二维地震和高密度电阻率测深揭示雄安新区浅部三维地质结构特征

doi:10.11720/wtyht.2022.1319

摘要
图/表
参考文献
相关文章
Metrics

全文: PDF(4550 KB) HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)

摘要

雄安新区位于冀中平原中部,地下结构具有新生界地层厚度大、成层性好、构造活动相对稳定的显著特点。为精细刻画浅层地质结构,查明断裂构造特征,提高浅部探测精度,本次研究采用二维地震和高密度电阻率测深结合的方法,取得了重要进展,主要包括:①精细刻画了工作区200 m以浅深度范围内地层结构和断裂构造空间展布特征;②构建了三维可视化地质结构模型,直观展示了调查区新生界地层起伏形态和主要断裂构造空间分布;③分析总结了城镇化高干扰背景环境下地球物理方法的探测深度、横纵向分辨率、目标体响应特征和适用性等。本次研究有效支撑和服务了雄安新区的规划、建设以及地下空间开发利用,对大厚度沉积盆地城市地下空间的地球物理探测具有借鉴意义。

	服务

	把本文推荐给朋友
	加入引用管理器
	E-mail Alert
	RSS
	作者相关文章
	龙慧
	谢兴隆
	李凤哲
	任政委
	王春辉
	郭淑君

关键词 ：雄安新区, 二维地震, 高密度电阻率测深, 三维地质结构, 断裂构造

Abstract：

The Xiong'an New Area is located in the middle part of the Jizhong Plain.The Cenozoic strata in the underground structure of the area have a large thickness,good stratification,and relatively stable tectonic activities.To finely determine the shallow geological structures,ascertain the fault structure characteristics,and improve the shallow exploration accuracy,this study combined two-dimensional seismic surveys and high-density resistivity sounding and made the following important progress.①This study finely determined the geological structure and the spatial distribution characteristics of fault structures at a depth of less than 200 m in the Xiong'an New Area;②This study constructed a three-dimensional visualized geological structure model,which intuitively displays the stratigraphic fluctuation pattern of Cenozoic strata and the spatial distribution of main fault structures;③This study analyzed and summarized the application of geophysical methods under the background of urbanization-induced high disturbance,including their exploration depths,horizontal and vertical resolution,response characteristics of geological bodies,and applicability.This study effectively supports and serves the planning,construction,and underground-space development and utilization in the Xiong'an New Area and serves as a reference for the geophysical exploration of urban underground space in hugely thick sedimentary basins.

Key words： Xiong'an New Area 2D seismic high-density resistivity sounding 3D geological structure fracture structure

收稿日期: 2021-06-11 修回日期: 2022-03-24 出版日期: 2022-08-20

ZTFLH:

P631.4

基金资助:中国地质调查局地质调查项目(DD20189630);中国地质调查局地质调查项目(DD20190127);国家重点研发计划项目(2018YFC0604305)

通讯作者: 李凤哲

作者简介: 龙慧(1987-),女,2012年毕业于西安石油大学,硕士,主要从事水工环地质领域内地球物理勘探技术方法应用与研究工作。Email: longlong19870402@163.com

引用本文:

龙慧, 谢兴隆, 李凤哲, 任政委, 王春辉, 郭淑君. 二维地震和高密度电阻率测深揭示雄安新区浅部三维地质结构特征[J]. 物探与化探, 2022, 46(4): 808-815.
LONG Hui, XIE Xing-Long, LI Feng-Zhe, REN Zheng-Wei, WANG Chun-Hui, GUO Shu-Jun. 2D seismic and high-density resistivity sounding reveal the shallow three-dimensional geological structure characteristics of Xiong'an New Area. Geophysical and Geochemical Exploration, 2022, 46(4): 808-815.

