城市活动断裂探测背景干扰强烈、活断层延伸到松散的第四系沉积层内部、断距较小，因此选择合适的浅层地球物理勘探方法非常重要^[1]。人工反射波地震勘探法具有分辨率高、探测深度大、范围广、准确性好等特点，是查明地下地质构造和精细划分地层的有效技术方法。浅层地震反射波法主要是利用剖面上丰富的反射波组特征来判定断层是否存在，并确定断层产状等参数，在断层定位及几何特征的判定上具有较高的精度。优化的数据采集方法是获得高分辨率地震剖面的重要基础^[2-3]，合理的数据处理能有效提高地震勘探成像精度^[4]。

本文采用高分辨率反射波地震勘探法对成都天府新区内展布的苏码头隐伏断裂开展浅层地震探测工作，获得较高分辨率的地震时间剖面，对成都平原隐伏断裂的活动性分析、地震危险性评估及城镇工程选址等具有重要意义。

1 研究区地质概况及地球物理特征

研究区位于四川盆地成都平原核心部位，地处龙泉山脉西坡西北方向，海拔480~520 m，地势较平坦。区内影响资料采集的干扰源较多，表层地震地质条件相对复杂，增加了优选激发点位的难度。但砂卵砾石覆盖层和基岩之间存在明显的波阻抗差异，在地震时间剖面上能形成有效的波阻抗反射界面，有利于断层的识别，故研究区满足地球物理勘探所需要的物性差异条件，可以开展浅层地震勘探工作。

人工地震测线位于苏码头背斜轴部中段，背斜走向NNE，测线横跨断层。苏码头背斜为逆冲推覆构造，主要受2条断层控制，分别为苏码头背斜西翼断层和白沙推测隐伏断层^[5-6]。苏码头断裂主要发育于苏码头背斜北西翼，北起高店子北东，向南东经倒石桥西、香炉山、苏码头东，至黄龙溪北林家沟、杨家沟一带消失，全长约37 km，断裂走向25°~40°NE，倾向SE，倾角20°~45°，具有明显的压性特征，断裂带由数条近于平行或斜列的次级断裂组成(图 1)。

2 资料采集方法

获取丰富有效的信息是高分辨率地震探测技术的关键。对于覆盖层较浅的工作区采用小点距、短排列、小偏移距的工作方式获得小断层弱信号的反射信息^[7]。研究表明，采用小道间距、小偏移距和短排列接收的工作方法对缩短干扰噪声的影响半径、保护地震信号的高频成分和提高地震记录的分辨率十分有利^[2]。本次探测研究采取小道间距、小偏移距、多道短排列接收、共反射点多次覆盖观测的工作方式，以精确定位断裂构造。同时，提出“三小三高二绝招”的工作方法，“三小”即小道距、小组距、小震源，“三高”即高采样、高频检波器、较高覆盖次数，“二绝招”指深埋检波器和可控震源非线性扫描。该工作方法将反射波主频提高近1倍，分辨薄层的能力也提高1倍^[8]。

2.1 观测系统

由于研究区从未开展浅层地震勘探工作，观测系统的设计及适应性是最大的技术难点。为保证探测工作顺利完成，在充分借鉴邻区及类似地区浅层地震勘探经验的基础上，采用接收点距2 m、激发点距4 m、接收道数512道、覆盖次数128次，中间激发对称接收观测系统。通过观测系统对比实验，研究不同覆盖次数及接收点距对结果的影响，为观测系统的优化设计提供依据。

2.2 采集实验

研究区为丘陵地形，地表条件较为复杂，主要有泥地、荒草地、绿化带、水泥地、柏油路、建筑垃圾堆积区、淤泥地、水塘等，穿越人工湖、天府大道南延线、地铁工地、武汉路(图 2)。

为优选研究区的激发、接收参数，获取较高信噪比的地震资料，对激发及接收方式进行实验。城市地震探测首先要选取震源，只有在震源激发出的地震波信号具有足够的能量和带宽的前提下，才能接收到地下界面产生的反射波，数据的采集、处理及解释才具有实际意义。根据研究区特点，分别选取电火花和重锤作为实验震源。电火花与重锤激发效果对比及不同检波器接收效果对比见图 3。

1) 观测系统参数:观测系统为511-1-2-1-511(中间对称激发排列)，接收道数为512道，道距为2 m，炮点距为4 m，覆盖次数为128次，最小炮检距为1 m，最大炮检距为511 m。

