高密度電阻率法在西藏日喀則地區(qū)隱伏斷裂探測(cè)中的應(yīng)用*

高武平　陳宇坤　張文朋閆成國(guó)　楊緒連　楊　菲

1) 中國(guó)北京100081中國(guó)地震局地球物理研究所2) 中國(guó)天津300201天津市地震局

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高密度電阻率法在西藏日喀則地區(qū)隱伏斷裂探測(cè)中的應(yīng)用*

高武平1,2),*陳宇坤2)張文朋2)閆成國(guó)2)楊緒連2)楊菲2)

1) 中國(guó)北京100081中國(guó)地震局地球物理研究所2) 中國(guó)天津300201天津市地震局

以跨謝通門(mén)—青都斷裂的兩條高密度電阻率法探測(cè)資料為基礎(chǔ)，對(duì)高密度電阻率法在青藏高原日喀則地區(qū)隱伏斷裂探測(cè)中的首次應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)介紹． 所獲取的高密度電法剖面顯示，該斷層的電阻率異常特征清晰，其上斷點(diǎn)埋深可達(dá)20—30 m，較淺層人工地震探測(cè)所揭示的斷層上斷點(diǎn)埋深(50 m)更淺，結(jié)合地層年代資料推測(cè)該斷裂的最新活動(dòng)時(shí)期為早—中更新世． 探測(cè)結(jié)果表明： 高密度電法剖面清晰地顯示了斷層在淺部松散層的延伸，適用于日喀則地區(qū)的隱伏斷層探測(cè)； 相較于淺層人工地震探測(cè)，該方法對(duì)淺部松散層的探測(cè)具有明顯優(yōu)勢(shì)，一定條件下能夠更好地揭示斷層上斷點(diǎn)埋深，可與淺層人工地震探測(cè)形成互補(bǔ)． 需要指出的是，在應(yīng)用中需重視測(cè)區(qū)水文地質(zhì)及地層發(fā)育情況對(duì)探測(cè)的影響．

高密度電阻率法隱伏斷層探測(cè)日喀則地區(qū)謝通門(mén)—青都斷裂

引言

20世紀(jì)90年代前后，高密度電阻率法(簡(jiǎn)稱(chēng)為高密度電法)理論和技術(shù)的研究取得了重要進(jìn)展． 該方法具有一次性布置測(cè)量電極、測(cè)量數(shù)據(jù)豐富以及地形地貌適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，極大地方便了野外施工． 隨著高密度電阻率勘探技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，其智能化程度越來(lái)越高，目前已發(fā)展成為一種高效的地球物理勘探方法，廣泛應(yīng)用于水文地質(zhì)勘探、地震監(jiān)測(cè)、室內(nèi)巖石實(shí)驗(yàn)、石油儲(chǔ)層研究、堤壩監(jiān)測(cè)、公路地基探測(cè)、考古研究以及隱伏斷裂探測(cè)等方面(董浩斌，王傳雷，2003)．

近年來(lái)，利用高密度電法探測(cè)隱伏斷裂已有大量成功實(shí)例，關(guān)于云南玉溪—通海盆地、山東淄博、四川漢旺和河北張家口等地區(qū)的探測(cè)研究均有報(bào)道(李志祥等，2003； 朱濤等，2007； 沈坤等，2011； 藍(lán)星等，2012； 溫超等, 2015)． 朱濤等(2009)歸納總結(jié)了利用電阻率成像結(jié)果推斷隱伏斷裂的方法和隱伏斷層在電阻率成像剖面中的典型型態(tài)特征, 認(rèn)為電阻率圖像中的電性結(jié)構(gòu)間斷面表現(xiàn)為AB型、ABA型和AC型等3種基本類(lèi)型，是追索和判斷斷層的重要標(biāo)志． 梁久亮(2008)就高密度電法剖面解譯隱伏斷裂中存在的問(wèn)題及解決方法進(jìn)行了探討，建議探測(cè)工作中應(yīng)考慮探測(cè)隱伏斷層的電性特征以及避免場(chǎng)地環(huán)境帶來(lái)的干擾，探測(cè)前要仔細(xì)了解測(cè)區(qū)的區(qū)域地質(zhì)資料，測(cè)線布設(shè)應(yīng)盡量垂直推測(cè)構(gòu)造并選擇合適的探測(cè)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，探測(cè)結(jié)果解釋?xiě)?yīng)盡可能輔以其它工作結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證．

