浅层地震反射波法在广州城市地质调查亚运村场地勘测中的应用

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1、浅层地震反射波法在广州城市地质调查亚运村场地断裂构造勘测中的应用张陆军（广州市市政工程设计研究院　５１０８００）摘要：浅层地震反射波法作为工程物探常用的一种方法，在岩土工程勘察、公路铁路勘察、建筑物选址等方面有着广泛的应用。本文根据笔者利用浅层地震反射波法在广州城市地质调查亚运村场地断裂构造勘测中的应用，就方法本身的原理、实践过程和具体的工程实例进行了论述，并进行效果分析。关键词：地质调查、反射波法、断裂构造1引言根据广州市城市建设总体战略概念规划纲要，针对广州市城市可持续发展中存在的地质问题，在广州市人民政府、中国地质调查局的领导下和地方有关部门的大力支持与参与下，广州市政府与国

2、土资源部中国地质调查局商议，合作开展“广州城市地质调查”项目，2004年9月向国土资源部正式立项。2005年8月26日，通过了《广州城市地质调查项目可行性研究报告》（穗府会纪[2005]142号）。在此基础上，2005年9月中国地质调查局下达了“广州城市地质调查任务书”，2006年6月通过了《广州城市地质调查项目总体设计》。亚运村场地地震勘测是广州城市地质调查的子项目，地震勘测方法主要为浅层地震反射波法，勘测目的主要是探测亚运村场地范围及其附件的断裂分布以及基岩接触关系和分布特征。2场地条件场区地处珠江口，为珠江三角洲北江、西江下游滨海河网浅海滩涂区，属珠江三角洲冲积平原地貌单元，

3、地形平坦。第四系覆盖层广泛分布，主要为种植土、淤泥和粉质粘土；基岩为白垩系下统（K1b）泥岩、砂层和二叠系（P）混合岩、花岗片麻岩等。场区构造为以沉降为主，周边山地以抬升为主的差异性地壳活动特点，影响较大的区域地质作用以断裂活动为主，按照断裂带的平面展布和活动特征主要有狮子洋断裂、白泥一沙湾断裂、三角断裂。根据场地地质情况可知，场区内存在明显波阻抗差异的地层界面（强反射界面）有强风化岩——中风化岩之间、中风化岩——微风化岩之间界面。由于断裂影响，在断裂构造及其周围存在节理裂隙发育带、断裂破碎带等，容易遭受风化，往往形成岩面凹槽。当断裂构造错断层状地层时，往往存在岩面埋深突变、产状突

4、变等地质特征。这些特征的发育程度较大时，可引起反射波组错断、产状突变、强相位转换、同相轴数目增减等反射异常。因而，场地具备应用反射法探测断裂构造的地球物理前提。由于纵波反射时，勘探深度较大，一般可探明中风化砂岩顶面，但垂向分辨能力较低。3浅层地震反射波法3.1方法原理浅层地震反射波法是研究利用人工激发的地震波在地下介质中的传播规律进行地质勘探的一种地球物理勘探方法，它利用被测物与其周围介质的波阻抗差异作为物性前提，包括横波反射法和纵波反射法，本文讨论的是纵波反射法，其理论基础是弹性波在地下介质中传播时遇到弹性分界面会产生波的转换和能量转换。在实践中，如果掌握了弹性波在波阻抗差异界面

5、处转换规律，根据接收到的地震波旅行时间和速度资料，就可研究地层的结构和地质构造的形态，若进一步分析接收到的地震波的振幅、频率、速度等参数，则可研究地下介质的性质，从而达到地震勘探的目的。3.2实践过程根据广州亚运村场地的现场情况，在开始生产性采集前，在多条测线上选择了不同地表条件的区段进行方法试验，试验以采集展开排列进行分析的方式进行。通过对展开排列资料的分析，确定采用24道接收、8m偏移距、2m道间距、4m炮间距的单边激发6次叠加观测系统进行生产性数据采集。震源采用63.5kg标贯锤锤击尼龙垫板，CDJ-Z100型纵波检波器接收，锤击开关触发。滤波通带为50Hz～250Hz，采样

6、间隔0.25ms，记录长度512ms。图3－1为L4测线中一段原始记录。图3-1纵波反射记录实例3.3资料处理采集到的原始记录中包括有效波和干扰波，为了提取有用信息剔除干扰信息，需要对野外采集回来的原始记录进行处理，浅层地震反射法资料处理流程如下：解编→预处理→静校正→道间平衡→超级CDP道集选排→速度分析→动校正→滤波→剩余静校→叠加→修饰处理→剖面打印→初步解释→时间剖面图输出。4资料解释4.1异常分析本次在亚运村场地地震勘探测线覆盖范围内，发现与断裂构造有关的异常点共三个，分别位于L1测线1274点附近（以D2表示），L4测线8328点附近（以D1表示），L7测线点1137附

7、近（以D3表示）。各个异常点的特征详细叙述如下：D1异常点：该异常位于L4测线8328点附近，异常宽度不大，异常处的地震反射时间剖面见图5-1。在异常点处，中风化基岩顶面的反射波组（T1，用绿色背景表示）出现连续性突变，反射同相轴错断，异常两侧反射同相轴落差较大的现象。T1波组以上的同相轴，能量较弱，但连续性好，推断D1为断裂构造的反映，但并未错开第四系地层。在8331测点布置验证钻孔GZN39，钻探资料揭露，于孔深29.4m见强风化花岗片麻岩，于孔深47.0m见中风