综合勘察方法在活动断层填图中的应用——以锦屏山-小金河断裂（四川境段）为例

张光明，王仕海

综合勘察方法在活动断层填图中的应用——以锦屏山-小金河断裂（四川境段）为例

张光明，王仕海

（四川中成煤田物探工程院有限公司，成都 610072）

锦屏山-小金河断裂（四川境段）部分区域地面断层出露较差、地貌特征不明显，根据现场实际情况，采用资料收集分析、浅层地震勘探、高密度电法勘探和探槽开挖相结合的综合勘察方法，多种方法相互验证、进行综合解释分析，重点查明活动断层位置、几何特征形态、错断地层时代等，为1∶5万活动断层填图工作提供重要依据。

锦屏山-小金河断裂；综合勘察；活动断层；浅层地震勘探；高密度电法勘探

近年来，四川地区系统开展了活动断层探测工 作，锦屏山-小金河断裂（四川境段）1∶5万活动断层地质填图是凉山州（含攀枝花地区）活断层普查工作的重要组成部分。

传统的断层普查工作主要依靠资料收集分析结合地质调查工作。大量理论试验研究和工程实践结果表明，浅层地震和高密度电法能够对活动断层进行定性探测和地质分层，可以确定断层位置、断层性质和断层特征，在活动断层探测中起着重要作用（彭远黔等，2021；王仕海和张光明，2021；刘志远等，2020；徐建宇，2016；聂碧波等，2015；罗登贵等，2014）。通过多种探测手段相结合，可以对断层进行综合判断分析，实现断层精确定位与活动性研究（曹筠等，2015）。实践表明，探槽可以较好地揭示古地震事件，在活动断层调查工作中起着重要作用（曹筠等，2018；张鹏等，2015）。

本次工作区地处凉山州高山峡谷地带，地面断层出露条件较差，为更好完成1∶5万活动断层填图工作，采用资料收集分析、综合物探方法（浅层地震、高密度电法）和探槽开挖验证相结合的综合勘察方法，多种方法相互验证。结果表明，在第四系覆盖区，可以通过浅层地震和高密度电法确定断层位置、断层性质等，同时初步查明覆盖层厚度，探槽开挖验证了物探推测断层位置的准确性，为1∶5万活动断层填图提供了重要依据。

1 区域地质地貌

晚新生代以来，受喜马拉雅运动的剧烈影响，区域范围内地壳强烈抬升。其中川滇南北向构造带以西、锦屏山-玉龙雪山构造带以北地区抬升最为强烈，现今海拔高度平均4000m以上。其余大部分地区属于云贵高原的一部分，平均海拔高度在2500m以上。在区域强烈抬升的同时，由于断裂强烈活动，还使其两侧的地壳块体之间具有明显的水平和垂直差异运动。

1.1 第四纪地层

由于区域新构造运动以强烈抬升为主，因此第四纪地层分布少，它们主要堆积在河流、冲沟两侧和盆地内部。河流、冲沟两侧主要的堆积类型为河流相，盆地区则为河流和湖相堆积，在广泛的山区地带有山麓相洪积、冰川堆积和残坡积等类型。

1.2 地貌特征

区域范围内的地势总体上西北高、东南低，主要分属两大地貌单元。大致以锦屏山-小金河断裂带为界，西北部属于青藏高原，其余大部分地区属云贵高原，东北角属于四川盆地。

2 物探工作

在工作区内布设了4条浅层地震测线，主要查明区域内锦屏山-小金河断裂的断点位置以及覆盖层厚度。布设了8条高密度测线，主要确定锦屏山-小金河断裂的断层位置，与浅层地震相互验证。

如图1所示，本次选取浅层地震与高密度电法重合的典型测线进行对比分析，测线沿NW-SE方向与锦屏山-小金河断裂大角度相交。其中浅层地震测线全长890m，高密度测线全长890m。

