天水地电阻率地表与井下多种观测方式的试验分析

2011年初天水地震台建成井下地电阻率观测专项项目,将地电水平观测推向了立体观测,其观测方式包括地表水平观测井下百米水平观测、地表与井下互换观测等.通过近两年的持续观测,地表A、B供电并下M、N观测以及并下水平观测两种方法获得的数据相对稳定、可靠;同时地表A、B供电井下M、N观测有助于数据变化的可靠性分析.在电磁环境较复杂的观测场地,地表A、B供电并下M、N观测和井下水平观测可能是地电阻率观测较为有效的两种方法.     

宽城地震台地倾斜观测的气压响应分析及排除

将宽城地震台地倾斜观测和气压观测数据,通过小波变换分析提取气压对地倾斜观测的干扰时段,再对气压干扰时段观测数据进行线性拟合去趋势、别尔采夫滤波获得观测数据的日漂移信息,最终获得地倾斜观测和气压观测的相关系数,通过线性拟合进行气压干扰的排除研究。结果表明：宽城台地倾斜观测与气压观测具有正相关性,通过此方案对地倾斜观测受气压干扰的观测数据进行干扰排除,可以取得较好的效果,提高观测数据可靠程度。     

前兆异常判定工作探讨

前兆观测数据的异常判定和落实是地震分析预报和地震科学研究的一项重要基础工作.前兆异常判定需根据观测对象的物理化学性质、观测仪器工作原理和观测数据正常变化动态背景,对观测环境、观测场地、观测设施和观测仪器等各个环节进行综合分析,排除各种干扰因素的影响.     

濮阳地震台断层土壤气采气率对气氡观测结果影响的探讨

地震流体观测在水资源过度开采的形势下,发展断层土壤气观测成为必然趋势.介绍了濮阳台土壤气氡观测的集气、导气装置,对濮阳台土壤气氡模拟观测及数字化观测结果进行分析.模拟观测与数字化观测结果有较大差异,分析产生差异的原因.提出"采气率"这个概念来定量衡量断层土壤气氡观测系统的实用效果.模拟观测和数字化观测结果与"采气率"有较好的对应关系,观测结果表明,集气室体积过大,会造成"采气率"太低,使观测结果偏低,气氡观测结果不适合进行地震前兆观测.在实际工作中, 要通过实验确定采气率的大小,设计合理的集气、导气装置,提高观测质量.     

赤峰中心地震台地面与井下地震观测系统监测能力对比分析

为分析总结地面与井下地震观测系统的特点,以赤峰中心地震台地面与井下观测系统为研究对象,在噪声分析、噪声功率谱分析、地震监测能力和观测动态范围等方面进行分析。结果表明,2套观测系统的RMS均可达到Ⅱ级环境地噪声水平,井下观测系统噪声小于地面观测系统。对2套观测系统的功率谱密度、有效动态范围的对比均表明,井下观测系统的动态范围比地面观测系统超出约10%,因此,井下观测系统地震监测能力优于地面观测系统,井下观测系统能更有效地记录观测数据。     

小口子重力观测疑似“异常”的落实与体会

2011年4月18日开始,银川地震台小口子重力观测出现毛刺、抖动等变化,通过对观测环境、观测线路、观测仪器的排查,最终排除了由于观测信号线故障所导致的变化,有效地解决了观测中出现的复杂问题,加深了观测人员、分析人员对前兆观测异常的判断与认识。     

下一代地球物理观测技术

地球物理观测技术所要解决的问题是观测什么、用什么来观测、怎样观测。下一代地球物理观测技术的发展是以解决上述问题为基础。论文详细论述了观测设备、观测系统以及地球外行星体结构探测等发展动态,并对下一代地球物理观测技术的发展方向进行了分析。     

华北北部地热田区地下流体观测中出现的问题及应对方法

在对华北北部地热田区自流热水井地下流体前兆观测及现状进行广泛调查的基础上,分析地震地下流体观测井因过度开采热水而引起观测井断流,并由此引发的一系列严重问题。介绍为此采取的测项调整、观测装置改造、观测条件改变、观测环境保护区的划定等各种措施。指出测项调整、观测装置与观测条件改变的有效性与局限性,强调解决问题的根本出路在于观测环境的保护,同时说明当前落实观测环境保护遇到的困难。     