日喀則地區(qū)處于雅魯藏布江縫合帶上，具備發(fā)震的構(gòu)造條件． 然而，該地區(qū)的地質(zhì)資料匱乏，勘探資料更為稀少． 在“日喀則活動(dòng)斷層探測(cè)”項(xiàng)目的支持下，天津市地震災(zāi)害防御中心對(duì)日喀則的申扎—謝通門(mén)、拉堆—乃東等斷裂開(kāi)展了高密度電法探測(cè)工作，并首次獲取了在高原地區(qū)進(jìn)行高密度電法探測(cè)的寶貴經(jīng)驗(yàn)． 本文將以雅魯藏布江附近跨謝通門(mén)—青都斷裂的兩條高密度電法探測(cè)剖面所獲取的資料為基礎(chǔ)，介紹高密度電法探測(cè)的方法、測(cè)線布設(shè)、野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)反演等過(guò)程以及針對(duì)當(dāng)?shù)氐奶厥鈫?wèn)題所采取的技術(shù)手段，結(jié)合測(cè)區(qū)的第四系分布及水文地質(zhì)條件進(jìn)行綜合解譯，并對(duì)高密度電法剖面與淺層人工地震剖面在勘探應(yīng)用中的優(yōu)劣勢(shì)予以比對(duì)．

1　區(qū)域概況

1.1地質(zhì)構(gòu)造背景

申扎—謝通門(mén)—定結(jié)活動(dòng)斷裂帶是青藏高原中南部近NS走向的活動(dòng)構(gòu)造帶之一． 該斷裂帶南起喜馬拉雅山脈，在扎西崗、謝通門(mén)一帶切割雅魯藏布江斷裂帶，向北延伸至申扎，被格仁錯(cuò)右行平移斷裂所截止，總體走向?yàn)镹E20°，全長(zhǎng)400 km，寬20—50 km，主要由一系列近NS向的斷塊山地及斷陷盆地或斷陷谷地構(gòu)成． 國(guó)家地震局地質(zhì)研究所(1992)的考察表明，這些斷陷盆地兩側(cè)均由高角度正斷層控制，兩盤(pán)落差一般為0.5—1.0 km (西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993)． 吳章明等(1994)的研究顯示： 該斷層為左旋走滑正斷層，展布在西藏中部近NS向的地塹、半地塹系盆地的一側(cè)或兩側(cè)，盆地內(nèi)第四紀(jì)地層廣泛分布，最大厚度達(dá)500 m，盆地底部最老的第四紀(jì)地層為早更新統(tǒng)，表明該斷層形成于第三紀(jì)末或第四紀(jì)初； 晚第四紀(jì)以來(lái)，該斷層切斷了一系列山脊、沖溝、階地和洪積扇等． 由于本文的研究區(qū)位于申扎—謝通門(mén)—定結(jié)活動(dòng)斷裂帶的中段，因此稱(chēng)為謝通門(mén)—青都斷裂，其位置如圖1所示．

圖1　研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造概圖 DF1為雅江北測(cè)線，DF2為塔丁測(cè)線Fig.1　Outline map of geological structure in the studied area DF1 is north Yajiang survey line, and DF2 is Tading sruvey line

1.2第四系巖性分布特征

日喀則地區(qū)的第四系通常分布在雅魯藏布江及其支流河岸兩側(cè)及大沖溝出口處，主要由砂、砂礫石構(gòu)成山前傾斜洪積扇，部分地段有洪積階地; 在漫灘及階地上，第四系松散層從上至下一般為粉土層、砂層和卵石層等堆積物(謝春慶，2003)． 研究區(qū)內(nèi)謝通門(mén)縣附近鉆孔DZ1*岳陽(yáng)百利勘測(cè)科技有限公司西藏分公司. 2014. 日喀則謝通門(mén)縣地震安全性評(píng)價(jià)鉆孔地質(zhì)報(bào)告.布設(shè)在山前傾斜洪積扇上，孔深45.2 m，位置見(jiàn)圖1． 該鉆孔的第四系由沖、洪積層組成，各地層巖性及分布特征由上至下為：

