高频超声波技术在构造岩石学研究中的应用 ――以郯庐断裂带南段巢湖地区为例.pdf

第22卷第12期岩石力学与工程学报22(12)：2093～2098
2003年12月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringDec，2003

高频超声波技术在构造岩石学研究中的应用*

——以郯庐断裂带南段巢湖地区为例

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杨晓勇孙立广张兆峰

(1中国科学技术大学地球与空间科学学院，第三世界科学院地学和天文学高级研究中心合肥230026)

(2南京大学地球科学系南京210038)

摘要应用高频超声波技术对皖东郯庐断裂带南段巢湖地区凤凰山背斜进行了纵波波速的系统测试，讨论了波速
大小与应力之间的对应关系，分析了背斜核部的应力分布状态，给出了不同构造变形部位的应力相对大小与其超
声波速的半定量关系，从理论和实践上探讨了超声波测试应用在构造岩石研究中的可行性。研究结果表明，高频
超声波检测应用在地质构造研究中有其可能性和可行性。波速大小与构造变形的岩石中地质应力的量级有关，在
凤凰山背斜处根据波速得出的应力结果与理论推导一致；根据波速结合构造、岩性可以较准确地确定应力分布的
状态及应力强度最大的部位。这对于构造岩石学研究以及指导工程地质学实践具有一定借鉴意义。与其他方法相
比较，超声法比较简单，测试精度高，有较好的应用前景。
关键词构造岩石学，高频超声波，应力，背斜，郯庐断裂带南段
分类号P583文献标识码A文章编号1000-6915(2003)12-2093-06

APPLICATIONOFHIGH-FREQUENCEULTRASONICWAVE
TECHNOLOGYTOTECTONO-PETROLOGY——TAKINGCAOHUAREAOF
SOUTHPARTOFTANCHENG-LUJIANGFAULTBELTASEXAMPLE

YangXiaoyong1，SunLiguang1，ZhangZhaofeng2
(1SchoolofEarthandSpaceSciences，UniversityofScienceandTechnologyofChina；AdvancedCentreforEarthandAstronomy，
ThirdWorldAcademyofSciences，Hefei230026China)
(2DepartmentofEarthScience，NanjingUniversity，Nanjing210038China)

AbstractAnewmethodusinghigh-frequencyultrasonicwavetechniquetothestudyofstructuralgeologyis
presented.Therelationshipbetweenwavevelocityandstressinrocksisdiscussed，andthestateofstress
distributioninthecorepartsofanti-clineispresented.Thestudyresultsshowthattheultrasonicwavetechnology
isapossibletoolforthestudyoftectono-petrology.Thedistributionsofwavevelocityhavecloserelationtothat
ofstressqualityinthedeformedrocks.ThestressdistributionsinFenghuangshananti-clineobtainedbywave
velocityareofthesamerulewiththetheoreticdeduction.Withtheultrasonicwavetechnique，thedistributionsof
thestressstateandthestrongestlocationscanbeeasilyandaccuratelydetermined，whichisveryhelpfultothe
studyoftectono-petrologyaswellasthepracticeofengineeringgeology.Comparingwiththeothermethodsof
studyingtectono-petrology，theultrasonicwavetechniqueisofmeritofsimplecontrolandhighaccuracy.

2002年3月19日收到初稿，2002年5月20日收到修改稿。
*中国科学院知识创新项目(KZCX2-107)和中国科学技术大学留学回国人员科研起动基金资助项目。
作者杨晓勇简介：男，39岁，博士、副教授，主要从事岩