地震灾害作为突发性强的自然灾害，对城市安全构成系统性威胁。浅层地球物理勘探通过解析重力场、磁场、电场及弹性波场等物理参数的空间分布特征，为识别隐伏活断层、厘清地下地质结构提供关键技术支持。该方法利用地震折射/反射法可精确刻画百米深度内地层波速结构与构造界面形态；高密度电阻率法能有效识别断层破碎带富水特征；探地雷达则对浅部松散层分层具有毫米级分辨率。这些技术手段协同作业，可构建三维地质模型，为城市避让带划定、工程场地类别划分及抗震设防参数确定提供定量依据，从根本上提升城市韧性防灾能力。特别是在强震多发区，查明发震构造的空间展布与活动性是制定减灾策略的基石。

三明市陈大镇位于闽西拗陷带与闽西南坳陷交接部位，地质构造受北东向政和—海丰断裂带与北西向永安—晋江断裂带复合控制，新生代以来构造活动显著。区域地质调查揭示该镇周边存在多组第四纪断层露头，但城镇建成区覆盖层下隐伏构造的几何学与运动学特征尚不明确。随着三明市"北拓西进"战略实施，陈大镇作为城市副中心正经历高强度开发，地下空间利用规模持续扩大^[1]。2020年《中国地震动参数区划图》将该区地震峰值加速度定为0.05 g，但局部场地效应可能显著放大地震动。因此，亟需通过浅层物探技术厘清隐伏构造的空间定位、活动时代及破碎带宽度等参数，为城镇规划中生命线工程避让、重大基础设施选址提供地质安全底图^[2]。

当前城市防震减灾实践表明，活断层“避让优先”原则可有效降低直下型地震破坏风险。2014年鲁甸地震中，沿昭通—鲁甸断裂带出现的构造地裂缝导致穿越断层带的建筑物全毁，而按规范设置200 m避让距离的设施则保持完好。陈大镇作为三明市唯一已知存在第四纪断层的城镇组团，其隐伏构造的精准探测直接关系到数万居民生命财产安全。通过实施多方法联合勘探，不仅可查明断层精确位置与产状，还能获取覆盖层厚度、基岩面起伏及潜水面分布等工程地质参数。这些数据将支撑场地地震反应谱校正、砂土液化潜势评估及边坡稳定性分析，最终转化为建筑抗震等级划分、重大工程隔震设计等具体防灾措施，实现科研成果向减灾效能的实质性转化。

浅层地球物理勘探是通过观测地球浅部物理场（重力场、磁场、电场、地震波场等）的空间与时间变化规律，探测地层岩性、地质构造及不良地质体的勘查技术。其物理基础在于不同岩土介质在密度、磁性、电性、弹性波传播速度等物性参数上存在显著差异。此次实验工作采用浅层横波地震反射波法，它依据人工激发弹性波在不同波阻抗界面产生的反射、折射信号，精准刻画浅部地质结构。在城市地质调查中，该技术广泛应用于活动断层定位、基础地质结构建模、工程地质隐患超前预报（如隧道前方破碎带探测）及地下水环境评估等领域，为城市地质安全提供基础数据支撑^[3-4]。

城市防震减灾指通过系统性工程与非工程措施，降低城市区域地震灾害风险及其损失的综合体系。其核心目标涵盖提升城市整体抗震韧性，最大限度减少人员伤亡与经济财产损失；构建高效的地震监测预警网络，实现灾前有效响应；优化应急救援资源配置，保障灾后快速恢复能力^[5]。实现路径主要包括：强化地震监测台网密度与预警技术研发，缩短预警响应时间窗；严格执行建筑抗震设计规范，对既有生命线工程进行抗震加固；建立多部门协同的应急预案与专业化救援队伍，提升应急物资投送效率；开展常态化公众防震科普教育，增强社区自救互救能力。这些策略共同构成城市地震风险管理的立体防御网络。

此次探测聚焦三明市陈大镇，该区域地处闽西隆起带，受NE向政和—海丰断裂带次级构造影响，地形起伏显著，第四系覆盖层与基岩接触关系复杂^[6]。针对其特定的构造背景与城镇化发展需求，研究思路设计如下：在有覆盖层覆盖的地区主要以浅层地震横波反射勘探为主，同时在超浅层覆盖层位置使用地质雷达进行探测，最终整合物探探测成果，查明第四纪地层界面形态和隐伏断层位置，为城镇国土空间规划、重大工程选址避让及抗震设防等级确定提供定量科学依据^[7]。