1) 雜填土. 屬人工堆積耕土層，灰色，松散—稍密狀，主要由碎石和砂質(zhì)粉土等組成，碎石主要成分為砂巖、硅質(zhì)巖等，分布不均勻，系表層填土，揭露厚度為0.8 m．

2) 砂質(zhì)粉土. 屬洪積層，灰黃色—暗黃色，稍密狀，韌性及干強(qiáng)度較高，搖震反應(yīng)不明顯，含碎石(25%—30%)、礫石(10%—15%)顆粒，分布不均勻，揭露厚度為0.8 m．

3) 碎石土. 屬洪積層，淺褐色，稍密—密實(shí)狀，顆粒主要為碎石(50%—65%)和礫石(10%—15%)，隙間充填砂質(zhì)粉土(20%—25%)及少量細(xì)中砂(5%—10%)，礫石磨圓度較差，主要呈次棱角狀，粒徑為2—6 cm不等，未揭穿．

1.3氣候與水文地質(zhì)條件

測(cè)區(qū)位于日喀則地區(qū)謝通門(mén)縣，屬高原性?xún)?nèi)陸干旱季風(fēng)氣候． 太陽(yáng)輻射強(qiáng)，晝夜溫差大，干濕季明顯，冬、春季干旱嚴(yán)重． 雨季集中在6—9月，10月至翌年5月為旱季．

測(cè)區(qū)的地下水主要為賦存于卵石層中的孔隙潛水，主要靠上游地下水以潛流滲流方式補(bǔ)給，以地下水徑流排泄方式為主．

2　測(cè)線布設(shè)與數(shù)據(jù)采集

2.1測(cè)線布設(shè)及儀器、測(cè)量參數(shù)設(shè)置

高密度電法是一種以巖石、礦物電性差異為基礎(chǔ)，通過(guò)觀測(cè)和研究人工建立的電流場(chǎng)在大地中的分布規(guī)律，反演地質(zhì)構(gòu)造的地球物理勘探方法． 該方法集中了常規(guī)電剖面法與電測(cè)深法兩種常規(guī)電阻率法的優(yōu)點(diǎn)，其實(shí)質(zhì)是一種陣列勘探方法． 在野外施工時(shí)，將數(shù)十甚至上百根電極形成排列，利用程控電極轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和微機(jī)對(duì)排列中不同電極、不同排列組合方式的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速自動(dòng)采集． 在技術(shù)上，高密度電法測(cè)量系統(tǒng)采用自動(dòng)控制理論和大規(guī)模集成電路，使電極數(shù)量大量增加且可自由組合，這樣就能夠快捷地提取豐富的地電信息，使電法勘探也能夠像地震勘探一樣使用覆蓋式的測(cè)量方式(王詩(shī)東等，2011； 卓武等，2013)．

此次探測(cè)工作包含跨謝通門(mén)—青都斷裂的兩條高密度電法勘探測(cè)線，即雅江北測(cè)線DF1和塔丁測(cè)線DF2． 鑒于高密度電法探測(cè)易受降雨影響，故野外施工選在3—4月間開(kāi)展． 根據(jù)鉆孔勘察資料可知，該地區(qū)的地下水位較深，從而保證了測(cè)線至少在淺部45 m以上不會(huì)受到地下水影響或影響很?。?/p>

雅江北測(cè)線DF1布設(shè)在雅江北岸卡如那木羌附近，沿鄉(xiāng)間公路從NW向SE延伸，長(zhǎng)1.5 km，測(cè)線位置見(jiàn)圖1． 該測(cè)線起始于侵蝕的河岸，中段經(jīng)過(guò)洪、坡積扇，末端進(jìn)入基巖山地． 總體上，測(cè)區(qū)地形起伏較小．

