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    活断层的地震响应特征与瞬时地震属性

    罗登贵 刘江平 金聪 周黎明

    罗登贵, 刘江平, 金聪, 周黎明, 2017. 活断层的地震响应特征与瞬时地震属性. 地球科学, 42(3): 462-470. doi: 10.3799/dqkx.2017.036
    引用本文: 罗登贵, 刘江平, 金聪, 周黎明, 2017. 活断层的地震响应特征与瞬时地震属性. 地球科学, 42(3): 462-470. doi: 10.3799/dqkx.2017.036
    Luo Denggui, Liu Jiangping, Jin Cong, Zhou Liming, 2017. Instantaneous Seismic Attributes and Response Characteristics of Active Faults. Earth Science, 42(3): 462-470. doi: 10.3799/dqkx.2017.036
    Citation: Luo Denggui, Liu Jiangping, Jin Cong, Zhou Liming, 2017. Instantaneous Seismic Attributes and Response Characteristics of Active Faults. Earth Science, 42(3): 462-470. doi: 10.3799/dqkx.2017.036

    活断层的地震响应特征与瞬时地震属性

    doi: 10.3799/dqkx.2017.036
    基金项目: 

    国家自然科学基金资助项目 41202223

    详细信息
      作者简介:

      罗登贵 (1970-),男,高级工程师,主要从事工程地震、工程物探、岩土工程研究.ORCID:0000-0002-6934-9644.E-mail:1512574001@qq.com

      通讯作者:

      刘江平,ORCID:0000-0001-9221-2817.E-mail:liujp_geop@126.com

    • 中图分类号: P631

    Instantaneous Seismic Attributes and Response Characteristics of Active Faults

    • 摘要: 活断层探测是断层活动性评判的基础,也是天然地震灾害预防的依据,而浅层地震勘探是活断层探测的有效方法之一;而目前利用浅层地震方法评判断层活动性的能力亟待提高.通过构建了不同宽度破碎带的活断层理论模型,采用二维粘弹性波动方程有限差分法进行了波场响应特征模拟,运用希尔伯特变换方法提取了瞬时频率和相位属性.结果表明:地震水平叠加剖面和瞬时属性相结合可有效获取穿过第四系活断层的响应特征和实现断层活动性评判;当相干噪声达到30%时,水平叠加和瞬时频率属性剖面已难以追踪第四系中弱反射信号,而瞬时相位属性剖面仍可有效追踪;在实际活断层判定中,水平叠加、瞬时频率与瞬时相位地震属性剖面均可判断断层的存在,而穿过第四系的断层 (或破碎带) 特征瞬时相位属性最为明显和突出,水平叠加剖面次之,瞬时相位地震属性是判定断层活动性的重要和有效的属性.

       

    • 图  1  非活动断层模型 (模型Ⅰ)

      Fig.  1.  Inactive fault model (model Ⅰ)

      图  2  活动断层模型 (模型Ⅲ)

      Fig.  2.  Active fault model (model Ⅲ)

      图  3  非活动断层模型Ⅰ等偏移距模拟时间剖面

      Fig.  3.  Simulation time section in equal offset of inactive fault model Ⅰ

      图  4  活动断层模型等偏移距模拟时间剖面

      a、b、c和d分别为模型Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ的时间剖面,图中圆圈处为第四系地层中断层所在位置

      Fig.  4.  Simulation time section in equal offset of active fault model

      图  5  非活动断层模型Ⅰ的瞬时属性剖面

      a和b分别为瞬时频率和相位属性剖面

      Fig.  5.  Instantaneous attribute section of model Ⅰ

      图  6  活动断层模型Ⅱ~Ⅴ的瞬时属性剖面

      a、b、c和d分别为模型Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ的频率剖面,e、f、g和h分别为模型Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ的相位剖面,图中圆圈处为第四系地层中断层所在位置

      Fig.  6.  Instantaneous attribute section of active fault model Ⅱ~Ⅴ

      图  7  模型Ⅳ加不同相干噪声后的时间剖面

      a、b和c分别为加15%、30%和45%相干噪声后的时间剖面,图中圆圈处为第四系地层中断层所在位置

      Fig.  7.  Simulation time section with different coherent noise of active fault model Ⅳ

      图  8  模型Ⅳ加不同相干噪声后的瞬时属性剖面

      a、b和c分别为加15%、30%和45%噪声后的频率剖面,d、e和f分别为加15%、30%和45%噪声后的相位剖面,图中圆圈处为第四系地层中断层所在位置

      Fig.  8.  Instantaneous attribute section with different coherent noise of active fault model Ⅳ

      图  9  实例时间剖面和瞬时属性剖面

      a、b和c分别为实例时间、瞬时频率和相位剖面

      Fig.  9.  Time section and instantaneous attribute section of an example

      表  1  非活动断层模型Ⅰ参数

      Table  1.   The parameters of inactive fault model

      模型层号厚度 (m)界面深度 (m)断层性质断层倾角 (°)VP(m/s)VS(m/s)ρ(kg/m3)QPQS备注
      110109602881 56851.29.5素填土层
      210/1420/24451 0003001 60056.010.4第四系粘土层
      31030/34451 4006001 800117.444.6风化层
      4452 0009002 000257.3107.9基岩
      注:VPVSρQPQS分别为纵波速度、横波速度、密度、纵波品质因子和横波品质因子.
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      表  2  活动断层破碎带模型参数

      Table  2.   The parameters of fracture zone in active fault model

      模型
      编号
      破碎带
      厚度 (m)
      第四系粘土层破碎带风化层破碎带基岩破碎带
      VP
      (m/s)
      VS
      (m/s)
      ρ
      (kg/m3)
      QPQSVP
      (m/s)
      VS
      (m/s)
      ρ
      (kg/m3)
      QPQSVP
      (m/s)
      VS
      (m/s)
      ρ
      (kg/m3)
      QPQS
      1.59602881 56851.29.51 3445761 764107.340.81 8808461 920224.694.1
      2.99602881 56851.29.51 3445761 764107.340.81 8808461 920224.694.1
      5.99602881 56851.29.51 3445761 764107.340.81 8808461 920224.694.1
      11.89602881 56851.29.51 3445761 764107.340.81 8808461 920224.694.1
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    出版历程
    • 收稿日期:  2016-08-30
    • 刊出日期:  2017-03-15

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