天水中心地震台井下综合观测示范工程介绍

为适应城市规划和发展的需要,合理利用国家土地资源,化解地电观测与当地经济建设用地的矛盾,以及最大限度的减少地电观测人文干扰,提高地电观测数据的信噪比,推广应用新的地震观测技术,甘肃省地震局天水中心地震台原地电阻率观测由地面观测改为地下深井综合观测。对此观测系统场地布设方式、观测原理、实施方案经验与不足等方面进行介绍,并对地表水平和井下水平观测资料进行对比分析。     

中国电磁卫星地面对比观测系统方案研究

针对我国即将发射的电磁监测试验卫星观测物理量和观测频段, 结合我国现有地基观测基础和对比观测需求, 本文提出了地面对比观测系统设计方案, 包括观测对象、 观测频段和观测区域的选取以及台网布局方式． 在此基础上, 根据该方案在甘肃省天祝前兆台阵区域建立了古丰、 寺滩和坪城等3个台站的地面对比观测原型系统, 并取得了电磁场的初步观测资料． 对观测资料的分析结果表明, 地电场和地磁场观测数据呈典型的日变化形态, 具有较好的同步性和一致性, 能够真实地反映小区域地电场和地磁场的变化． 该结果可为今后开展试验性的星地联合观测和建立我国地震电离层立体监测体系提供技术支撑.      

CSAMT全区电阻率法数值模拟及应用探讨

常规的可控源电磁法理论在计算视电阻率公式上,多半采用其电磁场的渐近特征,难以直接反映全区视电阻率的值,及直观地显现地下介质的地质构造.文中采用水平偶极子激发的电磁场,提出了电场的全区精确表达式,直接计算出大地电阻率.利用汉克尔数值滤波算法和逆样条插值算法对水平层状电磁场进行正演计算,并与计算的卡尼亚视电阻率的对比和野外试验结果表明：该方法的结果在远区等价卡尼亚电阻率,在近区和过渡带则明显地改善了卡尼亚电阻率的非波场区场畸变,从而能更好地接近基底的真电阻率,更形象地反映了地下介质的垂向电性变化.     

中国地电阻率临震异常的某些观测和研究结果(英文)

本文重点讨论了某些强震和中等地震前有代表性的地电阻率临震突变现象。研究了地电阻率临震异常的时空展布特征,并将这些现象与地震活动性、应变资料、地下水位及水温等资料作了对比。还讨论了地电阻率临震异常与震源机制解、发震断裂等的关系。阐明这些事实与地电阻率临震异常在时间上的同步性,在空间上的一致性,从而对地电阻率临震现象作了某些解释,认为地电阻率临震异常的原因有待进一步研究,它们可能是构造应力场迅速变化及由应力变化而引起的地下水的组分和状态变化综合影响的结果。同时指出,由于强震前地电阻率临震异常分布的不均匀性,能记录到异常的台站仅仅是一部分,这就给捕捉临震异常增加了难度,必须建立一定密度的台网进行长时间连续的观测。至于中等强度地震的临震信息,只有在某些特定的地震前,且在靠近震中的特定台站才可能记录到。     

地电阻率的相干加强分析

本文介绍了相干加强的原理及其在地电阻率分析预报地震中的应用研究，计算了大柏舍台和宝坻台ρ＿ｓ连续几年的资料，结果发现地震前ρ＿ｓ有较为突出的短临异常．     

地电阻率正常变化与电剖面的关系

本文以变化电性剖面模式阐明地电阻率正常变化的复杂行径及其以可能原因为基础, 通过计算得到了地电阻率正常相对似年变幅与台址电性剖面诸参数间的定性、定量关系.从而阐明台址电性参数条件对地电阻率正常变化的影响和控制作用.通过实验证实上述结论的正确性, 指出获取平稳正常变化资料的可能性和具体途径.      