链接本文:

https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2022.1319 或 https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2022/V46/I4/808

Fig.1 研究区R2-1测线地震时间剖面

Fig.2 研究区主要地层序列分布

Fig.3 研究区断裂构造分布

Fig.4 雄安新区高密度电阻率测深反演结果

Fig.5 地下水矿化度(TDS)与视电阻率关系

Fig.6 研究区0~200 m三维可视化地质模型

Fig.7 研究区第四系底界埋深

Table1 雄安新区地球物理方法适用性分析

[1]	孙冬胜, 刘池阳, 杨明慧, 等. 渤海湾盆地冀中坳陷中区中新生代复合伸展构造[J]. 地质论评, 2004, 50(5):484-491.
[1]	Sun D S, Liu C Y, Yang M H, et al. Study on complex extensional structures in the middle Jizhong depression in the Bohai bay basin[J]. Geological Review, 2004, 50(5):484-491.
[2]	于长春, 乔日新, 张迪硕. 雄安新区航磁推断的三维基底构造特征[J]. 物探与化探, 2017, 41(3):385-391.
[2]	Yu C C, Qiao R X, Zhang D S. The basement tectonic characteristics from interpretation of aeromagnetic data in Xiong'an region[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2017, 41(3):385-391.
[3]	杨百存, 秦四清, 薛雷, 等. 雄安新区地震危险性评估[J]. 地球物理学报, 2017, 60(12):4644-4654.
[3]	Yang B C, Qin S Q, Xue L, et al. Seismic hazard assessment in the Xiongan New Area[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2017, 60(12):4644-4654.
[4]	何登发, 单帅强, 张煜颖, 等. 雄安新区的三维地质结构:来自反射地震资料的约束[J]. 中国科学, 2018, 48(9):1207-1222.
[4]	He D F, Shan S Q, Zhang Y Y, et al. 3-D geologic architecture of Xiongan New Area: Constraints from seismic reflection data[J]. Science China, 2018, 48(9):1207-1222.
[5]	佘雅文, 付广裕, 高原, 等. 华北地区中东部岩石圈挠曲与均衡特性以及地震活动性分析[J]. 地球物理学报, 2018, 61(11):4448-4458.
[5]	She Y W, Fu G Y, Gao Y, et al. Flexure of the lithosphere,isostatic characteristic and seismicity in middle east area of North China[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2018, 61(11):4448-4458.
[6]	商世杰, 丰成君, 谭成轩, 等. 雄安新区附近主要隐伏断裂第四纪活动性研究[J]. 地球学报, 2019, 40(6):836-846.
[6]	Shang S J, Feng C J, Tan C X, et al. Quaternary activity study of major buried faults near Xiongan New Area[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2019, 40(6):836-846.
[7]	邓起东. 城市活动断裂探测和地震危险性评价问题[J]. 地震地质, 2002, 24(4):601-605.
[7]	Deng Q D. Exploration and seismic hazard assessment of active faults in urban areas[J]. Seismology and Geology, 2002, 24(4):601-605.
[8]	张迪, 吴中海, 李家存, 等. 综合多频率地质雷达天线探测活断层浅层结构——以玉树活动断裂为例[J]. 地质力学学报, 2019, 25(6):1138-1149.
[8]	Zhang D, Wu Z H, Li J C, et al. The application of multi-frequency GPR antenna for imaging the shallow subsurface features in the Yushu active fault[J]. Journal of Geomechanics, 2019, 25(6):1138-1149.
[9]	赵镨, 姜杰, 王秀荣. 城市地下空间探测关键技术及发展趋势[J]. 中国煤炭地质, 2017, 29(9):61-66.
[9]	Zhao P, Jiang J, Wang X R. Urban underground space exploration key technologies and development trend[J]. Coal Geology of China, 2017, 29(9):61-66.
[10]	刘永生, 龙桃城, 刘仁义. 瞬变电磁法在城市地质调查应用中有关问题的探讨[J]. 岩土工程技术, 2019, 33(3):173-177.
[10]	Liu Y S, Long T C, Liu R Y. Discussion on relevant problems in application of TEM in urban geological survey[J]. Geotechnical Engineering Technique, 2019, 33(3):173-177.
[11]	张保卫, 张凯, 岳航羽, 等. 江苏滩涂区浅层地震探测方法技术应用[J]. 物探与化探, 2018, 42(1):144-153.
[11]	Zhang B W, Zhang K, Yue H Y, et al. Application of shallow seismic exploration method in Tidal-flat region of Jiangsu Province[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2018, 42(1):144-153.
[12]	张晓波, 王成善, 王志辉, 等. 广东省潼湖生态智慧区浅层地球物理探测与地层物性分析[J]. 地质学报, 2019, 93(11):2935-2946.
[12]	Zhang X B, Wang C S, Wang Z H, et al. Shallow geophysical exploration and stratigraphic properties analysis of the Tonghu ecological smart zone,Guangdong Province[J]. Acta Geologica Sinica, 2019, 93(11):2935-2946.