2) 激发:以电火花震源为主要激发方式(2~3次重复激发)，在不能采用电火花震源激发的地段(如水泥路面、堆积垮塌地段)，采用重锤激发方式(4次重复激发)，电火花激发井深不低于2 m。

3) 接收:采用单分量数字检波器接收。

3 地震数据处理

保护和恢复地震记录中的宽、高频反射信息是浅层地震数据处理的关键，压制干扰波和提高地震资料的信噪比及分辨率贯穿整个处理过程^[9]。地震测线近地表结构受地形起伏、地层岩性差异等影响，地震记录反射能量弱、信噪比低，近地表速度和厚度纵、横向变化大，造成面波、散射波、折射波、侧反射及环境噪声和高频随机噪声等干扰波发育，静校正严重影响单炮记录的整体面貌。本次资料处理是根据单炮初至建立一个较准确的近地表模型，并进行多方法实验对比，应用有效的静校正手段解决长波长静校正问题，同时采用逐步逼近、多次迭代处理剩余静校正，分析研究区资料噪音的类型和分布，应用多种处理方法去除不同类型的噪音，最大限度地保护有效信号，提高资料的信噪比。

数据处理过程中进行高程静校正、层析静校正方法比较(图 4)，其中层析静校正的初至拾取采用自动拾取、人工修正的方法，应用每炮初至信息进行层析反演、多次迭代监控，求取合理的静校正量。从处理效果看，层析静校正优于高程静校正，单炮记录上初至、同相轴的扭曲现象得到改善，同相轴连续性增强，一定程度上消除了长波长静校正的影响。层析静校正反演的近地表速度模型能很好地反映表层岩性的变化。

原始资料信噪比偏低，很多单炮记录上信号噪声难以识别，而去除噪声时又容易损失有效波信息。针对研究区原始资料的干扰波特点，采用多域串联去噪技术，逐步衰减异常值、面波、线性噪声、高频噪声、随机噪声等，力求提高资料的信噪比，取得较好的叠加剖面，拓宽有效波的频谱(图 5)。

剩余静校正和速度分析是相互影响、相互制约的。剩余静校正前保证速度场的准确性可以得到更好的静校正效果，而精确的剩余静校正有利于改善后续速度谱质量，提高速度分析的精度，只有进行速度分析和剩余静校正多次迭代处理，才能取得好的效果。在速度的拾取过程中，对各层位进行速度扫描，找到不同层位的速度范围，用于指导速度的准确拾取，并结合叠加效果反复修改速度，与剩余静校正多次迭代，再进行全线常速精细扫描，逐步提高速度拾取的精度，改善叠加成像处理效果^[10]，最终叠加剖面效果见图 6。可以看出，结果信噪比较高，波组特征清晰，资料品质较好，反射波等特征波信息丰富，构造形态清晰。

4 地震剖面解译与断裂定位

城区断裂探测的主要目标是确定断层的展布和产状，在反射波叠加时间剖面上通过波组对比和层位追踪可确定反射层的构造形态、接触关系及断层的分布情况，在此基础上再结合测区现有地质、地球物理及钻井等资料，完成地震剖面综合解译和断裂定位等工作。

4.1 地震剖面解译

根据区域地质图和构造特征分析可知，研究区构造运动、断裂活动与构造应力场相对应。盆地内受北西-南东向主应力挤压作用，形成近北东-南西向的狭长不对称背斜。研究区内断层均为逆断层，由受力方式的不同分为逆冲断层和逆掩断层。逆冲断层受挤压应力作用强，逆冲角度高，垂直断距大，形成逆冲推覆构造，导致老地层被冲起受大地剥蚀作用明显; 逆掩断层主要表现为产状平缓、水平断距大及地层局部重叠加厚。

由地震剖面可知，研究区以冲起式构造为主，在反冲断层与逆冲断层之间形成冲起构造或逆冲三角构造，地震剖面上表现为明显的楔状特征。F_1-2为苏码头断裂的空间展布位置，2条或多条倾向相反的断层呈“人”字形或“八”字形组合排列。“人”字型组合表现为1条或多条断层向大型逆冲断层对冲，掩伏其下，形成冲起构造; “八”字型断层组合为2条断层相向对冲，断层围限区域形成构造三角带的挤压构造背景(图 7)。受NW向主压应力影响，L₁线内断层走向以NE为主，倾向以SE为主，部分断层倾向为NW。苏码头断裂和隐伏断层F_1-9对整个构造形态起决定性作用，形成“断坪-断坡-断坪”的构造样式。次级断层与主断层在剖面上表现为“Y”字形组合断层，形成构造三角带和冲起构造，导致部分地层重复或缺失。