图1 物探测线与断裂位置关系

2.1 浅层地震剖面解释

如图2（a）所示，在地下浅部0～80m存在一组反射波能量较强、同相轴分段连续的反射波组（TQ），根据反射波震相特征并参考区域地质资料，认为是基覆界面以下老地层的反射。TQ反射同相轴在剖面中总体显示覆盖层厚度变化较小，小号端覆盖层较厚，1800～1930桩号基岩出露。剖面大致从浅到深显示4～5层可追踪界面。如图4所示，里程 1540m处发现断裂F1。浅部地层不连续沉积错断，断裂上断点在地下约 60m，断裂视倾向NW；断层向地下延伸，深部地层反射波清晰度递减，仅分辨到个别地层界面。该断层为逆断层，错切覆盖层底界，推测为晚更新世断裂。

图2 浅层地震深度剖面（a）和地质剖面（b）

图3 高密度电法成果剖面（a）和地质剖面（b）

分析认为，F1断裂空间位置是锦屏山-小金河断裂穿过测线的位置。通过浅层地震资料可知，锦屏山-小金河断裂在浅层地震测线里程1540m处通过。

2.2 高密度电法剖面解释

如图3所示，该测线整体电阻率低，平均电阻率100Ω·m左右，浅部呈现5～15m厚的相对中高阻层（300Ω·m），在测线490～510m处，深部存在明显的高低阻界限，推测为断层。结果表明，高密度电法解释断层位置与浅层地震吻合，两种物探方法相互验证。

3 探槽开挖

在物探测线解释断层位置处进行探槽开挖。该处阶地面上断错地貌不明显，东侧发育有滑坡地貌。探槽点位于巴甫村北侧T2阶地上，该点于冲沟会水处，探槽跨冲沟布设，长约60m，宽约3m，深约3m，试图揭露该点的古地震活动历史，同时验证物探解释成果的准确性。

3.1 地层描述

探槽揭露的地层单元较简单，主要为淤泥、砂、砾石等物质，探槽西侧下部扰动较强（图4和图5）。自下而上可划分为7个地层单元，简述如下：

U1：该层分布广泛，遍布整个探槽底部，主要为含碳淤泥、砂互层，西侧发生过强烈挤压隆起，断层附近夹有黏土，局部出现有砾石，断层附近可见细小砾石定向排列，局部地层发生倾斜。该层两壁共有六个年代结果：DQSK-C1：>43500BP，DQSK-C3：25160±100BP，DQSK-C4：>43500BP，DQSK-C5：43150±620BP，DQSK-C10：>43500BP，DQSK-C11：>43500BP。

图4 探槽北壁影像拼接及解译图

图5 探槽南壁影像拼接及解译图

U2：该层主要位于探槽中部和东部，主要为土黄-灰色粘土层，含砾石较少或不含砾石层，与U1为不整合接触。该层有三个年代结果：DQSK-C6：37460±330BP，DQSK-C7：38550±360BP，DQSK-C14：340±30BP。

U3：该层只分布探槽西侧，青灰色砂层夹有灰色粘土层，含有少量黄色砂层，在断层处厚度被挤压缩小，该层内有一个年代结果：DQSK-C8：34860±270BP。

U4：该层在探槽西侧主要为黄色-灰色砾石夹有砂层，东侧为黄色-灰色砂夹少量砾石层，为残坡积物，该层内有一个年代结果：DQSK-C12：40890±490BP。

U5：该层分布探槽东侧，以紫红色粘土层为主，夹有少量砾石。

U6：主要为黄色-黄褐色砂砾层，局部砾石较大，顶部有少量黑色地表土，该层内有一个年代结果：DQSK-C9：25770±110BP。

U7：位于小冲沟低洼处，为黄色-黄褐色-褐色砂砾土混合层，夹有树枝等冲沟堆积物，该层内有一个年代结果：DQSK-C16：103.81±0.39pMC。

3.2 古地震事件

依据断层错断关系及地层序列，探槽共解译出1次地震事件，事件主要证据如下：

事件发生于稳定U3层沉积之前，主要证据为：U1层强烈挤压变形L隆起，且U2局部层厚变小，而U3层较稳定，同时断层F1终止于U2之下。事件应发生于37460±330BP之前。