塔丁測(cè)線DF2布設(shè)在謝通門(mén)縣東南、普村以西的鄉(xiāng)間小路上，走向?yàn)镹E--SW向，長(zhǎng)約1.5 km，測(cè)線位置見(jiàn)圖1． 測(cè)區(qū)地形存在一定起伏，特別是測(cè)線末端有明顯的高程陡降．

野外數(shù)據(jù)采集使用重慶地質(zhì)儀器廠研制生產(chǎn)的DUK-2A型高密度電法測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)由DZD-6A多功能直流電法儀和多路電極轉(zhuǎn)換器組成． DZD-6A多功能直流電法儀可實(shí)時(shí)顯示電阻率測(cè)試曲線、測(cè)量電壓、供電電流和視電阻率等，自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，其主要技術(shù)參數(shù)為： 接收端的測(cè)量電壓為±6 V； 測(cè)量電壓精度為±(1%讀數(shù)+1個(gè)字)； 電流測(cè)量范圍為±(1%讀數(shù)+1個(gè)字)； 對(duì)50 Hz工頻干擾壓制優(yōu)于-80 dB； 輸入阻抗≥30 MΩ，發(fā)射端的最大供電電壓為900 V； 最大供電電流為5 A． 多路電極轉(zhuǎn)換器的最大電流為2 A； 觸點(diǎn)導(dǎo)通電阻<0.1 Ω； 承受電壓為500 V． 整機(jī)工作溫度為-10℃—+50℃； 整機(jī)工作濕度≤93%．

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)共布置90根電極，電極距為5 m，等間距布設(shè)，采用溫納對(duì)稱(chēng)四極裝置采集數(shù)據(jù)，最大隔離系數(shù)為20—30．

2.2數(shù)據(jù)采集質(zhì)量保障措施與數(shù)據(jù)處理

鑒于高原地區(qū)干燥，電極的接地問(wèn)題、原始數(shù)據(jù)的精度會(huì)直接影響到后續(xù)處理結(jié)果，因此為確保測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量，在野外數(shù)據(jù)采集中，針對(duì)性地采取了以下措施： ① 測(cè)量前，每陣列電極均進(jìn)行接地電阻檢查，要求陣列中每個(gè)電極的接地電阻控制在2 kΩ以?xún)?nèi)，接地電阻過(guò)大時(shí)采用澆水、打孔及復(fù)合電極等處理方法； 對(duì)接地條件難以滿(mǎn)足要求的，如水泥路面、橋面等需在野外記錄上詳細(xì)注明，并在室內(nèi)分析時(shí)對(duì)與該電極有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除或線性插值等處理； ② 測(cè)量中，電位差一般不得小于5 mV，電流一般大于5 mA； ③ 測(cè)量過(guò)程中采用電極滾動(dòng)數(shù)據(jù)的覆蓋式測(cè)量方式，每滾動(dòng)一次將有50%的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)測(cè)．

在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，一般應(yīng)結(jié)合野外記錄剔除突變點(diǎn)和噪聲引起的畸變數(shù)據(jù)，對(duì)剔除后的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的濾波處理，地形起伏大的需進(jìn)行地形校正，然后選取合適的參數(shù)進(jìn)行反演計(jì)算并獲得地下高密度電法剖面． 由于本次野外數(shù)據(jù)采集區(qū)測(cè)區(qū)環(huán)境好，幾乎沒(méi)有電磁干擾，所以在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中未進(jìn)行濾波處理，僅剔除了幾個(gè)畸變點(diǎn)，原始數(shù)據(jù)采集質(zhì)量較高．

