沙灣水道水上物探線布置
按照不同的施工條件,我們分別進(jìn)行了淺層地震、高密度電法等手段進(jìn)行驗(yàn)證。本次探測共完成6條(段)測線,從北至南依次布置了西淋崗測線8、沙灣水道測線9、魚窩頭測線10(10-A、10-B、10-C)、羅漢山測線11,布設(shè)位置及坐標(biāo)見圖3-1及表4-5;其中魚窩頭測線10-B和羅漢山測線11用了高密度電法驗(yàn)證,其余測線勘測方法為淺層地震。地震反射時(shí)間剖面圖和地質(zhì)解釋剖面解釋如下。
表4-5 各測線起終點(diǎn)GPS結(jié)果一覽表
(一)西淋崗測線8
西淋崗測線位于佛山市順德區(qū)陳村西淋崗(圖3-1、圖4-44),是為了驗(yàn)證白坭-陳村-萬頃沙斷裂F007在該處的展布及斷裂與第四系的切割關(guān)系而設(shè)立。該測線走向南南東-北北西,測線長486m,線路地面大體平整。圖4-45為其時(shí)間和深度剖面圖。由圖4-45中可以看出,測線2在淺部100ms以上反射能量較強(qiáng),反射震相明顯,反射同相軸清晰而且連續(xù)性較好。在100ms以下反射信號弱,且不連續(xù)。根據(jù)剖面上的地震波組特征,可以識別出2組在整條測段基本可以連續(xù)追蹤的反射震相(T1和T2)。從整條剖面反射同相軸的形態(tài)來看,反射波同相軸有一定起伏,但基本呈水平展布,在測線318m附近,T2反射波同相軸有錯斷現(xiàn)象,因此認(rèn)為在該測段存在斷點(diǎn)(F1)。斷裂為逆沖斷層,傾向南南東,視傾角約為75°(圖4-46)。
沿測線,第四系覆蓋層的層速度取值為700~900m/s,風(fēng)化殼(全、強(qiáng)風(fēng)化巖)的層速度取值為1200~1500m/s。由此,反演計(jì)算結(jié)果表明,沿測線第四系覆蓋層的底面埋深在3.0~15.0m;基巖(中、微風(fēng)化巖)面埋深在20.0~27.0m。
(二)沙灣水道測線9
為了進(jìn)一步驗(yàn)證沙灣斷裂中段蕉門水道斷裂(F008)隱伏區(qū)斷裂的第四紀(jì)活動性及驗(yàn)證斷裂是否通過蕉門水道及其與蕉門水道的形成關(guān)系,我們在沙灣水道與蕉門水道相交的地方安排了水域淺層地震探測工作。物探工作跨蕉門水道布置,總長5km。工作布置見圖3-1、圖4-47。
圖4-44 西淋崗測線8位置圖
圖4-45 西淋崗測線淺層人工地震反射時(shí)間剖面圖
圖4-46 西淋崗測線8淺層人工地震地質(zhì)解釋圖
1.地震波組特征、層序劃分和斷點(diǎn)識別標(biāo)志
(1)地震波組特征。各測線地震時(shí)間剖面圖顯示,一般存在2組有效反射波組。8~25ms左右發(fā)育T0波組,反射波組能量高,起伏不大,連續(xù)性好,為水底反映;基巖反射波組Tg連續(xù)性較好,信噪比高,振幅較強(qiáng),具有一定起伏,發(fā)育在20~40ms范圍內(nèi),在基巖巖性變化的部位,基巖波組反射特征出現(xiàn)差異;基巖內(nèi)部未出現(xiàn)連續(xù)性較好的有效反射波組(圖4-48)。內(nèi)部未出現(xiàn)連續(xù)性較好的有效反射波組。
(2)地震層序劃分及其地層結(jié)構(gòu)。本次淺層地震資料劃出2個(gè)有效反射波組T0、Tg,相應(yīng)層位可劃分出3個(gè)物性層,根據(jù)區(qū)內(nèi)地質(zhì)資料分析,認(rèn)為T0波組以上為江水,T0和Tg波組之間為第四系砂質(zhì)黏土、粉砂夾砂,Tg波組以下為基巖,主要由白堊系泥巖、粉砂質(zhì)泥巖互層或晚志留世花崗巖構(gòu)成。各地震層序與地層結(jié)構(gòu)對應(yīng)關(guān)系列于表4-6。
圖4-47 沙灣水道水上物探測線布置及解釋成果圖(1∶25 000)
圖4-48 地震反射時(shí)間剖面圖
表4-6 地震層序-地層結(jié)構(gòu)表
(3)斷點(diǎn)在時(shí)間剖面上的識別標(biāo)志。①反射波同相軸錯斷;②反射波同相軸發(fā)生分叉、合并、扭曲、強(qiáng)相位轉(zhuǎn)換等現(xiàn)象;③反射波同相軸突然增減或消失,波組間隔突然變化;④反射波同相軸產(chǎn)狀突變,反射零亂或出現(xiàn)空白帶;⑤斷面波、繞射波等特殊波發(fā)育;⑥基巖內(nèi)部兩側(cè)地震反射波組的反射特征明顯不同。
