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山东近海海域活断层探测

发布时间: 2010/9/25 12:09:01 发布:外围365提款步骤_世界杯外围投注365bet_外围网站365官网  超级管理员                           浏览次数:18938

2009-04-29 19:57:38.0   来源: 山东省地震局  作者: 王志才 

    在山东近海海域发育多条活动断裂带。北北东向郯庐断裂带自山东中部向北进入莱州湾和渤海海域,北西向张家口-渤海断裂带在山东半岛北部近海海域通过。与郯庐断裂带和张家口-渤海断裂带的新活动有关,山东北部海域内曾发生过多次6-7.5级地震,如,1948年威海6级地震、1548年渤海海峡7级地震和1969年渤海7.4级地震等。在南黄海海域也发育千里岩断裂和响水河断裂等规模较大的断裂带,它们对中强地震的分布具有明显的控制意义。显然,来自上述海域内断裂带的地震活动将严重威胁山东及邻区沿海经济和社会发展,因此,开展海域活动构造调查和地震构造研究将为沿海地区的防震减灾工作提供科学的依据。

    于2003年至2005年期间开展的山东省防震减灾“十五”重点项目(SD10504)利用声波探测技术对山东省近海海域内的主要断裂,如,蓬莱-威海断裂带、郯庐断裂带以及南黄海的千里岩断裂等进行了活断层探测,基本查明了这些断裂活动段的分布与最新活动时代,获得了大量错断晚第四纪地层的活动证据。本文将对海域活断层探测的方法以及最近所取得的成果做一简要介绍。
1 海域活断层探测方法
    1.1 仪器和方法
    目前在海洋地质调查中有多种仪器和手段,如,回声测深仪、浅地层剖面仪、海底地震仪以及海洋重力、海洋磁力测量和电磁测深等技术方法(许东禹,1995;王揆洋等,1997)。其中的浅地层剖面仪、多道地震和单道地震调查方法被广泛用于探测海域浅层地质和构造,为海洋地质和工程地质提供了大量资料(金波和李迁桓,1988;王揆洋等,1999;吴自银等,2002;Liu et al., 2004),在断裂活动性调查中也有广泛的应用(邓起东等,2002)。
    探测深度、信噪比和分辨率对活断层探测而言是至关重要的,不同探测方法有很大的差异。地震调查的探测深度较大,适于探测上断点埋深和错断量较大的断裂。火恩杰等(2003)利用地震反射方法对长江口海域新生代地层与断裂活动性进行了研究,基本查明了这一区域第三纪和第四纪早期活动断裂的分布。Kussu et al.(2000)于1999年伊兹米特7.4级地震前后在北安那托利亚断裂带西段马尔马拉海域进行了地震反射剖面探测,不但查明了断裂的活动特征,而且还发现了新形成的海底断层崖。“十五”期间开展的城市活断层探测主要采用小道间距、小偏移距等技术手段提高对浅部断层的分辨率(方盛明等,2002);在海域内也可以采用类似的技术,但对于断距较小的目标断层分辨效果仍不理想,这是因为分辨率取决于地震波的传播特性(波长λ与频率等),一般认为当断层落差大于等于λ/4时,地震记录反映的断层才比较明显。与声波的传播特性有关,浅地层剖面仪的探测深度虽然较小(一般不大于200m),但对地层的分辨率较高,适用于上断点埋深较小的目标断裂,断距仅几十cm的活动断裂和海底陡坎也可以探测到。在日本别府湾、伊予滩等海域采用声波反射技术探测了晚第四纪最新活动断裂,并研究了其错动历史(中田高和岛崎邦彦,1993;中田高,1995;邓起东等,2002),说明声波探测技术在海域活断层探测中具有广泛的应用前景。
    根据第四纪地层与断裂活动的实际情况,山东近海海域活断层探测工作所选用的声波探测设备是美国Benthos公司产CAP-6600 ChirpII声学剖面仪和法国产SIG微电火花系统,主要包括以下几个部分:(1)DSP-661双通道数字信号处理器;(2)DSP-662 Chirp收发射机;(3)SIG微电火花系统;(4)Trimble DSM-212L差分GPS接收机,可提供亚米级的导航定位;(5)ChirpScan数据采集实时处理软件。
    1.2工作原理
    利用声发射机或电火花系统产生的声脉冲垂直向下发射,穿过海水入射到海底以下地层中,当声波触及不同介质界面时,由于声阻抗产生突变,声波在海底表面及不同介质交界面会产生反射回波。反射声波返回接收器的时间与地层界面的深浅有关,而反射声波的强度取决于界面两侧介质声阻抗的差异。根据声波到达时间和反射的强度可以判断地层界面的深度和地层单元的物理性质。由于断裂活动往往会使两侧地层形成一定的落差、导致地层发生有规律的构造变形,而且断裂带本身的物性特征与两侧也有不同,因而,根据声波反射剖面上同相轴的错断以及反射强度的变化等特点就可以初步判定断裂的位置、活动时代和运动性质,并获得有关垂向运动的定量数据。
    1.3测线布设与探测参数选择
    (1)资料收集与合理的测线布设
    对前人研究资料的收集整理是一切研究工作的基础,海域活断层探测也不例外。测区及附近区域已有的各种地质和物探资料不但有利于活断层探测工作的整体设计、测线布设,而且,对于地质解释具有重要的意义。布设测线时应尽量使测线垂直跨过
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