3　勘探結(jié)果與分析

3.1高密度電法剖面特征及其解釋

雅江北測(cè)線DF1布設(shè)在雅江北岸，由于地形起伏小，數(shù)據(jù)處理中未進(jìn)行地形校正，其高密度電法剖面如圖2所示． 可以看出，電性結(jié)構(gòu)具有明顯的分區(qū)特征． 0—640 m段內(nèi)主要為低阻區(qū)C，并具有一定的成層性，淺部有一定高阻區(qū)A的局部分布，中間處于過(guò)渡區(qū)，下部為低阻區(qū)C； 640—1120 m段的電性結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，淺部為明顯的高阻區(qū)A，中下部在橫向上顯示為高、低阻區(qū)交替出現(xiàn)； 1120—1500 m段主要為較厚的高阻區(qū)A． 剖面的總體特征為： 測(cè)線起點(diǎn)至640 m，分層特征較明顯，且底部低阻區(qū)顯著； 640—1120 m為過(guò)渡區(qū)； 從1120 m至測(cè)線末端高阻區(qū)顯著． 從地形地貌上看，測(cè)線起點(diǎn)端靠近雅江一級(jí)階地，大致以640 m為界進(jìn)入一小型沖積扇，1120 m至測(cè)線末端為基巖山坡． 這樣的地貌差別，顯然預(yù)示著可能存在地層物質(zhì)與結(jié)構(gòu)之間的差異． 在階地及沖積扇上，物質(zhì)更松散，受河流影響大，地層含水量相對(duì)較高，對(duì)應(yīng)的電阻率表現(xiàn)為低阻，而在基巖山坡上，地層含水量顯著降低，表現(xiàn)為高阻，因此剖面所顯示的電性特征大體上與地形地貌特征相符．

圖2　雅江北測(cè)線DF1高密度電法剖面 虛線為高、中、低電阻率區(qū)的分界線，下同F(xiàn)ig.2　Resistivity section of northern Yajiang survey line DF1 The dashed lines delineate the areas with low, middle, and high resistivity, the same below

DF1高密度電法剖面的中部顯示為高低阻過(guò)渡區(qū)，較其兩端具有顯著差異． 在800 m和1000 m處出現(xiàn)了豎向上凸的低阻區(qū)C，這兩個(gè)低阻區(qū)與西端低阻區(qū)有明顯的阻隔． 從縱向上看，880—1000 m段內(nèi)低阻區(qū)的淺部十余米為高阻層，其下為低阻層，過(guò)渡很少，且淺部高阻層連續(xù)性差，似反映出地層呈破碎狀，顯示為高角度的低阻線性結(jié)構(gòu)，這與兩側(cè)電阻率的整體結(jié)構(gòu)明顯不同, 故推測(cè)該處電性異常是由謝通門(mén)—青都斷裂所造成，斷層上斷點(diǎn)可達(dá)20 m．

塔丁測(cè)線DF2布設(shè)在雅魯藏布江一支流的一級(jí)階地上，地形有較明顯的起伏，特別是其尾端靠近河流處存在近5 m的垂直落差，故在數(shù)據(jù)處理中進(jìn)行了地形校正，其高密度電法剖面如圖3所示． 可以看出，整個(gè)電法剖面上電阻率分層特征明顯，大致分為淺部高阻層A、中部次高阻層B和底部低阻層C等3層． 總體上，低阻層的厚度變化較大，而高阻層與次高阻層的組合厚度變化很?。?測(cè)線起始段(0—440 m)的電性結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為淺、中部高阻層與底部低阻層的組合，測(cè)線中段(440—1300 m)主要表現(xiàn)為淺部高阻層、中部次高阻層與底部低阻層的組合，測(cè)線尾段(1300—1480m)則主要表現(xiàn)為次高阻區(qū)．