2.工作成果及地質(zhì)解釋
本次所做1條測線為水域縱波反射法,測線剖面顯示基巖埋深有一定變化,基巖內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)明顯的有效反射界面。
覆蓋層分布及基巖埋深。圖4-49是本次地震勘探時(shí)間剖面及解釋剖面圖。由圖4-49可見,存在2個(gè)有效反射波組(T0、Tg)。T0波組為水底的有效反射波組,該波組全線均有分布,振幅強(qiáng),連續(xù)性好,起伏平緩,所對應(yīng)界面深度為4~14m,最深處位于測線西端,向東逐漸變淺,最淺處位于測線4150CDP處;Tg波組振幅較強(qiáng),連續(xù)性好,有一定起伏,推測為第四系砂質(zhì)黏土、粉砂夾砂(Q)與基巖白堊系泥巖或粉砂質(zhì)泥巖分界面的有效反射波組,其埋深為15~30m,厚5~25m,整體上測線西部較薄,東部較厚。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,該區(qū)基巖主要為白堊系紫紅色、灰白色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖,呈互層產(chǎn)出,基巖面埋深15~30m,呈不規(guī)則起伏。
本次淺層地震探測共發(fā)現(xiàn)1處可疑地質(zhì)接觸界面異常,推測也可能由斷裂引起,該異常位于測線的3100m附近(圖4-49),地震時(shí)間剖面圖顯示,異常兩側(cè)基巖內(nèi)部地震反射波組形態(tài)出現(xiàn)明顯差異,西側(cè)基巖內(nèi)部反射信號比較雜亂,是晚志留世花崗巖典型反射特征,而東側(cè)基巖內(nèi)部反射信號明顯呈層狀,為白堊紀(jì)沉積地層反映,推測此處存在較大規(guī)模的地質(zhì)接觸分界面,此分界面既有可能由斷裂引起,也有可能是層狀沉積巖不整合于花崗巖之上的接觸帶反映。地震時(shí)間剖面圖上Tg波組未出現(xiàn)明顯錯動,而基巖內(nèi)部反射信號存在明顯差異,該地質(zhì)界面的視傾角75°左右,似乎該地質(zhì)界面的斷裂特征更為明顯。
圖4-49 f1斷點(diǎn)地震反射時(shí)間剖面及地質(zhì)解釋剖面圖
(三)番禺區(qū)魚窩頭測線10
魚窩頭測線是為了驗(yàn)證隱伏區(qū)斷裂經(jīng)過位置而布設(shè),布設(shè)見圖3-1及圖4-50。
圖4-50 靈山鎮(zhèn)大崗物化探和鉆探聯(lián)合驗(yàn)證工作布置圖
1.魚窩頭A線
A線位于番禺區(qū)靈山鎮(zhèn)子沙村附近(圖4-50),測線總體方位50°,測線長8.5km。由于整條測線長度較長,測線經(jīng)過的河流、溝渠眾多,所以A線采集數(shù)據(jù)時(shí)采取分段采集數(shù)據(jù)的措施,A線可能穿過2條沙灣斷裂、2條次級斷裂。
從A線的淺層地震反射剖面第一段起點(diǎn)坐標(biāo)(2530750,743500)和終點(diǎn)坐標(biāo)(2530200,743075)(圖4-51)上可以看到2~4組基巖中巖層界面的反射波、地震波形和幅度基本保持一致,地震波形同向軸一般比較連續(xù),在測線430~460m的范圍內(nèi),第三組、第四組反射波波形特征有明顯變化,同向軸的到達(dá)時(shí)間延遲,推測測線的地震波同向軸有錯動現(xiàn)象,推斷測線的450m處可能存在斷裂,斷裂的傾向向測線的小號方向傾斜,在測線上斷裂的中心點(diǎn)坐標(biāo)為x=2530710,y=743425,埋藏深度約為20m。
A線的第三段起點(diǎn)坐標(biāo)為(2531451,745027),終點(diǎn)坐標(biāo)為(2531637,745323),從地震反射剖面圖(圖4-52)上可以看到4組巖層界面的反射波、地震波形和幅度基本保持一致,在距離起點(diǎn)210m的位置,有3組地震波形特征有明顯變化,地震波同向軸有錯動現(xiàn)象,推測在A線第三段距離起點(diǎn)210~230m的范圍內(nèi)可能存在斷裂,斷裂的傾向向測線的大號方向傾斜,埋深約20m,中心點(diǎn)坐標(biāo)為x=2531560,y=745200。
