面元科学仪器丨地震背景噪声HVSR方法用于城市活断层探测

城市活动断层的探测目标是准确了解活动断层在城市的空间展布、强震危险性和深部孕震背景，并以此为据采取有效预防措施，减轻潜在地震灾害造成的损失。

郯庐断裂带是中国东部Z 大的地震活动带。安徽省明光市处于郯庐断裂带中、南段的交界部位，在此开展场地响应特征、结构及活断层探测研究具有重要科研价值和减灾防灾实际意义。

 利用HVSR方法进行活动断层探测

研究区1∶25万地质构造、主被动源测线和钻孔分布图

明光地区地势北高南低：北部平原、中部丘陵、南部低山；地层分属两个地层大区，西北部为华北地层大区，东南部为华南地层大区。区内岩性复杂，同时在低洼的盆地地区接受大量的第四纪沉积。

传统方法开展相关调查成本高、探测深度较浅，施工受限。近年来背景噪声面波勘探方法逐渐成为浅地表精细结构探测研究中的重要手段。

为了获得郯庐断裂带明光段精细的场地响应特征，同时探讨噪声HVSR方法应用于地震小区划和活断层探测的可能性，该项目的科学家利用133台SmartSolo IGU-16HR 3C三分量节点地震仪进行背景噪声数据采集。

通过采集到的数据计算剖面的HVSR曲线，获得剖面的峰值频率，然后利用粒子群算法反演了浅层S波速度结构，Z后结合周边钻孔、人工浅层地震反射剖面、同一测线上频散曲线反演的S波速度等对其可靠性进行了验证，进一步分析沉积格局和隐伏断裂特征，探讨地质成因。

研究得出如下结论：

(1)测线下方HVSR剖面呈现复杂的双峰、多峰形态,其场地分类均为Ⅱ类中硬土,但峰值频率变化较大,应关注西侧凹陷区对强地面震动的放大效应;

(2)HVSR反演S波速度结构揭示的土石界面与钻孔结果较为一致,其分布形态、趋势与浅层地震反射剖面结果高度吻合,且刻画了主动源未能刻画的风化基岩-未风化基岩界面;

(3)HVSR反演S波速度结构刻画的郯庐断裂带东界两条断裂的空间展布、活动性等特征与钻孔、浅层地震、频散反演和地质构造等结果较为一致,并揭示池河—太湖断裂的活动性强于嘉山—庐江断裂,可能为活动断裂。

研究结果表明HVSR方法可以应用于城市场地响应特征、浅层沉积结构和隐伏活断层探测等。

原文来源：倪红玉,张若晗,李俊伦,黄显良,郑海刚,洪德全,缪鹏,彭刘亚,鲍子文.2023.地震背景噪声HVSR方法在安徽明光城市场地响应特征和活断层探测中的应用.地球物理学报,66(11)：4552-4571,doi：10.6038/cjg2023R0118