在三明市陈大镇的浅层地球物理勘探实证研究设计中，勘探区域的选择严格基于地质背景与城市防震减灾需求。通过详尽收集地形数据、地质填图、基础地层、勘探孔、地质剖面、地球物理剖面、断层及地球化学数据等基础地质资料，系统分析了陈大镇位于闽西北褶皱带的地质特征，特别是其活动断层如NE向断裂系统对地震灾害风险的影响。勘探核心目标是识别浅层地下岩层分布、断层位置变化，为城市抗震规划提供关键数据^[8-9]。

因此，为了确保测线能够满足浅层地震探测的施工条件，优选了3条控制性浅层地震勘探测线和1条地质雷达探测测线，测线位置见图1，布设具体信息见表1。

表1 浅层地球物理探测线统计表Table 1 Statistical table of shallow geophysical detection lines

图1 目标区及周围测线布设位置Fig.1 Layout position of survey lines in and around the target area

选择适合于城市工作环境和有利于压制噪声、提高地震资料信噪比和分辨率的地震数据采集设备是开展抗干扰高分辨率浅层地震勘探的前提，根据本次浅层地球物理勘探选择的方法，结合前期现场踏勘了解的测区施工环境，投入的仪器设备见表2。

本次浅层地震探测采用横波反射波法，三分量节点地震仪采集使用中间对称激发，多次覆盖方式进行施工，另外设计了1条地质雷达探测测线，辅助探明基岩面及上覆盖层厚度及大致分层，其测线观测系统参数与工作量见表3。整个研究设计注重质量控制，遵循国家规范，实施设备校准、团队协作与迭代优化，确保勘探过程的高效与准确。

表2 主要仪器设备一览表Table 2 List of main instruments and equipment

表3 浅层地震横波反射勘探观测系统统计表Table 3 Statistical table of shallow seismic shear wave reflection exploration observation system

本次浅层地球物理勘探采用浅层地震反射波法获取了陈大镇目标区域精细的地下结构信息，成果剖面具有较高的信噪比和分辨率，层段波组特征明显，地质现象清楚，所反映的构造形态可靠。测线L₁~L₃的地震时间及地质解释剖面图如下图所示。

图2 L1线地震时间及地质解释剖面图Fig.2 Seismic time and geological interpretation profile of L1 line

图3 L2线地震时间及地质解释剖面图Fig.3 Seismic time and geological interpretation profile of L2 line

图4 L3线地震时间及地质解释剖面图Fig.4 Seismic time and geological interpretation profile of L3 line

本次解释层位标定参考叠加速度信息、钻孔揭露地质层位深度数据与反射波组的对应关系，标定层位分界面的深度代表波阻抗差异的分界面深度，与地质的分界面存在一定出入。根据本次所获取的各类地震时间剖面显示，据反射波组的振幅、连续性、波形特征及其相对变化和钻孔对应分析，宏观上可识别出自下而上3~5组有效反射波组，标定的地震地质层位分别是：

（1）T₀：推测该波对应风化层与第四系覆盖层分界面，因风化壳地层出露、起伏等原因t0时间变化较大，与第四系覆盖层较薄的地质情况相符，界面整体平坦，取上覆层平均速度为180~220 m/s。

（2）T₁：推测该波对应岩石风化壳底界面，该波组受基岩出露、起伏等原因时间变化较大，在其界面以上存在一至二组连续性较好的反射波组。强风化层内部多为砂土状、碎块状花岗岩，成层性较差，地震反映特征较差，内部无明显反射。该波底界整体较为平坦，取上覆层平均速度为280~350 m/s。

（3）T₂：推测该波对应弱风化基岩顶部与中风化层分界面，其起伏形态反映了基岩面起伏的变化。由于基岩与风化岩体存在明显的波阻抗差异，地震时间剖面上可清晰追踪该波组，反射波组能量强，相位清晰，全区均有分布，信噪比较高，连续性好，部分存在剥蚀的地段波组连续性稍差。该反射界面的上下波组特征存在明显的差异，在其下部波组能量较弱，无良好反射波组，与基岩内部无良好反射层的地质特征相符。在其上部存在“发白”区域，该反射特征强风化成层性较差，地震反映特征较差，内部无明显反射。经初步分析，取上覆层平均速度为300~450 m/s。基岩面反射波组起伏剧烈，反映燕山晚期地层发育及岩浆活动强烈。

