岫岩陨石撞击坑的速度结构和抗震性能分析震灾防御技术.PDFVIP

第 10 卷 第 4 期 震灾防御技术 Vol. 10 ，No. 4 2015 年 12 月 Technology for Earthquake Disaster Prevention Dec. ，2015 左莹，赵成彬，刘明军，杨宇东，季通宇，2015 ．岫岩陨石撞击坑的速度结构和抗震性能分析．震灾防御技术，10 （4 ）：831—839． doi ：10.11899/zzf 岫岩陨石撞击坑的速度结构和 抗震性能分析1 左 莹 赵成彬 刘明军 杨宇东 季通宇 （中国地震局地球物理勘探中心，郑州 450002 ） 摘要 岫岩陨石撞击坑位于辽东半岛北部低山丘陵地区，直径 1.8km，保存完好。由于陨石的撞击和此 后的沉积作用在坑内形成了特殊的地貌、地质和地球物理环境，使坑内与坑外的介质在速度方面存在 差异，尤其是湖相沉积的软弱淤泥层使得坑底上建造的房屋就像躺在一张巨大的海绵垫上一样，使人 们常常感到有微震发生，表明坑底的软弱地层对地面的震动产生了放大作用，严重地影响了地基的稳 定性，从而影响到地面建筑物的抗震性能。本文采用高分辨折射探测方法，获得了陨石坑内的速度结 构和软弱地层的分布，分析了陨石坑地基的抗震性能，为坑内地基和地面建筑物的地震危险性评价提 供了可靠的基础资料。 关键词：陨石撞击坑 地球物理场 岫岩 高分辨折射探测 层析成像 引言 岫岩陨石撞击坑位于辽宁省岫岩满族自治区苏子沟乡，陨石坑呈圆环状，直径约 1.8km， 由垅岗状山脊围成，是我国第一个被系统深入研究和确认的陨石坑（覃功炯等，2001a ；王心 源等，2014 ；Chen 等，2013 ）。多年来，经过覃功炯等（2001b ）、陈鸣等（2007 ；2009 ）专 家在地貌、地表地质、地球物理、地球化学和地质钻探等领域的工作（林文祝，1998），现已 证实它是中国第一个被确认的陨石坑，它是大约 5 万年以前一颗直径小于 100m 的陨石以 10—70km/s 的宇宙速度撞击地球而形成的（金叶，2010 ）。 撞击构造在地球演化、矿产资源和环境灾害等方面具有重要的研究价值（马配学等， 1995）。陨星撞击地球时可形成多种灾害，包括诱发气候变异、地震火山爆发、火灾、海啸 等相关灾害。但值得注意的是，许多撞击构造也与成矿作用有关，在这些撞击构造中发现 了被撞击构造控制的金属、非金属矿产及油气和地下水资源等。陨星撞击地球后由于坑体 的不稳定性和撞击构造的后期作用也会形成多种自然灾害，多年来人们在岫岩陨石坑发现， 在坑底地表以下为厚达数米的“黑土”，其下为 10 多米厚的黑色淤泥，在淤泥中曾挖出过 一些大型脊椎动物的骨骼。松软的淤泥使得坑底上建造的房屋就像躺在一张巨大的海绵垫 1 基金项目 国家自然科学基金项目和）资助 ［收稿日期］2015-01-30 ［作者简介］左莹，女，生于 1982 年。工程师。长期从事活断层探测研究。E-mail ：Zuoying0124@126.com ［通讯作者］赵成彬，男，生于 1955 年。研究员。长期从事活断层探测与工程地震研究。E-mail ：ZCB001001@ 832 震灾防御技术 10 卷 上一样，使人们常常感到有微震发生，这表明坑底的软弱地层对地面的震动产生了放大作 用，严重地影响了地基的稳定性，从而会影响地面建筑物的抗震性能。本文采用人工地震 高分辨折射探测方法，通过获得陨石坑内的速度结构，研究陨石坑内软弱地层的分布及其 形态以及陨石坑地基的抗震性能，以便为坑内地基和地面建筑物的地震危险性评价提供可 靠的基础资料。 1 研究区地貌和地质特征 岫岩陨石坑位于辽东半岛中部岫岩满族自治区苏子沟乡东南约 6km 处的罗圈沟，中心地 理坐标：东径 123°27′30，北纬40°21′55 。陨石坑呈圆环状，由垅岗状（堤埂）山脊围成。 外径约 1800m，内