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<地球物理探测>环保新技术探测活动断层三维地质结构

我公司完成北京多个区级（延庆区、昌平区、平谷区等）第一次全国自然灾害综合风险普查--活动断层补充探测的相关工作。本次工作我们在二维反射地震勘探方法基础上，首次采用主动源与被动源结合的三维高密度背景噪音成像技术对隐伏活动构造3D成像，立体刻画断裂特征，获取了地下三维地质结构信息，结合二维反射地震探测剖面，实现了30~1000m浅中深地下结构立体探测。

图1 北京市活动构造简图

高密度背景噪音成像技术不需要人工主动制造震源，而是将自然界以及各种人类活动的震动噪声作为震源。通过将高密集台站记录到的噪声记录进行两两互相关，可以得到以其中一个台站作为震源，其他台站作为接收的虚拟源地震记录。通过利用虚拟源记录中的面波进行层析成像，从而可以获取探测区域内的横波速度结构。近些年该方法已被广泛应用到于全球和区域地球内部结构研究、浅地表地质调查及油气田勘探开发等各个尺度的探测。本次探测共计布设了1000多个台阵进行20天的有效观测，为了获取更强的背景噪音面波和体波信息，精心设计主动源激发补充背景噪音信息，取得了非常好的探测效果。

图2 高密度背景噪音成像技术设备示意图

在本次工作中，我们获得了南口-孙河断裂的深部结构特征及基岩顶界面的三维结构形态，形象的刻画了沙河断陷盆地北部边界特征，取得了非常好的探测成果，具有重要的示范借鉴意义。经专家评审，专家们一致认为项目工作取得了可靠的、高质量的勘探成果，圆满完成了勘探目的和任务，探测效果好，获得了新的地质认识。由此可见本次工作采用的方法组合可适用城市环境特征下的地震灾害风险普查探测工作，具有极高的应用及推广价值。

图3 二维高分辨率反射地震记录

图4 基于主动源激发的背景噪音记录及对应的功率谱密度图

图5 典型虚拟单炮记录

图6 典型频率-相速度图（左图测点位于覆盖层较厚处，右图测点位于覆盖层较薄处）

本次工作能够取得卓越成果，感谢北京市地震局、北京市延庆区地震局、北京市昌平区地震局、北京市平谷区地震局、北京市震灾风险防治中心的各位领导和工作人员的大力支持和帮助；感谢中国地质大学（北京）、中国地质科学院、山西省煤炭地质物探测绘院等多家单位的多位专家的指导和建议。

图7 专家讨论会