经资料处理后，获得的三组测线沉积特征解释分述如下：

L₁线剖面长度为0.58 km，该段基岩顶界面反射波能量较强，同相轴连续，沿线整体较为平缓，基岩埋深约为8~18 m，未发现断点。

L₂线剖面长度为0.996 km，L₂线基岩顶界面反射波能量较强，同相轴连续，自西向东逐渐加深，至东端又抬起，起伏较大，基岩埋深约为5~12 m，未发现断点。

③L₃线地剖面长度0.3 km，该线沿线基岩面相对平缓，埋深约为12~15 m，地层厚度变化埋深增加。剖面发育一个断点，F_3-1错断岩石风化壳底界面，为隐伏逆断层，归属陈墩断裂（f_1-2），基岩面落差约2 m。

此外，RD4测线质雷达探测结果剖面和深度剖面图如下图所示，发现信号在80（ns）与300（ns）左右处存在明显连续性较好的电磁波信号反射面，推测分别为第四系覆盖层与风化壳顶层的分界面以及风化壳底层与基岩顶层的分界面，基岩面及浅部有效反射组清晰。

图5 RD4测线地质雷达探测结果剖面和深度剖面图Fig.5 Geological radar detection profile and depth profile of RD4 line

通过浅层横波反射勘探，查明了三明市陈大片区目标区及其周围隐伏断层分布情况，获得隐伏断层的几何结构和展布情况，并结合区域地质资料开展断层的构造解译和活动性分析：剖面L₁和剖面L₂没有发现隐伏断层，剖面L₃揭示1条倾角较缓的隐伏断层，推测为局部段斜跨北东向陈墩断裂所致。上断点断错至反射层T₁界面（岩石风化壳底界面），为隐伏逆断层。地质资料显示断裂控制河流的第四纪地貌发育，综合推测该隐伏断层的最新活动年代为早中更新世断层。

这些详实的地质信息对陈大镇防震减灾规划具有直接指导价值：精确圈定的隐伏断层位置是城市规划中实施“活断层避让”原则的核心依据，重大基础设施和人口密集区应严格规避测线揭示的断层带，从源头上降低地震直下型灾害风险。覆盖层厚度空间分布数据直接服务于场地类别精细划分，厚覆盖层区域（如>50m）地震波放大效应显著，需针对性提高建筑抗震设防等级或采用地基处理措施，为生命线工程防护和应急预案制定提供地质科学支撑。

在三明市陈大镇浅层地球物理勘探研究中，通过运用浅层地震勘探方法，成功获取了地下岩层分布、断层结构等关键地质信息。地震折射波法和反射波法精确揭示了基底几何形状与地层构造特征，识别出潜在活动断层，为地震风险评估提供了可靠依据。这些成果直接服务于城市防震减灾规划，例如通过断层位置分析，优化建筑抗震设计，避免高风险区域开发；地下空洞识别则指导基础设施布局，减少塌陷事故。探测结果支持水资源合理利用，提升城市可持续发展能力。总体而言，勘探数据为三明市陈大镇的地质安全评估奠定了科学基础，强化了城市抗震韧性，并推动地质灾害防治策略的精准实施，体现了浅层地球物理勘探在城市地质调查中的核心价值。

尽管取得显著进展，本研究仍存在数据处理精度不足、多学科融合欠缺及勘探深度受限等问题。部分区域数据反演精度不高，受限于噪声干扰和算法局限性，影响地质结构模型的准确性；勘探主要依赖地球物理方法，缺乏地质学、工程力学等学科的深度整合，导致复杂地质环境下的解释能力不足；浅层探测范围有限，未能全面评估深层断层或潜在地震源。为提升城市地质安全水平，未来应推动多学科交叉融合，整合地质填图与工程参数分析，构建综合评估体系。优化数据处理流程，引入机器学习算法提升反演精度，并开发深部勘探技术如三维电磁成像，扩展探测深度。加强人才培养，通过专业培训提升团队技能，确保勘探技术创新与应用效能^[10]。这些改进将深化浅层地球物理勘探在防震减灾中的作用，为城市安全规划提供更可靠的科学支撑。