山西临汾地震台地电阻率异常分析与探讨

对山西临汾地震台地电阻率观测数据在临汾及其周边地区发生4．0级以上地震时的异常变化、异常形态进行了对比分析,认为,临汾中心地震台地电阻率对于捕捉该区地震前兆异常信息有积极的意义;对2008年4月以来临汾中心地震台地电阻率观测数据的变化情况、变化形态做了分析,其结果可为场源外区域地电异常的研究提供依据和参考。     

观测室温度对新沂台地电阻率内在质量的影响研究

自2001年底以来，在冬季室温过低时，地电阻率随着时间的推移其内在质量越来越低。2004年1月底到2月初，通过对仪器进行升温是否会对地电阻率产生影响，以及进行观测室不同温度下对地电阻率观测数据的对比分析。揭示出观测室温度是影响新沂台地电阻率内在质量的重要原因，对今后提高新沂台地电阻率观测数据的内在质量有一定意义。     

地震地电阻率各向异性变化数值模拟

将APE模式中差应力与裂隙的演化理论与前期研究中建立的张量形式的各向异性电性模型相结合,推导出了裂隙演化参数(密度、孔压、纵横比、闭合角)与电导率关系的动态方程,用数值模拟方法研究了饱水岩石在水平向应力作用下电阻率的各向异性变化．并结合实验和观钡5结果,讨论了电阻率各向异性变化的可能机理。     

希尔伯特—黄变换在地电阻率数据处理中的应用

希尔伯特—黄变换用于处理非线性非平稳信号,由经验模态分解和希尔伯特谱分析2部分组成。本文采用希尔伯特—黄变换方法,相继对大同地震台地电阻率月值数据和宝昌地震台地电阻率月值、整点值数据进行处理。结果显示:(1)大同、宝昌地震台地电阻率月值数据对应的Hilbert谱具有较高分辨率,高幅值在归一化频率0.05—0.15区间内呈"余弦"变化形态;(2)希尔伯特—黄变换在提取地电阻率异常变化、高频信息及去除噪声等方面效果较好,在未来地电资料处理中具有广泛的应用前景。     

吉林省地电阻率震兆异常分析研究

应用吉林省内榆树、 四平两个地电阻率台站观测资料, 采用形态法、 归一化变化速率法和各向异性度法, 分析研究了1999年汪清M_S7.0深震以及2006年乾安—前郭M_S5.0浅源地震前的地电阻率异常变化. 结果表明, 震前地电阻率出现长趋势下降变化或短临异常变化, 表现为: ① 汪清M_S7.0深震前, 榆树台和四平台地电阻率月均值曲线上均显示出震前持续2年尺度的中期下降异常; ② 汪清M_S7.0深震以及乾安—前郭M_S5.0浅源中强震前, 榆树台和四平台地电阻率变化速率均大于异常指标; ③ 乾安—前郭M_S5.0地震前, 四平台地电阻率各向异性度曲线显示出明显的低值异常变化, 而榆树台各向异性度S曲线则出现破年变变化. 上述异常变化的原因可能为, 太平洋板块向NW方向挤压, 导致震源区及附近最大主压应力方位(或近于该方位)NW向的挤压作用突出, 引起介质内部导电流体快速进入或重新分布, 从而使地电阻率出现长趋势下降变化和各向异性变化.      

INDUCED POLARIZATION RESPONSE OF A HORIZONTALLY MULTILAYERED EARTH WITH NO RESISTIVITY CONTRAST*

The induced polarization response of a horizontally multilayered earth with no resistivity contrast can rapidly be calculated on a desk calculator or minicomputer for any electrode array. The formulation is a simple series summation of the products of weighting coefficients and the true induced polarization responses for each of the layers. The coefficients are directly derivable from the corresponding resistivity model. This series approach to IP formulation was originally described by Seigel but has not been treated extensively in the present-day geophysical literature. This method can be applied to either time or frequency domain induced polarization measurements. Once the coefficients are known, apparent induced polarization response can readily be obtained by judicious substitution of known, suspected, or assumed values of the true induced polarization of each layer. Basic formulation is presented for the IP potential coefficients (pole-pole or two array) with no resistivity contrast between the layers. From these coefficients, response of any number of layers for any electrode array can be obtained by suitable differentiation. Some examples of Wenner array for a three-layered earth and dipole-dipole array for a four-layered earth are used to illustrate the application. The results of this technique are valid for many natural situations of modest resistivity contrast. However, they definitely cannot be used if there are highly contrasting resistivity layers present. Such an approach is conceptually simple and is useful for survey planning, checking or setting the “depth-of-penetration”of a given array. For field induced polarization data that fits reasonably well to the no-resistivity-contrast model, this simple approach facilitates quantitative interpretation.