圖3　塔丁測(cè)線DF2高密度電法剖面Fig.3　Resistivity section of Tading survey line DF2

DF2高密度電法剖面的電性變化很好地揭示了該地區(qū)的地層發(fā)育狀況． 在日喀則地區(qū)，發(fā)育了大量由砂、砂礫石構(gòu)成的山前傾斜洪積扇、洪積階地． 根據(jù)鉆孔DZ1所揭示的測(cè)區(qū)第四系巖性分布特點(diǎn)可推測(cè)，高阻層主要與淺部的第四紀(jì)粉土層和淺部砂石層有關(guān)，該層松散且透水性好，距離地下水位很遠(yuǎn)，電阻率較高； 次高阻層則反映了中、下部的砂石層，該層有一定密實(shí)度，距離地下水位比較近，受地下水位影響，隨著深度的加大含水量有所增加，導(dǎo)致電阻率降低，但主體上仍然為碎石、礫石，故仍顯示為高阻； 而低阻層極有可能反映了第四系底部的卵石層、風(fēng)化殼和基巖接觸帶等，測(cè)區(qū)水文資料顯示測(cè)區(qū)地下水主要賦存于卵石層，以地下水徑流排泄為主，從剖面所顯示的低阻層的連續(xù)性及所處地勢(shì)的高低來(lái)看，該低阻層很可能反映的是地下水徑流排泄通道．

在整個(gè)DF2高密度電法剖面上，電性結(jié)構(gòu)在440 m處及880—1040 m段發(fā)生了顯著變化． 在440 m處，盡管北側(cè)高阻層厚度與南側(cè)高阻層和次高阻層組合的總厚度變化很小，但起始段的高阻層明顯分裂成了高阻層與次高阻層，且對(duì)比兩側(cè)的高阻層可知，南側(cè)的高阻層明顯變?。?在880—1040 m段，高阻層與次高阻層在此合并為一層，在剖面上重新顯示為高阻層與低阻層的組合，相比于起始段，高阻層明顯變薄，而低阻層顯著上凸． 在1040—1300 m段，高阻層又分開(kāi)為兩層，剖面恢復(fù)為高阻、次高阻和低阻等3層組合，厚度上也與440—880 m段一致． 結(jié)合地質(zhì)資料推測(cè)，這兩處電性異常很可能是由謝通門(mén)—青都斷裂所致，特別是880—1040 m段的異常，兩側(cè)的電阻率結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了整體性差異． 從電法剖面來(lái)看，推測(cè)斷層上斷點(diǎn)可達(dá)30 m． 在測(cè)線尾端1300 m處也出現(xiàn)了明顯的低阻上凸現(xiàn)象，這與地形突變一致，可能是由地形因素的旁側(cè)效應(yīng)所造成的．

由兩條測(cè)線對(duì)謝通門(mén)—青都斷裂的上斷點(diǎn)埋深可知，謝通門(mén)—青都斷裂的斷層上斷點(diǎn)可達(dá)20—30 m． 路晶芳(2008)認(rèn)為謝通門(mén)地區(qū)上更新統(tǒng)洪積物底界埋深約為9 m，由此推斷謝通門(mén)—青都斷裂可能為早—中更新世斷裂．

3.2與人工地震剖面的對(duì)比分析

為了進(jìn)行對(duì)比分析，在塔丁測(cè)線DF2位置處布設(shè)了淺層人工地震測(cè)線Rkz07，其剖面圖如圖4所示，將其與高密度電法剖面對(duì)比可知：

圖4　淺層人工地震測(cè)線Rkz07剖面圖Fig.4　Shallow seismic reflection section of the survey line Rkz07

1) 淺層人工地震剖面對(duì)于淺表50 m范圍內(nèi)的地層揭露不清，而在高密度電法剖面上揭示得則很清楚．

2) 人工地震剖面在約50 m深度處形成了一個(gè)明顯的地層連續(xù)面，高密度電法剖面上則為連續(xù)的低電阻帶． 雅江流域第四系松散層的一般沉積規(guī)律及鉆孔DZ1揭示的地層分布特征表明，這一深度很可能已經(jīng)十分接近卵石層深度，而卵石層富含地下水，較碎石層有明顯的波阻抗，故認(rèn)為二者在這一層具有很高的吻合度，可以相互印證．

3) 在剖面異常的揭示上，二者具有一致性． 人工地震剖面上解釋了兩條斷層，這兩條斷層的位置與高密度電法剖面上的電阻率異常位置基本吻合． 高密度電法剖面880 m處還解釋一條斷層，而相應(yīng)淺層人工地震剖面上共深度點(diǎn)(common depth point，簡(jiǎn)寫(xiě)為CDP)601所對(duì)應(yīng)深度為50—100 m的波組存在明顯的變化，推測(cè)該變化是由基巖的局部起伏引起的，而非高密度電法剖面解釋的斷層，這表明高密度電法探測(cè)因受探測(cè)深度的影響可能存在誤判．

