is 9km long，distributed between the north of Chonggang Township to the south of Shizuishan City．According to dating of sediments sampled from drill holes，the main fault can be further divided into the southern segment and the northern segment．The southern segment of Luhuatai buried fault is active in Pleistocene，while the northern segment is active in Holocene．

Shallow seismic exploration can detect the upper breakpoint of fault deeper than drilling ortrenching does．If simply connecting the vertical projections of these breakpoints on the surface，there is a certain bias of fault strike．To this end，we did accurate location for the Holocene active northern segment of Luhuatai buried fault，in which upward continuation calculation is done based on the fault dip to match the upper breakpoint of fault obtained from shallow seismic exploration with the depth of the upper breakpoints obtained from drilling．Through the accurate location of the fault，we get the geometric distribution，occurrence and segmentation of activity of Luhuatai buried fault at the near-surface．Our results provide reliable basis for the safety distance from active faults for engineering construction projects in the Luhuatai buried fault area of Shizuishan City．The methods discussed in this paper for accurate location of buried active faults are of reference value for buried fault exploration in other similar cities or regions．

THE ACCURATE LOCATION METHODS FOR BURIED ACTIVE FAULT EXPLORATION：AN EXAMPLE OF LUHUATAI FAULTS IN YINCHUAN GRABEN

WANG Yin1，2）MENG Guang-kui2）CHAI Chi-zhang2）LEI Qi-yun2）DU Peng2）XIE Xiao-feng2）
1）School of Earth Science and Resources，China University of Geosciences（Beijing），Beijing100083，China
2）Earthquake Administration of Ningxia Hui Autonomous Region，Yinchuan750001，China

buried fault，shallow seismic exploration，upper breakpoint，upward continuation calculation，accurate location

P315．2

A文献标识码：0253－4967（2015）01－0256－13

10．3969／j．issn．0253－4967．2015．01．020

王银，女，1979年生，2004年毕业于兰州大学地理信息系统专业，工程师，主要从事数据库、活动构造研究，现为中国地质大学（北京）构造地质学专业在读硕士生，电话：0951－5068235，E－mail：107639589＠qq．com。

2013－09－22收稿，2014－06－30改回。

中国地震局地震行业科研专项（201408023）、中国地震局地质研究所基本科研业务专项（IGCEA1220）和国家自然科学基金（41202158）共同资助。