A線的第四段起點(diǎn)坐標(biāo)為(2531716,745287),終點(diǎn)坐標(biāo)為(2531838,745540),從地震反射剖面圖(圖4-53)上可以看到距離該段剖面起點(diǎn)70~140m的范圍內(nèi),每層的地震反射剖面同向軸都存在錯動,傾向向測線起點(diǎn)方向傾斜,在該處也可能存在斷裂。
圖4-51 A線(第一段)淺層地震反射剖面
圖4-52 A線(第三段)淺層地震反射剖面
圖4-53 A線(第四段)淺層地震反射剖面
A線的第五段起點(diǎn)坐標(biāo)為(2531849,745567),終點(diǎn)坐標(biāo)為(2532000,745701),從地震反射剖面圖(圖4-54)上可以看到,在距離起點(diǎn)40~70m的范圍內(nèi),存在2~4組地震波同向軸有錯動現(xiàn)象,在距離起點(diǎn)50m附近的位置,地震反射剖面變化很大,該處有可能是斷裂的破碎帶。推測在距離起點(diǎn)50m處為斷裂存在的位置,傾向?yàn)橄虻谖宥未筇柗较?,傾角在60°左右,中心坐標(biāo)為x=2531890,y=745600。
圖4-54 A線(第五段)淺層地震反射剖面
2.魚窩頭B線
B線位于番禺區(qū)魚窩頭鎮(zhèn)細(xì)瀝村(圖4-50),測線總體方位50°,全長6.3km。由于整條測線長度過長,測線穿過城鎮(zhèn)、河流、村莊過多,所以該條測線分段進(jìn)行淺層地震勘探數(shù)據(jù)采集。B線剖面第一段全長0.8km,在該條剖面340~380m區(qū)間,地震波同向軸及波形與兩側(cè)有明顯的差異(圖4-55),推斷測線的340~380m區(qū)間可能為斷裂的破碎帶的范圍。其中心點(diǎn)坐標(biāo)為x=2528649,y=750076,埋藏深度大約為30m,向測線大號方向傾斜。
圖4-55 B線(第一段)淺層地震反射剖面圖
B線第二段全長1.8km,在該條剖面(圖4-56)830~850m區(qū)間,可以看到兩組地震反射波同向軸都存在錯位,根據(jù)參考地質(zhì)資料該處并沒有斷裂通過,推斷此處可能為其他未發(fā)現(xiàn)的斷裂。其中心點(diǎn)坐標(biāo)為x=2530980,y=751200,埋藏深度大約為40m,向測線大號方向傾斜。
圖4-56 B線(第二段)淺層地震反射剖面圖
TEM電阻率反演同樣證實(shí)B線斷裂的存在(圖4-57)。
圖4-57 TEM電阻率反演剖面圖
3.魚窩頭C線
C線位于番禺區(qū)靈山鎮(zhèn)子沙村,測線總體方位210°,全長600m。在該條剖面440~520m的范圍內(nèi),地震波同向軸及波形與兩側(cè)有明顯的差異(圖4-58),根據(jù)已知地質(zhì)資料,該條測線可能穿過沙灣斷裂經(jīng)過的位置,推測該區(qū)間可能為斷裂的破碎帶,其中心點(diǎn)的坐標(biāo)為x=2530630,y=743472,傾向?yàn)橄驕y線大號方向傾斜。
圖4-58 C線淺層地震反射剖面圖
魚窩頭測線進(jìn)一步確立了里水-蕉門水道斷裂F008及陳村-萬頃沙斷裂F007在隱伏區(qū)的展布情況及基本特征。
(四)番禺區(qū)羅漢山測線11
勘探線安排在十八羅漢山剖面山前隱伏區(qū)進(jìn)行,高密度電法揭示在離地面高程以下30m左右的范圍存在斷層破碎帶,第四系底部斷裂兩側(cè)基巖面有5m左右的高差(圖4-59),斷裂未延伸至第四系內(nèi)部。
圖4-59 羅漢山山前隱伏區(qū)高密度電法顯示斷裂及性質(zhì)
(五)沙灣斷裂物探小結(jié)
通過淺層地震等物探方法應(yīng)用,一方面是進(jìn)一步確定了隱伏區(qū)斷裂經(jīng)過的位置,幫助確立斷裂的延伸長度和延伸方向,如沙灣水道測線9和番禺測線10進(jìn)一步確立了里水-蕉門水道斷裂F008及陳村-萬頃沙斷裂在隱伏區(qū)的展布情況及基本特征;另一方面,也驗(yàn)證了隱伏區(qū)斷裂與第四系覆蓋層的切割關(guān)系,如西淋崗測線8和羅漢山測線11揭露沙灣斷裂隱伏區(qū)在該處并未錯動第四系,該處斷裂不能定義為活動斷裂。
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