4.2 层位标定

由于研究区浅层地质资料较少，采用地质露头下延法、井震标定法、地震反射层地质属性及波组特征法联合标定层位。结合各层位的沉积特征对反射波属性进行分析，确定各地震反射界面的地质属性，地震剖面的反射特征见图 8。在白垩系灌口组(K₂g)底界，地震剖面上表现为一套强相位、连续性较好的反射界面; 白垩系夹关组(K₂j)底界为夹关组底部灰砾岩与天马山组泥岩的反射界面; 白垩系天马山组(K₁t)底界为天马山组底部砾岩与侏罗系蓬莱镇组顶部泥岩、粉砂质泥岩的反射界面; 侏罗系蓬莱镇组(J₃p)为一套厚800~1 300 m的河湖相红色砂岩与泥岩互层沉积岩，在地震剖面上表现出强弱振幅规律变化的特征。由于本次勘探范围内蓬莱镇组未见底，参考微动测点的岩性分层识别出蓬莱镇组内部泥岩与砂岩的2个反射界面，对比追踪了2个强波峰，分别为H₁和H₂。

4.3 综合地质解译

从获得的微测井解释成果分析，研究区速度起伏变化相对缓慢，低降速层厚度变化不大。根据速度值将地表分为3层:1)低速层，速度大致为400~1 000 m/s，厚度在1~7 m; 2)降速层，速度大致为1 000~2 000 m/s，厚度在3~15 m; 3)高速层，速度大于2 000 m/s。通过收集与测线相邻的2个钻孔资料可知，研究区表层出露第四系紫红色、棕黄色杂填土，主要由粘土、卵石、砾石、碎石及少量杂物组成，松散堆积。表层以下依次为白垩系强风化砂岩、灌口组粉砂质泥岩、灌口组砂岩、灌口组泥质粉砂岩、灌口组泥岩、灌口组砂岩及夹关组砂岩。通过地震初至时间建立初始模型，根据走时信息进行反演，得到最终速度模型。将井信息加载到测线上进行层析反演，发现第四系杂填土底界面与V₁=1 000 m/s速度界面正好吻合，白垩侏罗系破碎带砾岩底界面与V₂=2 000 m/s速度界面正好吻合。由此可知，第四系底界面大致与速度界面1 000 m/s吻合，基岩顶界面大致与速度界面2 000 m/s吻合，基岩速度大于2 000 m/s(图 9)，综合解释成果见图 10。

1967年仁寿大林场5.5级地震和2002年仁寿北4.4级地震都发生在苏码头断裂南缘的龙泉山西坡附近，其余地区地震分布较少。苏码头断裂上未见中强地震活动记载，小震活动也很微弱。跨断层短水准测量资料表明，断层东盘相对西盘呈上升趋势，抬升速率为0.15~0.21 mm/a(1993-08~1994-05)，断裂现今仍具微弱的活动性。在松林口附近，主干断裂从上侏罗统蓬莱镇组(J₃p)砂泥岩间通过，主断面因覆盖而不清。在旁侧近于平行的次级断层中取断层泥经热释光(TL)法测定结果为(104 300±8 000) a，表明该断裂为早-中更新世活动断裂。

5 结语

1) 获取丰富有效的反射信息是高分辨率地震探测技术的关键。本次数据采集工作中采用电火花和重锤震源多次激发，数字检波器接收，较高密度、较长排列观测系统，采集到较理想的原始地震反射资料。经过对原始资料的分析和参数实验，选取合适的静校正技术及多域多方法联合噪声衰减，在空间和时间上进行精细的速度分析，获取的处理成果达到预期效果，有利于断裂构造的判定和解译。查明苏码头隐伏断裂的展布、产状及构造形态，能为天府新区的避震规划和重大工程项目选址等跨断层抗震设防工作提供科学依据。

2) 地震剖面显示，研究区以冲起式构造为主，在反冲断层与逆冲断层之间形成冲起构造或逆冲三角构造，地震剖面上表现为明显的楔状特征。地震测线显示，研究区断层走向以NE为主，倾向以SE为主，部分断层倾向为NW。苏码头断裂F_1-2及隐伏断层F_1-9对整个构造形态起决定性作用，形成“断坪-断坡-断坪”的构造样式。次级断层与主断层在剖面上断层呈“Y”字形组合，形成构造三角带、冲起构造，导致部分地层重复或缺失。