4) 在斷層上斷點(diǎn)埋深的揭示上，人工地震剖面解釋的最淺上斷點(diǎn)埋深約為50 m，而高密度電法剖面上的解釋更淺，為20—30 m． 鉆孔DZ1資料揭示，測(cè)區(qū)地層主要為稍密—密實(shí)狀的碎石層，碎石和礫石的含量可達(dá)60%—80%，且礫石磨圓度較差，主要呈次棱角狀． 在這樣的地層中難以形成有效的地震波反射界面，十分不利于地震反射探測(cè)，故人工地震探測(cè)無(wú)法清晰地顯示斷層在地層中的延伸情況，但對(duì)基巖接觸帶的形態(tài)及斷裂在基巖層中的發(fā)育有很好的揭示； 而高密度電法測(cè)線對(duì)斷層在第四系內(nèi)形成的通道十分敏感，只要斷層延伸至該層中且形成了可能的含水通道就會(huì)有所顯示．

由上可知，利用淺層人工地震與高密度電法在日喀則地區(qū)進(jìn)行的隱伏斷層探測(cè)中各有優(yōu)劣，高密度電法對(duì)淺部松散地層中發(fā)育的斷層有更好的揭示，而淺層人工地震探測(cè)能完整地揭示在基巖及波阻抗突變地層中的斷層發(fā)育情況． 在工作中，應(yīng)充分分析測(cè)區(qū)的地質(zhì)環(huán)境、地層發(fā)育特點(diǎn)，或選擇適宜的探測(cè)方法，或?qū)⒍呓Y(jié)合使用，以使探測(cè)結(jié)果更加可靠有效．

4　討論與結(jié)論

通過(guò)在日喀則地區(qū)開(kāi)展高密度電法探測(cè)工作，獲得了較高質(zhì)量的高密度電法剖面，該剖面清晰地顯示了謝通門(mén)—青都斷裂在淺部松散層內(nèi)的延伸． 從高密度電法剖面上看，該斷裂的斷層上斷點(diǎn)埋深可達(dá)20—30 m，較淺層人工地震測(cè)線揭示的上斷點(diǎn)埋深更淺，結(jié)合地層年代資料推測(cè)該斷裂為早—中更新世斷裂． 可見(jiàn)，在青藏高原地區(qū)開(kāi)展活動(dòng)斷層探測(cè)，高密度電法是一種十分有效的探測(cè)手段．

通過(guò)對(duì)高密度電法剖面的詳細(xì)解釋以及與淺層人工地震剖面的對(duì)比可知，高密度電法在日喀則地區(qū)的應(yīng)用十分有效，其結(jié)果也得到了其它資料的佐證． 相較于淺層人工地震探測(cè)，高密度電法有其自身優(yōu)勢(shì)： 首先，高密度電法的測(cè)線布設(shè)對(duì)大多數(shù)地形均有很好的適應(yīng)性，而人工地震測(cè)線的布設(shè)受地形地貌限制很大，如測(cè)線垂向上變化不能過(guò)大、過(guò)快等； 其次，雅江流域的大多數(shù)階地都是沖、洪積扇，而沖、洪積物在縱、橫向上巖性、巖相變化快，這類(lèi)地層難以形成有效的波阻抗界面，人工地震剖面在這些地區(qū)對(duì)斷層上斷點(diǎn)埋深的顯示往往沒(méi)有高密度電法剖面所顯示得清楚，而上斷點(diǎn)埋深是活動(dòng)斷層探測(cè)的關(guān)鍵； 再次，高原地區(qū)的環(huán)境特殊，野外施工對(duì)探測(cè)人員是巨大的考驗(yàn)，相較于淺層人工地震探測(cè)，高密度電法的野外施工更為簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化程度高，大大減輕了野外工作強(qiáng)度與難度； 最后，高密度電法剖面能更直觀、更形象地反映出電性異常體的形態(tài)、規(guī)模和產(chǎn)狀，結(jié)合地質(zhì)調(diào)查可較準(zhǔn)確地推測(cè)斷層在空間上的發(fā)育情況(曾國(guó)等，2009)．