[13]	王朱亭, 张超, 姜光政, 等. 雄安新区现今地温场特征及成因机制[J]. 地球物理学报, 2019, 62(11):4313-4322.
[13]	Wang Z T, Zhang C, Jiang G Z, et al. Present-day geothermal field of Xiongan New Area and its heat source mechanism[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2019, 62(11):4313-4322.
[14]	万天丰. 中国大地构造学[M]. 北京: 地质出版社, 2011.
[14]	Wan T F. The tectonics of China[M]. Beijing: Geological Publishing, 2011.
[15]	徐杰, 高战武, 宋长青, 等. 太行山山前断裂带的构造特征[J]. 地震地质, 2000, 22(2):111-122.
[15]	Xu J, Gao Z W, Song C Q, et al. The structural characters of the piedmont fault zone of Taihang Mountain[J]. Seismology and Geology, 2000, 22(2):111-122.
[16]	杨明慧, 刘池阳, 杨斌谊, 等. 冀中坳陷古近纪的伸展构造[J]. 地质论评, 2002, 48(1):58-67.
[16]	Yang M H, Liu C Y, Yang B Y, et al. Extensional structures of the Paleogene in the central Hebei Basin[J]. China Geological Review, 2002, 48(1):58-67.
[17]	范玉璐, 谭成轩, 张鹏, 等. 雄安新区现今地应力环境及其对构造稳定性影响研究[J]. 地球学报, 2020, 41(4):482-491.
[17]	Fan Y L, Tan C X, Zhang P, et al. A study of current in-situ stress state and its influence on tectonic stability in the Xiongan New Area[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2020, 41(4):482-491.
[18]	郝爱兵, 吴爱民, 马震, 等. 雄安新区地上地下工程建设适宜性一体化评价[J]. 地球学报, 2018, 39(5):513-522.
[18]	Hao A B, Wu A M, Ma Z, et al. A study of engineering construction suitability integrated evaluation of surface-underground space in Xiongan New Area[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2018, 39(5):513-522.
[19]	张竞, 马震, 吴爱民, 等. 基于岩性光谱特征的雄安新区地面古河道识别研究[J]. 地球学报, 2018, 39(5):542-548.
[19]	Zhang J, Ma Z, Wu A M, et al. A study of paleochannels interpretation by the spectrum of lithology in Xiongan New Area[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2018, 39(5):542-548.
[20]	马震, 夏雨波, 王小丹, 等. 雄安新区工程地质勘查数据集成与三维地质结构模型构建[J]. 中国地质, 2019, 46(S2):123-129.
[20]	Ma Z, Xia Y B, Wang X D, et al. Integration of engineering geological investigation data and construction of a 3D geological structure model in the Xiongan New Area[J]. Geology in China, 2019, 46(S2):123-129.
[21]	酆少英, 龙长兴, 高锐, 等. 高分辨折射和浅层反射地震方法在活断层探测中的联合应用[J]. 地震学报, 2010, 32(6):718-724,767.
[21]	Feng S Y, Long C X, Gao R, et al. Joint application of high-resolution refraction and shallow reflection exploration approach to active fault survey[J]. Acta Seismologica Sinica, 2010, 32(6):718-724,767.
[22]	严加永, 孟贵祥, 吕庆田, 等. 高密度电阻率测深的进展与展望[J]. 物探与化探, 2012, 36(4):576-584.
[22]	Yan J Y, Meng G X, Lyu Q T, et al. The progress and prospect of the electrical resistivity imaging survey[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2012, 36(4):576-584.
[23]	马岩, 李洪强, 张杰, 等. 雄安新区城市地下空间探测技术研究[J]. 地球学报, 2020, 41(4):535-542.
[23]	Ma Y, Li H Q, Zhang J, et al. Geophysical technology for underground space exploration in Xiongan New Area[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2020, 41(4):535-542.
[24]	邓小娟, 酆少英, 朱学申, 等. 利用二维活断层探测资料构建焦作地区浅层三维构造模型[J]. 大地测量与地球动力学, 2020, 40(7):682-687.
[24]	Deng X J, Feng S Y, Zhu X S, et al. Using the 2D active fault seismic data to construct the shallow 3D structural model of Jiaozuo area[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 2020, 40(7):682-687.
[25]	刘顺昌, 徐德馨, 张春梅. 武汉都市发展区工程地质三维模型建设及应用[J]. 城市勘测, 2016(4):160-163.
[25]	Liu S C, Xu D X, Zhang C M. Build and application of the 3D geological model in WuHan urban development Zone[J]. Urban Geotechnical Investigation & Surveying, 2016(4):160-163.