探槽上部为稳定的黄土夹砾石层和砂层，西侧U1揭露出一套标志性黑色碳淤泥层，虽未发现明确的断面，但该标志层发生过强烈的挤压变形，局部由下往上有很好的砾石定向排列，上覆(U2)含碳淤泥、砂互层近水平分布，与下部标志层之间为不整合接触。探槽中部受早期河流影响局部发育斜层理，同时受早期滑坡影响，夹有少量残坡积物。探槽共采集14C样品16件，经美国Beta实验室加速器质谱仪（AMS）测年，表明扰动事件应发生于37460±330BP之前，揭示断层最新一次活动时代为晚更新世。

4 结论与讨论

本次采用资料收集分析、浅层地震勘探、高密度电法勘探和探槽开挖相结合的综合勘察方法，先通过浅层地震和高密度电法推测出锦屏山-小金河断裂的断点位置、断层性质等，再通过探槽开挖验证了物探方法的准确性，同时揭露了该处古地震活动历史、判断断层最新活动时代为晚更新世，为1∶5万活动断层填图工作提供了重要依据。

活动断层填图工作对地质灾害防治和工程建设选址具有重要意义，采用先物探对活动断层空间定位、再探槽测年的综合勘察方法能够有效解决隐伏断层探测问题，本次工作为今后类似活动断层探测工作提供了参考。

彭远黔，朱坤静，冉志杰，张璇，王皓. 2021. 浅层地震勘探方法在活动断层中的应用——以邯郸市活动断层探测为例[J]. 中国地震，37(3)：681-694.

王仕海，张光明. 2021. 浅层地震勘探在巴塘断裂活断层填图中的应用[J]. 四川地质学报, 41(S2): 70-73+78.

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徐建宇. 2016. 地震方法在城市浅覆盖区活断层调查中的应用[J]. 物探与化探, 40(6): 1103-1107.

聂碧波，赵建明，郦逸根，毛健伟，顾勤平. 2015. 浅层地震勘探在城市活断层探测中的应用[J]. 工程地球物理学报，12(1)：15-21.

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曹筠，冉勇康，许汉刚，李彦宝，张鹏，马兴全，李丽梅. 2015. 宿迁城市活动断层探测多方法技术运用的典型案例[J]. 地震地质，37(2)：430-439.

曹筠，冉勇康，许汉刚，李彦宝，马兴全，张鹏，李丽梅. 2018. 郯庐断裂带安丘—莒县断裂南段(郯城—淮河)晚第四纪活动特征[J]. 地震研究，41(2)：280-292+344.

张鹏，李丽梅，冉勇康，曹筠，许汉刚，蒋新. 2015. 郯庐断裂带安丘-莒县断裂江苏段晚第四纪活动特征研究[J]. 地震地质, 37(4)：1162-1176.

Application of Comprehensive SurveyMethod in Active Fault Mapping,Taking the Jinpingshan-Xiaojinhe Fault (in Sichuan Section) as an Example

ZHANG Guang-ming WANG Shi-hai

(Sichuan Zhongcheng Coalfield Geophysical Prospecting Institute Co., LTD., Chengdu 610072)

The ground faults are poorly exposed and the geomorphic features are not obviousin some areas of Jinpingshan-Xiaojinhefault (in Sichuan section). According to the actual situation, a comprehensive survey method combining data collection and analysis, shallow seismic exploration, high-density electrical exploration and trough excavation were adopted. Various methods were mutually verified and comprehensive interpretation and analysis were carried out, focusing on identifying the location of active faults, geometric features and forms, and the age of faulted strata. The above research provided an important basis for the mapping of 1∶ 50,000 active faults, and reference for the follow-up active fault detection work.

Jinpingshan-Xiaojinhe fault; comprehensive survey; active fault; shallow Seismic; high density electrical method

P319.2

A

1006-0995（2022）04-0686-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.04.028

2022-06-22

张光明（1987— ），男，四川广元人，工程师，研究方向：地球物理勘探 活动断层调查 地震安全性评价