盡管如此，然而高密度電法在探測(cè)中也存在一定的局限性． 由于高密度電法探測(cè)對(duì)地層含水量高度敏感，在利用此方法時(shí)，需要對(duì)測(cè)區(qū)的水文地質(zhì)、地形地貌等充分了解，并對(duì)其適應(yīng)性進(jìn)行預(yù)評(píng)估； 在測(cè)線踏勘中，勿將測(cè)線布在河道、湖泊等豐水區(qū)附近； 在對(duì)電法剖面的地質(zhì)解釋中，應(yīng)充分結(jié)合測(cè)區(qū)的水文地質(zhì)特征及地層發(fā)育特點(diǎn)． 因此，在隱伏斷裂活動(dòng)性探測(cè)中，宜將高密度電法和淺層人工地震結(jié)合起來(lái)開(kāi)展聯(lián)合探測(cè)，甚至聯(lián)合反演(朱濤等，2007)，以形成有效互補(bǔ)，從而減小構(gòu)造解釋的不確定性．

青藏高原幅員遼闊，其第四系發(fā)育狀況在不同地區(qū)差異很大，本文以日喀則謝通門(mén)附近的兩條高密度電法剖面為基礎(chǔ)開(kāi)展的研究是否適用于其它地區(qū)，尚需進(jìn)一步探討．

特別感謝審稿人對(duì)本文提出的寶貴意見(jiàn)與建議．

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Application of high density resistivity method to exploring buried faults in Xigazê region of Xizang

Gao Wuping1,2),*Chen Yukun2)Zhang Wenpeng2)Yan Chengguo2)Yang Xulian2)Yang Fei2)

1)InstituteofGeophysics,ChinaEarthquakeAdministration,Beijing100081,China2)EarthquakeAdministrationofTianjinMunicipality,Tianjin300201,China

This paper introduces the application of high density resistivity method in detail to the exploration of buried faults in Xigazê region of Xizang for the first time. The resistivity imaging from the survey lines across the Xietongmen-Qingdu fault show that the resistivity anomalies of the faults are clear and the fault up-breakpoint may reach 20--30 meters which is more shallow than the result that the up-break point reaches 50 meters from seismic reflection survey. Combined with the strata age data, the latest active time of the faults is deduced to be Early-Middle Pleistocene. In addition, the extension of the fault in shallow loose bed is displayed clearly in resistivity imaging, and thus the high density resistivity method is suitable for detecting of buried faults in Xigazê region. Comparing with shallow seismic exploration, the high density resistivity method has an advantage in exploration of shallow loose deposits and displays more effectively fault up-breakpoint on some conditions. However，it is necessary to fully aware of influence of hydrogeololgy and stratigraphic development on exploration in surveyed area.

high density resistivity method； buried fault exploration； Xigazê region； Xietongmen-Qingdu fault

“日喀則市活動(dòng)斷層探測(cè)與地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)”項(xiàng)目(藏震函[2011]77號(hào))資助.

2016-01-08收到初稿，2016-03-17決定采用修改稿.

e-mail: gwpp123@126.com

10.11939/jass.2016.05.011

P631.3+22

A

高武平，陳宇坤，張文朋，閆成國(guó)，楊緒連，楊菲. 2016. 高密度電阻率法在西藏日喀則地區(qū)隱伏斷裂探測(cè)中的應(yīng)用. 地震學(xué)報(bào), 38(5): 776--784. doi:10.11939/jass.2016.05.011.

Gao W P, Chen Y K, Zhang W P, Yan C G, Yang X L, Yang F. 2016. Application of high density resistivity method to exploring buried faults in Xigazê region of Xizang.ActaSeismologicaSinica, 38(5): 776--784. doi:10.11939/jass.2016.05.011.