地震地质 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (5): 1106-1122.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2024.05.007
阮明明1,2)(), 刘巧霞2),*(), 段永红2), 王帅军2), 郑成龙2), 王亮2)
收稿日期:
2023-07-25
修回日期:
2023-12-10
出版日期:
2024-10-20
发布日期:
2024-11-22
通讯作者:
刘巧霞, 女, 1983年生, 博士, 副研究员, 主要从事密集地震台阵探测方法技术及应用研究, E-mail: 作者简介:
阮明明, 男, 1990年生, 2019年于中国地震局地球物理研究所获固体地球物理学专业硕士学位, 工程师, 主要从事地震构造探察和背景噪声研究, E-mail: ruanmingming90@163.com。
基金资助:
RUAN Ming-ming1,2)(), LIU Qiao-xia2),*(), DUAN Yong-hong2), WANG Shuai-jun2), ZHENG Cheng-long2), WANG Liang2)
Received:
2023-07-25
Revised:
2023-12-10
Online:
2024-10-20
Published:
2024-11-22
摘要:
雄安新区建设是国家战略和千年大计, 探查与地震灾害密切相关的沉积结构和地震场地响应特征, 可为雄安地区的城市抗震设防提供重要依据。但该地区相对缺少与场地条件相关的研究, 一些浅部探察结果由于资料覆盖有限, 精度不高。文中利用台间距为1km的短周期密集台阵, 基于HVSR法处理台阵背景噪声, 结果表明: 区域内大部分地区场地的放大系数<5, 场地放大作用不显著; 场地共振频率和沉积层埋深具有明显的分区特征, 西部场地共振频率主要为0.8~1.2Hz, 沉积厚度较薄, 范围为100~160m。中西部场地共振频率主要为0.5~0.8Hz, 沉积层厚度较厚, 范围为160~210m; 三维沉积层模型与钻孔资料、 浅层电阻率法的地质解释图基本吻合, 沉积层的起伏特征与断裂带分布、 地质构造单元均有较好的对应关系, 结果表明容西断裂、 容东断裂、 牛西断裂、 牛东断裂、 徐水-大城断裂作为雄安地区次级地质构造单元边界, 影响了近地表的沉积层结构。文中通过HVSR法得到了雄安地区的场地参数, 如沉积层共振频率、 场地放大系数, 以及高精度的近地表三维沉积层模型。上述结果可为雄安地区今后的地震小区划和抗震设防提供重要参考。
阮明明, 刘巧霞, 段永红, 王帅军, 郑成龙, 王亮. 地震背景噪声HVSR法探测雄安地区场地响应和浅层沉积结构[J]. 地震地质, 2024, 46(5): 1106-1122.
RUAN Ming-ming, LIU Qiao-xia, DUAN Yong-hong, WANG Shuai-jun, ZHENG Cheng-long, WANG Liang. USING SEISMIC AMBIENT NOISE HORIZONTAL-TO-VERTICAL SPECTRAL RATIO(HVSR) METHOD TO DETECT SITE RESPONSE AND SHALLOW SEDIMENTARY STRUCTURE IN XIONG’AN AREA[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2024, 46(5): 1106-1122.
图 2 雄安地区的密集台阵位置及断裂分布(据王朱亭等, 2019; 王凯, 2022)
Fig. 2 The locations of dense array and the fault distribution in Xiong’an area (WANG Zhu-ting et al., 2019; WANG Kai, 2022).
钻孔编号 | 北纬/(°) | 东经/(°) | 钻孔探测埋深/m | 峰值频率/Hz | HVSR计算埋深/m | 误差/% |
---|---|---|---|---|---|---|
GB014 | 39.0161 | 115.7875 | 135 | 0.87 | 140 | 3.7 |
GB015 | 39.0166 | 115.8338 | 141 | 0.81 | 160 | 13.4 |
GB016 | 39.0171 | 115.8800 | 160 | 0.76 | 165 | 3.1 |
GB017 | 39.0175 | 115.9262 | 166 | 0.74 | 167 | 0.6 |
GB018 | 39.0179 | 115.9724 | 175 | 0.73 | 172 | 1.7 |
表1 雄安地区HVSR计算的第四系埋深与钻孔资料对比
Table 1 Comparison of quaternary buried depth from calculation with HVSR and borehole data in Xiong’an area
钻孔编号 | 北纬/(°) | 东经/(°) | 钻孔探测埋深/m | 峰值频率/Hz | HVSR计算埋深/m | 误差/% |
---|---|---|---|---|---|---|
GB014 | 39.0161 | 115.7875 | 135 | 0.87 | 140 | 3.7 |
GB015 | 39.0166 | 115.8338 | 141 | 0.81 | 160 | 13.4 |
GB016 | 39.0171 | 115.8800 | 160 | 0.76 | 165 | 3.1 |
GB017 | 39.0175 | 115.9262 | 166 | 0.74 | 167 | 0.6 |
GB018 | 39.0179 | 115.9724 | 175 | 0.73 | 172 | 1.7 |
图 9 研究区地层剖面、 电阻率法剖面及钻孔分布 F1容西断裂; F2容东断裂; F3牛西断裂; F4牛东断裂; F5徐水-大城断裂
Fig. 9 Location of stratigraphic profiles, resistivity profiles, and boreholes in the study area.
图 10 电阻率法结果的地质解释图(据郭淑君等, 2021) 红色圆点为HVSR法计算沉积层厚度
Fig. 10 Geological profile interpreted from results by resistivity method(adapted from GUO Shu-jun et al., 2021).
图 11 a 剖面AA'上第四系沉积层埋深; b 地层剖面(据于长春等, 2017)
Fig. 11 Depth of Quaternary sediments(a) and stratigraphic profile(b) in section AA' (modified after YU Chang-chun et al., 2017).
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