在大中型城市汇集的城市群及其邻近区域, 利用高分辨地震折射探测方法开展城市活断层探测, 对于开发利用城市地下空间、 提升城市韧性、 构建城市减灾参考模型和防范地震及地质灾害具有重要的科学和现实意义。 文中运用正则化层析反演方法, 对穿越京津地区的高分辨折射地震剖面进行走时成像, 构建了控制京津地区的上地壳精细速度结构模型。 结果显示, 京津地区存在巨厚的沉积盖层, 近地表速度低至1.6km/s, 结晶基底最浅埋深位于北京凹陷(约2km), 最深位于武清凹陷(约8km), 研究区不同构造单元的结晶基底埋深与结构性质主要受新生代期间的断陷沉降作用影响。 文中还利用成像结果的速度差和地震记录的横向变化, 对速度差异较大的断裂构造特征进行了分析研究, 获得了研究区主要构造单元主控断裂的成像结果及其在上地壳的展布特征, 为活断层探测中利用地震折射成像方法判定断层形态提供了参考。

浅层反射波法地震勘探是城市活断层探测通常采用的方法,然而特殊的地质构造条件常会使反射波法勘探失效,此时可尝试利用高分辨折射波地震勘探方法。在兰州市活断层浅层高分辨折射地震资料的解释中,笔者以初至时有限差分层析成像方法为主,结合常规折射波资料解释方法,并综合初至折射波走时特征获得了各测线的速度结构和界面构造特征。文中选取SS04-1和SS11-2测线,对其探测结果进行了详细的介绍,由这2条测线各自确定的主要地层界面和构造特征都与测线上的钻探资料具有较好的一致性。文中的探测结果表明:在城市活断层的探测研究中,对于反射波法勘探难以开展的地区,高分辨折射波法勘探技术不失为一种有效的替代方法。

利用布设在镜泊湖"火山口森林"附近的14个24位宽频带三分量流动地震台站所记录的地震资料,对镜泊湖火山区地震活动进行了研究。观测结果表明镜泊湖及周围地区有一定的地震活动性,但活动水平不高,经综合分析认为所记录的地震大部分为火山构造地震。从地震定位的结果看大部分地震震源深度在10～30km之间,震级大部分小于M_L2.0,震中主要集中在"火山口森林"和穿过火山区的敦化-密山断裂附近。在记录条件较好的2号台,记录到2种可能与火山活动有关的事件,其波形特征与长周期火山事件(LP)和火山颤动事件的波形特征有相似之处,但频率特征不同。

在简要介绍共偏移距地震反射波勘探方法原理、现场数据采集和室内资料处理方法的基础上,结合福州和沈阳2个城市的活断层探测实例,探讨了采用共偏移距地震反射波方法进行活断层探测的有效性和局限性。结果表明,该方法具有分辨率高、对地下构造的重现性好、探测结果可实时分析解释等特点,在第四纪覆盖层较薄、基岩面起伏变化较大的地区采用该方法可快速对被测目标进行准确定位。

在城市活断层勘探中,对于面波干扰大、地震反射波法难以开展工作的区域,可尝试利用地震折射波法进行探测,并对折射波法探测的原始记录采用时间项、差异时距曲线和有限差分成像等方法进行综合计算、分析,以探索折射波法在城市活断层勘探中的应用成效。文中针对郑州市须水断层西段浅层地震折射波法勘探记录,利用时间项、差异时距曲线和有限差分成像等计算方法,获取剖面速度结构与界面构造;综合震相特征、计算结果等资料确定主要地层的界面深度和构造特征,3种方法都取得了相近的结论。后又通过在测线上4个钻孔资料的验证,认为3种方法的计算结果与钻孔资料相吻合,说明折射波法勘探在城市活断层探测中的应用是可行的。

在城市活断层探测中,浅层结构常常表现为强烈的非均匀性,界面横向强烈起伏,层内速度变化较大,传统的基于平界面均匀层模型的折射资料处理方法不能适用.研究开发能应用于复杂介质结构中折射资料处理的方法就显得十分必要.文中基于惠更斯原理,用波前扩张法对波场作正演计算,根据哈格多恩折射波前成像原理,在lecomte算法和Hole有限差分计算程序的基础上,开发出1种复杂介质结构中折射资料的处理方法与软件,并用此方法处理了福州城市活断层折射探测试验中在义序完成的2条折射剖面资料.结果表明:探测区浅层为3层结构,分别为盖层、强风化层和基岩.基岩顶界面的埋深约为58～52m,盖层P波速度变化较大.

国内外大量地震震例研究表明,巨大的城市地震灾害主要是由隐伏于城市之下的活动断裂上发生的地震造成的,因此,探测城市活断层是十分必要和紧迫的.高分辨率地震勘探是目前探测城市活断层较为有效的地球物理方法,它包括激发技术、接收技术、观测系统、地震数据处理与解释技术等.而震源是地震勘探的首要问题,城市特定的人文环境和城市活断层的特点对高分辨率地震勘探的震源提出了特殊的要求,较小的断距决定了要有较宽的震源谱,城市较严重的干扰决定了震源要有较强的抗干扰能力.通过在福州市跨八一水库断裂进行的可控震源、真空加速落锤、锤击震源、枪震源以及炸药震源的试验研究,利用频谱分析技术,得到了各种震源谱的特性,并给出了可控震源、真空加速落锤和锤击震源叠加时间剖面对比,探讨了各种震源在城市活断层探测中的有效性.