[1]	张昭, 殷全增, 张龙飞, 张大明, 张世晖, 黄国疏, 赵石峰, 杨彪, 台立勋, 张灯亮, 王进朝, 段刚. 综合物探技术在深部碳酸盐岩热储探测中的应用研究——以雄安新区为例[J]. 物探与化探, 2023, 47(4): 926-935.
[2]	单希鹏, 谢汝宽, 余学中, 梁盛军, 李健. 频率域航空电磁法在雄安新区浅层(微)咸淡水调查中的应用[J]. 物探与化探, 2023, 47(2): 504-511.
[3]	苏永军, 曹占宁, 赵更新, 胡祥云, 范剑, 张竞, 范翠松, 黄忠峰. 高密度电阻率法在雄安新区浅表古河道精细化探测中的应用研究[J]. 物探与化探, 2023, 47(1): 272-278.
[4]	邢锦程, 袁炳强, 张春灌, 冯旭亮, 段瑞锋, 薛健, 贾洪杨, 李想. 特立尼达盆地重力场特征及油气远景[J]. 物探与化探, 2021, 45(6): 1606-1616.
[5]	王佳龙, 邸兵叶, 张宝松, 赵东东. 音频大地电磁法在地热勘查中的应用——以福建省宁化县黄泥桥地区为例[J]. 物探与化探, 2021, 45(3): 576-582.
[6]	单希鹏, 谢汝宽, 梁盛军, 余学中. 直升机TEM测量影响因素分析[J]. 物探与化探, 2021, 45(1): 178-185.
[7]	许文强, 袁炳强, 刘必良, 姚长利. 多种重磁位场边缘识别方法及在南黄海北部断裂构造识别中的应用研究[J]. 物探与化探, 2020, 44(4): 962-974.
[8]	李万忠, 柴重阳, 李珂莹, 宋玮. 河南省濮阳县梨园岩盐矿区二维地震及矿层地质特征[J]. 物探与化探, 2019, 43(4): 758-766.
[9]	田郁, 胡祥云, 乐彪. 倾子在地球物理断裂构造解释中的应用[J]. 物探与化探, 2018, 42(6): 1237-1244.
[10]	高景华, 刘建勋, 张保卫, 王小江, 徐明才. 高精度地震探测陆域天然气水合物的有效性研究[J]. 物探与化探, 2017, 41(6): 1005-1011.
[11]	徐明才, 刘建勋, 李培, 张凯, 王凯, 王小江, 张保卫, 王广科, 柴铭涛, 高景华. 羌塘盆地戈木错地区天然气水合物地震探测[J]. 物探与化探, 2017, 41(6): 1220-1227.
[12]	于长春, 乔日新, 张迪硕. 雄安新区航磁推断的三维基底构造特征[J]. 物探与化探, 2017, 41(3): 385-391.
[13]	张翔, 江民忠, 汪远志, 李晓禄, 刘建军, 陈昊. 利用高精度航磁资料研究滁州—六合地区断裂构造[J]. 物探与化探, 2017, 41(2): 231-241.
[14]	徐明才, 哈立洋, 王小江, 柴铭涛, 刘建勋, 王广科, 张保卫, 李培, 王凯, 高景华. 哈拉湖地区天然气水合物地震探测技术试验[J]. 物探与化探, 2016, 40(4): 667-674.
[15]	谢顺胜, 蔡水库, 舒晴, 张前, 朱耀河, 林清. 海南岛及周边海域1:10万航磁勘查成果[J]. 物探与化探, 2016, 40(2): 225-234.

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed