淺層地震與高密度電法在斷裂帶探測中的應用

[摘要] """毛埡壩盆地西緣斷裂，作為川西理塘斷裂帶的分支，是控制大毛埡壩盆地的西邊界斷裂，關于其幾何展布和深部結構還未見報道。本文采用高密度電法和淺層地震勘探技術在毛埡壩盆地西緣斷裂的南北兩段分別進行了地球物理探測，分析了毛埡壩盆地西緣斷裂在高密度電法和淺層地震勘探剖面上的響應特征，毛埡壩盆地西緣斷裂在淺層地震反射剖面上表現(xiàn)為標志層橫向錯斷，存在斷層繞射波等現(xiàn)象，層析反演速度剖面反映斷層兩側速度橫向上呈現(xiàn)出明顯變化，推測出上斷點埋深位于15 m以淺，通過高密度電法反演的視電阻率剖面上的低阻條帶特征，并結合野外調查和區(qū)域地質資料初步確定了斷層產狀、幾何結構及平面展布。探討了文中兩種物探方法在活動斷層探測方面的優(yōu)缺點和應用前提，結合國內外類似實例，提出多種方法組合可以更為有效地探測斷層結構。

[關鍵詞] 毛埡壩盆地西緣斷裂; 淺層地震勘探; 高密度電法; 斷層結構

[DOI] 10.19987/j.dzkxjz.2023-200

基金項目："四川省科技計劃（2023NSFSC0784）資助。

0 "引言

大量震例表明，活動斷層是地震發(fā)生的根源，斷層沿線附近也是地震后災害最嚴重的區(qū)域，汶川地震與多次歷史地震震害實例也表明，直接建在發(fā)震活動斷層上及其沿線上的房屋大多數(shù)發(fā)生嚴重破壞，甚至全部倒塌^[1]。當發(fā)生破壞性地震時，跨越活動斷層或附近的建筑物、構筑物造成的損壞更為嚴重，造成巨大的經濟損失，因此，通過地質地貌調查、地球物理勘探等方法對活動斷層進行定位，查明活動斷層的位置及其空間展布，對城鎮(zhèn)重大工程、基礎建設及防震減災工作具有重要的指導意義^[2]。地球物理勘探方法是利用斷層本身與周邊巖體的地球物理性質的差異或斷層兩側巖層連續(xù)性變化推測斷層的位置及性質，但由于淺層干擾條件較多，并且不同方法受地形條件、干擾源特征、地球物理參數(shù)單一等限制難以準確探測斷裂帶的結構，因地制宜選擇多種地球物理勘探方法對活動斷層進行聯(lián)合探測是必然的趨勢。

毛埡壩斷裂位于理塘斷裂帶北西段，斷裂沿無量河上游展布，是控制大、小毛埡壩盆地發(fā)育的主邊界斷裂^[3-5]。斷裂在遙感影像圖上線性特征明顯，斷裂左旋切割了末次冰川以來的各種地貌單元，形成了一系列的斷層谷、斷頭溝、冰磧壟、沖溝、洪積扇、階地、坡麓等典型錯斷地貌，表現(xiàn)出左旋走滑為主，兼有北東盤抬升、西南盤下降的逆沖走滑性質^[6-8]。

以往對理塘斷裂帶—毛埡壩斷裂的調查主要集中在毛埡壩盆地北緣，毛埡壩盆地西緣斷裂的研究程度較低，本次通過高密度電法與淺層地震反射波法在斷裂的不同平面位置分析了該斷裂的深部展布特征，為毛埡壩盆地西緣斷裂進一步研究提供地球物理依據(jù)。

1 "地質背景

研究區(qū)位于青藏高原東緣，是我國南北地震構造帶的核心位置，同時也是我國地殼變形、構造演化最為復雜的地區(qū)^[9-11]。研究區(qū)平均海拔＞4100 m，毛埡壩盆地地勢較為平坦，地形起伏較小，出露地層巖性種類較多，主要包括第四系全新統(tǒng)碎石土，第四系更新統(tǒng)砂卵礫石，三疊系下統(tǒng)拉納山組下段砂巖和板巖，三疊系下統(tǒng)圖姆溝組礫巖、砂巖和板巖以及印支期黑云母花崗巖等。理塘斷裂帶1948年曾發(fā)生理塘7.3級地震，徐錫偉等^[3]認為毛埡壩盆地北緣段的地表破裂可能由發(fā)震時間在（119 ± 2）a之前的地震產生的，理塘—義敦斷裂填圖項目組^[12]則認為理塘段及毛埡壩盆地北緣段破裂均由1890年地震引起。

據(jù)甘孜州1∶25萬活斷層普查項目組在毛埡壩盆地西緣斷裂開挖的探槽顯示，淺表地層主要為第四系洪積成因的褐色砂層和碎石層、灰黑色砂土、礫石層和黑色砂土層，從該探槽識別出了4條斷層，均錯斷了黃色洪積成因的黃色碎石層與斷塞塘沉積的黑色砂土層，并分辨出了3次古地震事件，發(fā)震時間分別為AD （76 ± 47）、AD （957 ± 45）與AD 1890。探槽結果證實了理塘斷裂帶毛埡壩盆地西緣斷層的存在（圖1）。沿斷裂帶走向通過地質地貌調查方法共發(fā)現(xiàn)了2處較為明顯的斷錯地貌顯示，分別為斷層陡坎（圖2a）和線性地貌（圖2b），反映毛埡壩盆地西緣斷裂是存在的，并具有晚第四紀活動性特征。

采用小四極視電阻率法對研究區(qū)內出露的巖石進行了物性測試，獲得了不同巖石的電阻率數(shù)據(jù)（表1），研究區(qū)內主要巖石為砂巖、板巖、礫巖和花崗巖，不同巖性的電阻率差異明顯，為研究區(qū)內開展高密度電法工作提供了良好的物性條件。

2 "淺層地震勘探法探測斷裂帶深部結構

淺層地震勘探是活動斷層探測較為有效且應用最為廣泛的一種地球物理勘探方法^[13-14]，它是利用地下巖層密度和速度的差異，通過人工激發(fā)地震波，觀測地震波經地下波阻抗分界面反射或折射至地面檢波器的信號，分析地下巖層性質與空間形態(tài)、速度的地球物理勘探方法。朱國軍等^[15]根據(jù)淺層地震勘探剖面中反射波同相軸存在錯斷和扭曲、波形畸變、地層界面出現(xiàn)傾斜等現(xiàn)象，解釋了太行山東南緣湯西斷裂的斷點；劉旭東等^[16]總結了淺層地震勘探確定活動斷層探測的思路：即通過控制性淺層地震勘探，確定斷層幾何展布與上斷點埋深，進而選擇上斷點埋深最淺、斷層幾何結構簡單、斷錯現(xiàn)象清楚的典型地點開展探測精度更高的詳細淺層地震勘探，將獲得的時間偏移剖面作為開展鉆孔聯(lián)合地質剖面探測的設計依據(jù)。曹筠等^[17]利用淺層地震反射剖面中同相軸彎曲、斷層兩側同相軸位錯等特征識別了新沂市郯廬斷裂帶隱伏活斷層。

2.1 "資料采集參數(shù)

本次淺層地震勘探主要采用反射波法。震源選擇重錘震源，震源重量200 kg，激發(fā)高度0.5 m；采集系統(tǒng)為SmartSolo節(jié)點式地震儀，采集頻率為5 Hz；觀測系統(tǒng)采用2 m道間距，4 m炮距，中間放炮，兩邊各40道接收，單炮的排列長度為160 m，最小炮檢距0 m，最大炮檢距80 m，疊加次數(shù)20次。

2.2 "資料處理方法

2.2.1 "靜校正處理

研究區(qū)內地表條件較為復雜，采用了聯(lián)合靜校正技術對獲得的淺層地震勘探資料進行針對性處理，即應用近地表靜校正技術消除地表高程及近地表低降速帶變化引起的長波長校正量，應用地表一致性剩余靜校正技術消除由于地表條件差異引起的短波長校正量。長波長靜校正量影響較為嚴重，為確保資料的成像質量，選擇了層析靜校正方法。由于研究區(qū)位于川西高原復雜的地表條件，在完成層析靜校正后，仍會殘留一部分靜校正量，采用地表一致性剩余靜校正技術來消除中短波長靜校正問題對有效波的影響，以增強有效波同相軸的連續(xù)性。

2.2.2 "提高信噪比的處理方法

淺層地震勘探原始記錄上干擾噪音類型較多，選擇了異常振幅干擾壓制、相干噪音壓制、FK濾波技術、能量一致性處理技術、高精度速度分析技術、疊后去噪技術、疊后偏移技術等有效的保真去噪手段，在最大限度保護有效信息的前提下，消除干擾波，提高資料的信噪比。通過有針對性的大量參數(shù)測試以及模塊組合等流程測試，確立了二維處理的主要參數(shù)（表2）。圖3為疊后隨機及線性噪音壓制前后CMP疊加剖面效果對比圖，經過一系列去噪處理，隨機及線性噪音壓制效果較好，明顯提高了剖面信噪比。

2.3 "斷層解釋

淺層地震勘探測線（圖1）位于理塘縣禾然色巴村，剖面長度7110 m，測線走向36.1°，起止CMP為1～7110（CMP間隔為1 m），本文截取斷層附近里程2500～4400 m的淺層地震勘探剖面進行了分析研究，經處理后的時間剖面圖（圖3b）顯示，500 ms以上第一個強反射波組可能為第四系底界面，其反射同相軸可連續(xù)追蹤對比，反射能量較強且較均勻，連續(xù)性較好；500 ms以下為基巖，存在一些地層反射信息，部分可以進行連續(xù)的追蹤、對比。

從地震深度剖面（圖4）上可以明顯看到埋深10～50 m范圍內，與時間剖面第四系底界面對應的反射波組，該反射波組在里程3250 m處被斷層F₁錯斷，斷層視傾角55°，斷距約20 m，斷層上斷點在地下約10 m（圖5），斷裂傾向NE。利用人工逐炮精細拾取初至時間獲得的層析反演速度剖面（圖5）可以看到F₁斷層在淺部斷錯了第四系地層中更淺的位置（可能為晚更新世地層），并在深部（圖4）表現(xiàn)為高角度逆沖性質，這與理塘斷裂主斷裂的幾何學特征是一致的。

3 "高密度電法探測斷裂帶深部結構

高密度電法又稱電阻率層析成像法，其基本原理是通過2個供電電極（AB極）向地面供給電流，利用2個測量電極之間的電位差獲得地下介質的視電阻率。野外采集作業(yè)過程中，將很多電極同時排列在測線上，通過對電極自動轉換器的控制，實現(xiàn)電阻率法中不同裝置、不同極距的自動組合，從而一次布極可測得多種裝置、多種極距情況下視電阻率、極化率及自然電位等多種參數(shù)。齊信等^[18]通過高密度電法剖面視電阻率橫向的突變劃分江西瑞昌市橫崗磚廠的斷層；謝興隆等^[19]以含水斷層與非含水斷層兩種類型分別研究了高密度電法剖面上活動斷層的識別標志；羅林等^[20]采用高密度電法基于視電阻率值變化陡峭形成的梯度帶實現(xiàn)了小江斷裂帶中段西支海風園斷層的深部結構探測。

3.1 "采集參數(shù)

采用DUK-4多功能全波形直流電法儀獲取高密度電阻率數(shù)據(jù)，研究理塘毛埡壩盆地西緣斷裂部署的1條高密度電法剖面，長度0.5 km，點距為5 m，采集裝置為溫納裝置，測線方向為72°。

3.2 "處理方法

由于野外直接獲得的電阻率受淺部地層異常的“放大”效應^[21]，深部信息深度存在較大誤差，必須通過反演獲得與地下地質結構相近的電阻率剖面，便于地質解釋。電阻率反演過程為首先利用計算機程序對獲得的原始資料進行必要的數(shù)據(jù)異常點剔除和濾波等預處理，再將處理后的數(shù)據(jù)進行反演獲得隨深度變化的視電阻率剖面。

目前高密度電法的反演方法大多采用基于平滑約束的最小二乘法，但隨著計算機技術的不斷革新，新型非線性反演方法如基于IGA算法的電阻率神經網絡反演方法^[22]、BP神經網絡算法與遺傳算法（GA算法）聯(lián)合反演方法^[23]等，也逐漸應用于高密度電法數(shù)據(jù)反演中，一定程度上提高了反演精度。本次采用基于平滑約束的最小二乘法對高密度電法進行了反演處理。

3.3 "斷層解釋

高密度電法主要是斷層破碎帶與兩側地層的電阻率差異或斷層兩側電阻率差異來推測斷層是否存在，并進一步開展斷裂產狀、性質、寬度等地質要素的推斷解釋。斷層內巖石破碎、沉積物填充等因素，其與圍巖具有明顯的電性差異，若斷層內充水則表現(xiàn)為低阻條帶，否則表現(xiàn)為高阻條帶^[24-25]，因此在電阻率斷面圖上等值線連續(xù)變化或突然彎曲的梯度帶可判斷為斷層，而斷層明顯穿過了第四系地層可作為輔助判斷斷層活動時代。

高密度電法剖面（圖6）顯示，里程192.6～215.9 m段，存在低電阻率異常向深部延伸，該低阻帶與兩側高阻地層在橫向上形成了電阻率的明顯差異，推測為毛埡壩西緣斷層，低阻特征是由斷層破碎帶富水引起的。斷層兩側地層電阻率值差異較小，在590～4000 Ω·m之間，結合物性測試（表1）和區(qū)域地質資料（圖1）以及現(xiàn)場調查情況，推測斷層兩側地層自上而下分別為第四系下更新統(tǒng)的砂卵礫石層、三疊系下統(tǒng)圖姆溝組礫巖。基于斷層低阻條帶，圈定斷層破碎帶寬度為22.9 m，斷層的產狀大致判斷為72°∠61°。剖面上另外一處低阻段位于里程334.5～415.7 m段，其上覆相對高阻地層為第四系更新統(tǒng)砂卵礫石層，由于該低阻帶未斷錯第四系地層，研究認為該低阻帶位于測線末端，高密度電法剖面反演深度較淺，且其與毛埡壩盆地西緣斷裂活動性特征不符，因此未將其解釋為斷層，結合物性測試（表1）和區(qū)域地質資料（圖1）將其解釋為三疊系下統(tǒng)圖姆溝組的板巖。

4 "結論與討論

4.1 "討論

淺層地震勘探（重錘或人工夯源）滿足活斷層上斷點探測的需要^[14]，在采集過程中增大激發(fā)能量，選擇小道間距、小偏移距、短排列接收的觀測系統(tǒng)，并在數(shù)據(jù)處理過程中針對淺層信息采用噪聲衰減處理技術和濾波方法，提高資料的信噪比，斷層解釋則是基于剖面上反射波同相軸的橫向變化特征和上下反射波組關系。毛埡壩盆地西緣斷裂在淺層地震反射剖面上表現(xiàn)為標志層橫向錯斷，存在斷層繞射波等特征，層析反演速度剖面上則表現(xiàn)為斷層兩側速度橫向上出現(xiàn)明顯的變化，速度出現(xiàn)變化的深度在15 m以內，反映斷層斷錯的地層時代較新。

毛埡壩盆地西緣斷裂在高密度電法剖面上表現(xiàn)為在高阻背景下的往深部延伸的低阻條帶特征，但高密度電法剖面往往呈現(xiàn)出多處低阻異常，一般認為是電極接地條件不一致、富水巖層或淺層地質條件不均衡造成的^[26]，研究區(qū)內某些巖性（如板巖）也存在低阻特征，因此高密度電法對于斷層的解釋存在多解性，需要進一步結合地質背景、地質地貌調查以及綜合等其他地球物理勘探手段來綜合推測斷層。

結合國內外探測實例表明^[13-32]，淺層地震勘探方法對于地層內部在縱向上存在密度或速度差異且具有一定厚度的巖層或土體結構，通過分析巖層或土體結構波組特征在橫向上的差異可以較為準確地識別斷層，進而分析斷層結構，當?shù)貙觾韧馏w結構較為雜亂，則該方法對斷層結構的探測結果不可靠。高密度電法則是對富水的斷層，且兩側巖層或土體與斷層破碎帶有明顯的電阻率差異時探測效果較好，但該方法對斷層幾何結構特征判識的精確度有限，可作為補充探測手段。

4.2 "結論

（1）應用高密度電法與淺層地震勘探（反射法）探測了毛埡壩盆地西緣斷裂結構，分析了斷裂的產狀、幾何結構及平面展布，該斷層傾向不定，傾角在61°～66°之間，呈高角度特征，斷層錯斷了第四系更新統(tǒng)地層。

（2）基于川西復雜地表條件，采用聯(lián)合靜校正技術和組合去噪方法，提高了淺層地震勘探剖面的信噪比和分辨率，更為清晰地解釋了毛埡壩西緣斷層結構。

（3）研究區(qū)缺乏其他探測手段，本文采用2種地球物理勘探方法探測毛埡壩盆地西緣斷裂取得了較為明顯的效果，進一步認識了斷層結構，結合國內外斷層探測的實例，建議采用多種方法組合開展斷層探測工作，形成互相驗證、互相補充、互相約束的綜合探測體系。

""致謝

感謝中國地質科學院地質力學研究所鐘寧副研究員為本次高密度電法解釋提出了寶貴的意見，四川省綜合地質調查研究所熊昌利高級工程師提供了地質資料，四川省地震局周榮軍研究員指導了文章修改，對此一并表示感謝。另外，衷心感謝審稿專家給本文提出的建設性意見和建議。

參考文獻

[1]郭婷婷，徐錫偉，于貴華，等. 活動斷層及其“避讓帶”寬度的研究歷史與現(xiàn)狀[J]. 地球物理學進展，2017，32（5）：1893-1900 """Guo T T，Xu X W，Yu G H，et al. Research history and current situation of active faults and their avoidance zone width[J]. Progress in Geophysics，2017，32（5）：1893-1900

[2]安好收，羅傳根. 淺層縱橫波聯(lián)合勘探在活動斷層探測中的應用[J]. 物探與化探，2019，43（3）：543-550 """An H S，Luo C G. The application of combined exploration of shallow P-wave and S-wave to active fault detection[J]. Geophysical and Geochemical Exploration，2019，43（3）：543-550

[3]徐錫偉，聞學澤，于貴華，等. 川西理塘斷裂帶平均滑動速率、地震破裂分段與復發(fā)特征[J]. 中國科學D輯，2005，35（6）：540-551 """Xu X W，Wen X Z，Yu G H，et al. Average slip rate，earthquake rupturing segmentation and recurrence behavior on the Litang fault zone，western Sichuan Province，China[J]. Science in China Series D：Earth Sciences，2005，48（8）：1183-1196

[4]白永健，倪化勇，葛華. 青藏高原東南緣活動斷裂地質災害效應研究現(xiàn)狀[J]. 地質力學學報，2019，25（6）：1116-1128 """Bai Y J，Ni H Y，Ge H. Advances in research on the geohazard effect of active faults on the south eastern margin of the Tibetan Plateau[J]. Journal of Geomechanics，2019，25（6）：1116-1128

[5]周春景，吳中海，張克旗，等. 川西理塘活動斷裂最新同震地表破裂形成時代與震級的重新厘定[J]. 地震地質，2015，37（2）：455-467 """Zhou C J，Wu Z H，Zhang K Q，et al. New chronological constraint on the CO-seismic surface rupture segments associated with the Litang fault[J]. Seismology and Geology，2015，37（2）：455-467

[6]周榮軍，陳國星，李勇，等. 四川西部理塘—巴塘地區(qū)的活動斷裂與1989年巴塘6.7級震群發(fā)震構造研究[J]. 地震地質，2005，27（1）：31-43 """Zhou R J，Chen G X，Li Y，et al. Research on active faults in Litang-Batang region，western Sichuan Province，and the seismogenic structures of the 1989 Batang M6.7 earthquake swarm[J]. Seismology and Geology，2005，27（1）：31-43

[7]周榮軍，劉韶，李勇，等. 理塘斷裂大毛埡壩—理塘段地震地表破裂與大地震復發(fā)間隔[C]//2016年中國地球科學聯(lián)合學術年會論文集. 北京：中國地球物理學會，中國地震學會，全國巖石學與地球動力學研討會組委會，中國地質學會構造地質學與地球動力學專業(yè)委員會，中國地質學會區(qū)域地質與成礦專業(yè)委員會，2016 """Zhou R J，Liu S，Li Y，et al. Surface rupture and recurrence interval of major earthquakes in the Damaoyaba-Litang section of the Litang fault[C]//Proceedings of the 2016 Annual Meeting of Chinese Geoscience Union. Beijing：Chinese Geophysical Society，China Earthquake Society，Organizing Committee of the National Symposium on Petrology and Geodynamics，The Professional Committee of Structural Geology and Geodynamics of the Chinese Geological Society，Regional Geology and Metallogenic Professional Committee of the Chinese Geological Society，2016

[8]張迪，李家存，吳中海. 利用地面LiDAR精細化測量活斷層微地貌形態(tài)：以毛埡壩斷裂禾尼處斷層崖為例[J]. 地質力學學報，2021，27（1）：63-72 """Zhang D，Li J C，Wu Z H. Using terrestrial LiDAR to accurately measure the micro-geomorphologic geometry of active fault：A case study of fault scarp on the Maoyaba fault zone[J]. Journal of Geomechanics，2021，27（1）：63-72

[9]高帥坡. 川西北次級塊體內部及其西邊界斷裂的晚第四紀活動習性[D]. 北京：中國地震局地質研究所，2021 """Gao S P. Late Quaternary paleoseismology and faulting behavior of the internal and western boundary faults of Northwest Sichuan Subblock[D]. Beijing：Institute of Geology，China Earthquake Administraton，2021

[10]吳中海. 青藏高原1990年以來的MW≥6.5強震事件及活動構造體系控震效應[J]. 地震科學進展，2024，54（1）：10-24 """Wu Z H. The MW≥6.5 strong earthquake events since 1990 around the Tibetan Plateau and control-earthquake effect of active tectonic system[J]. Progress in Earthquake Sciences，2024，54（1）：10-24

[11]吳中海，何仲太，鐘寧，等. 青藏高原東緣及鄰區(qū)強震構造：專輯序言[J]. 地震科學進展，2024，54（1）：1-9 """Wu Z H，He Z T，Zhong N，et al. The strong earthquakes and seismogenic structures in eastern margin of Tibetan Plateau and adjacent areas：A preface for the special topic[J]. Progress in Earthquake Sciences，2024，54（1）：1-9

[12]四川省地震局理塘—義敦斷裂1∶5萬條帶狀活動斷層填圖項目組. 理塘—義敦斷裂地質圖（1∶ lt;styled-content style-type=\"number\"gt; "50000 lt;/styled-contentgt;）說明書[M]. 北京：地震出版社，2014 """Project Team of Litang Yidun Fault 1∶ lt;styled-content style-type=\"number\"gt; "50000 lt;/styled-contentgt; Strip Active Fault Mapping of Sichuan Earthquake Agency. Instruction to geological map of Litang Yidun fault （1∶ lt;styled-content style-type=\"number\"gt; "50000 lt;/styled-contentgt;）[M]. Beijing：Seismological Press，2014

[13]李大虎，何強，石金虎，等. 隱伏活斷層的綜合地球物理勘探方法? 以青川縣城區(qū)活斷層為例[J]. 世界地震工程，2011，27（2）：164-169 """Li D H，He Q，Shi J H，et al. Comprehensive geophysical exploration methods of hidden active faults：An example of Qingchuan Country district hidden active faults[J]. World Earthquake Engineering，2011，27（2）：164-169

[14]楊歧焱，彭遠黔，尼瑪，等. 日喀則城市活斷層地球物理勘探方法和成果[J]. 地球物理學報，2015，58（6）：2137-2147 """Yang Q Y，Peng Y Q，Ni M，et al. Methods and results of geological prospecting along active faults in urban Xigazê[J]. Chinese Journal of Geophysics，2015，58（6）：2137-2147

[15]朱國軍，袁洪克，何銀娟，等. 淺層地震剖面揭示太行山東南緣湯西斷裂構造特征[J]. 大地測量與地球動力學，2020，40（11）：1108-1111，1117 """Zhu G J，Yuan H K，He Y J，et al. Structural characteristics of Tangxi fault in the southeast margin of Taihang mountain revealed by shallow seismic profile[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics，2020，40（11）：1108-1111，1117

[16]劉旭東，張世民，晏云翔，等. 基于淺層地震勘探與鉆孔聯(lián)合地質剖面探測的蘇北盆地倪湖莊—七里墩斷裂研究[J]. 震災防御技術，2022，17（1）：11-27 """Liu X D，Zhang S M，Yan Y X，et al. Nihuzhuang-Qilidun fault detecting based on shallow seismic exploration and drilling joint geological profile in Subei Basin[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention，2022，17（1）：11-27

[17]曹筠，李彥寶，冉勇康，等. 城市隱伏活動斷層避讓典型案例分析：以新沂市郯廬斷裂帶沿線某場地為例[J]. 地震地質，2022，44（4）：1071-1085 """Cao J，Li Y B，Ran Y K，et al. Typical case analysis on setback distance for urban buried active fault：An example site along the Tanlu fault zone in Xinyi City[J]. Seismology and Geology，2022，44（4）：1071-1085

[18]齊信，邵長生，陳州豐，等. 江西瑞昌市橫崗磚廠斷裂探測及其活動特征研究[J]. 地質力學學報，2016，22（3）：594-601 """Qi X，Shao C S，Chen Z F，et al. Research on detection and activity of the Henggang brickyard fault in Ruichang City，Jiangxi Province[J]. Journal of Geomechanics，2016，22（3）：594-601

[19]謝興隆，馬雪梅，陳軍，等. 白龍江流域隱伏活斷層的電性特征研究及分類[J]. 地震工程學報，2021，43（3）：615-622 """Xie X L，Ma X M，Chen J，et al. Classification of electrical characteristics of buried active faults in Bailongjiang River Basin[J]. China Earthquake Engineering Journal，2021，43（3）：615-622

[20]羅林，莊儒新，毛先進，等. 綜合探測在小江斷裂帶中段西支海風園斷層調查中的應用[J]. 地震研究，2023，46（3）：354-365 """Luo L，Zhuang R X，Mao X J，et al. Application of the comprehensive detection of the investigation of the Haifengyuan fault in the west branch of the middle segment of the Xiaojiang fault zone[J]. Journal of Seismological Research，2023，46（3）：354-365

[21]陳實，李延清，李同賀，等. 高密度電法在城市基礎地質調查中的應用[J]. 新疆地質，2019，37（1）：28-33 """Chen S，Li Y Q，Li T H，et al. Application of high density resistivity method to urban geological survey in Urumqi[J]. Xinjiang Geology，2019，37（1）：28-33

[22]高明亮，于生寶，鄭建波，等. 基于IGA算法的電阻率神經網絡反演成像研究[J]. 地球物理學報，2016，59（11）：4372-4382 """Gao M L，Yu S B，Zheng J B，et al. Research of resistivity imaging using neural network based on immune genetic algorithm[J]. Chinese Journal of Geophysics，2016，59（11）：4372-4382

[23]趙濤，于師建. 基于GA-BP神經網絡算法的高密度電法非線性反演[J]. 煤田地質與勘探，2017，45（2）：147-151 """Zhao T，Yu S J. GA-BP neural network algorithm-based nonlinear inversion for high density resistivity method[J]. Coal Geology amp; Exploration，2017，45（2）：147-151

[24]尹志清，劉福興. 淺層斷層探測技術及工程應用[J]. 科學技術與工程，2016，16（7）：103-114 "nbsp;"Yin Z Q，Liu F X. Shallow faults exploration technology and its engineering application[J]. Science Technology and Engineering，2016，16（7）：103-114

[25]付俊東，王志才，熊仁偉，等. 安丘—莒縣斷裂小店—大店段斷層活動證據(jù)及斷層泥分布特征初步研究[J]. 地震，2017，37（2）：57-66 """Fu J D，Wang Z C，Xiong R W，et al. Evidences of fault activity and gouge distribution of the Dadian-Xiaodian segment in the Anqiu-Juxian fault[J]. Earthquake，2017，37（2）：57-66

[26]趙民，張慧利，杜婉怡. 綜合地球物理方法在活斷層探測中的應用研究[J]. 煤炭技術，2024，43（3）：96-100 """Zhao M，Zhang H L，Du W Y. Study and application of integrated geophysical methods in active fault detection[J]. Coal Technology，2024，43（3）：96-100

[27]Kiflu H，Kruse S，Loke M H，et al. Improving resistivity survey resolution at sites with limited spatial extent using buried electrode arrays[J]. Journal of Applied Geophysics，2016，135：338-355

[28]楊躍. 理塘地區(qū)斷裂構造變形及演化[D]. 成都：成都理工大學，2015 """Yang Y. Fault tectonic deformation and evolution of Litang area[D]. Chengdu：Chengdu University of Technology，2015

[29]馮驍陽. 川西巴塘地區(qū)活斷層探查與三維地質建模研究[D]. 西安：長安大學，2021 """Feng X Y. Study on active fault in Batang in region Western Sichuan and three-dimensional geological modeling[D]. Xi’an：Chang’an University，2021

[30]Suzuki K，Toda S，Kusunoki K，et al. Case studies of electrical and electromagnetic methods applied to mapping active faults beneath the thick Quaternary[J]. Engineering Geology，2000，56（1/2）：29-45

[31]McBride J H，Stephenson W J，Williams R A，et al. shallow subsurface structure of the Wasatch fault，Provo segment，Utah，from integrated compressional and shear-wave seismic reflection profiles with implications for fault structure and development[J]. GSA Bulletin，2010，122（11/12）：1800-1814

[32]Díaz D，Maksymowicz A，Vargas G，et al. Exploring the shallow structure of the San Ramon thrust fault in Santiago，Chile （～33.5° S），using active seismic and electric methods[J]. Solid Earth，2014，5（2）：837-849

The application of shallow seismic and high-density electrical methods in fault zone detection：Taking the western edge fault of the Maoyaba Basin in Litang， western Sichuan as an example

Luo Bing^{1， 2}， Xie Xiaoguo^{1， 2， *}， Zheng Xinru^{1， 2}， Liu Weizu^{1， 2}， Wang Qiang^{1， 2}， Xiong Changli³

1. Sichuan Geological Environment Survey and Research Center， Sichuan Chengdu 610036， China

2. Sichuan Huadi Construction Engineering Co.， Ltd， Sichuan Chengdu 610036， China

3. Sichuan Institute of Comprehensive Geological Survey， Sichuan Chengdu 610036， China

[Abstract] """"The western edge fault of the Maoyaba Basin， a branch of the Litang fault zone in western Sichuan， is the western boundary fault controlling the Great Maoyaba Basin. There have been no reports on its geometric distribution and deep structure. This article uses high-density electrical method and shallow seismic exploration technology to conduct geophysical exploration on the northern and southern sections of the western edge fault of the Maoyaba Basin， respectively. The response characteristics of the western edge fault of the Maoyaba Basin revealed by the high-density electrical method and shallow seismic exploration profiles are analyzed. The western edge fault of the Maoyaba Basin shows lateral displacement of the marker layer on the shallow seismic reflection profile， with the presence of fault diffraction waves and other phenomena. The tomographic inversion velocity profile reflects significant changes in the lateral velocity on both sides of the fault， suggesting that the depth of the upper breakpoint is shallower than 15 m. The low resistance strip characteristics on the apparent resistivity profile inverted by the high-density electrical method are preliminarily determined by combining field investigation and regional geological data to determine the production of the fault， shape， geometric structure， and planar layout. Advantages， disadvantages， and application prerequisites of the two geophysical methods in active fault detection are also explored in this article. Based on similar cases domestically and internationally， a combination of multiple methods is proposed to more effectively detect fault structures.

[Keywords] the western edge fault of the Maoyaba Basin; shallow seismic exploration; high-density electrical method; fault structures