地下电性非均匀结构对地电场信号的影响

在数值模拟的基础上探讨了地下电性非均匀性问题对地电场信号的影响程度。这些影响主要包括地下电性非均匀体对天然电磁感应电场的影响和对产生于震源区附近的异常地电场的影响。结果表明, 地下电性不均匀体的电性特征与周围介质的电性特征差别越大, 则其对地电场的影响也会越大; 地下电性不均匀体的空间范围越大, 则其对地电场的影响也越大。在孕震区作为可能的电荷源模型中, 地下电性不均匀体的存在对电荷源所形成的异常地电场信号在地表的表现形式也有很大的影响。在地表所观测到的地电场异常空间分布不均匀性与地下电性不均匀体的空间位置有着密切关系。     

非均匀半无限介质中振荡电偶极子地表电场的理论公式和计算方法

根据Naxwell方程，首先引入赫兹矢量，导出了层状介中电偶极子源激发电场的亥姆霍兹方程和边界条件，并对其进行求解，得到了地表电场表达式，对于分布有断层的层状介质根据Maxell方程，引入格林张量，导出了地表电场的积分表达式，从而为地电场变化的数值模拟研究提供了理论公式。     

新城子井下地电阻率观测影响系数分析

以新城子观测站地电阻率为研究对象,结合新城子观测站电测深资料通过影响系数理论用水平层状介质模型对比分析地表、井下地电阻率两种手段的观测效果,对新城子地电阻率观测各层影响系数随深度和极距的变化分析新城子井下地电阻率观测布极的合理性。其结果反应为新城子地电阻率井下观测设计较为合理,减少场地资源的同时对地表和浅层干扰有更好的抑制作用,对深层的映震能力优于地表观测,分析结果可为类似台址电性结构中实施井下地电阻率观测提供参考。     

江宁地电台的电性结构及关于地电阻率观测值的解释

为了探究地表和井下观测的地电阻率值存在的明显差异,本文首先对江宁地电台电性结构进行了探测,并建立了水平层状电性结构模型;然后基于该模型计算了地表和井下观测装置的理论视电阻率值;最后对比分析计算值与观测值。结果表明,地表大供电极距观测装置和井下观测装置的观测值均可以由地下电性结构进行合理解释,即地表与井下观测值的差异是合理的,是由地下电性结构所决定的。      

海南翁田台地电场数据质量及频谱分析

地电场观测系统的观测对象是地电场强度矢量,其目的是通过观测地表的地电场强度,探索地震前地电场的变化,获得地下电性结构及其变化规律,开展孕震过程中大地电场的变化特征研究。本文对翁田台地电场自建台以来的数据进行了详细的梳理,通过计算差值和相关系数来分析数据自运行以来的质量情况,总结数据质量较好的原因,并对下一步如何提高数据质量给出一些建议。翁田台地电场观测数据曲线存在明显1峰1谷的日变形态,对其进行频谱分析,优势周期为24、12、6 h,以24 h为主。运用优势方位角的方法计算发现,2017—2018年优势方位角存在收窄和偏转现象,对该异常进行了分析与探讨。     

近地表大气电场观测试验场建设

作为地震前兆电磁观测手段之一,震前大气电场异常观测研究在我国已开展多年,为了进一步研究近地表大气电场与震前异常的关系,设立了国家科技支撑计划课题专题"近地表大气电场、地电场综合观测试验研究".文章介绍了试验场所用的KDC-01型大气电场仪,近地表大气电场观测试验场在大祝前兆台阵中的建设情况,以及产出数据的初步分析结果.     

二次电流场多次叠加概率成像

基于地下电流场的积分公式,离散化的二次电流场被分解为电性不连续界面上的一系列点电荷电场的代数和.单位正点电荷电场被引入作为空间扫描函数（SDS）,积累电荷出现的概率（COP）函数定义为二次电流场与SDS的互相关.为对概率成像结果进行定量分析解释,提出了规范的积累电荷出现的概率（NCOP）函数.通过应用有限元算法对2D地电模型进行二次电流场合成,实现了二次电流场的多次叠加概率成像.结果表明对均匀半空间中赋存地质异常体的电性结构,概率成像方法对地下异常体的空间位置有较好的指示作用.     

孕震过程中冲流电位地电异常的理论研究

分别计算了具有对称压力源分布的水平层状半空间介质模型和各向异性裂隙模型的地表冲流电位异常．结果表明，本文所采用的模型计算出来的地表冲流电位异常最大值的量级是合理的，其幅度最大约为几百毫伏；异常范围随地下各向异性强烈程度而变化．同时，在计算地表冲流电位异常时引入了各向异性裂隙的概念，从而从理论上解决了实际观测与理论不相符合的矛盾．      

震前大气电场异常的区域性特征

在了近场每次较大地震发生前，均能观测到明显的大气电场负异常信息。在观测不到明显的大气电场负异常时，近场近期一般不会有较大地震发生的基础上，本文对北京及其附近地区为例，利用所观测到的在气电场异常资料及１９８５年后该地区所发生的８次Ｍｌ≥４地震资料，较深入地探讨了震前大气电场异常的空间分布特征，取得了一些规律性的认识：（１）异常多发生在距震中不太范围内，且随着震级的增大异常区的范围也增大。（２）较大地     

基于地电场的裂隙水主体渗流方向两种计算方法及意义

地电场是重要的地震前兆物理场,其观测数据包含了自然电场、大地电场和干扰成分.自然电场源于地下介质的物理、化学过程,通常具有相对稳定性;大地电场则来源于空间电流和潮汐力,较稳定的日变形态主要表现出TGF-A、TGF-B两种波形.依据地电场的潮汐机理,邻近大水域的场地,潮汐力作用于岩石裂隙,易使裂隙水周期性渗流,产生周期性过滤电场,形成TGF-A波形地电场;空间Sq电流在地表的感应电场易引起裂隙水周期性渗流,进而产生大地电流场,使地表出现TGF-B波形地电场.以层状介质为例,设上层介质电阻率为p1,厚度为h1;水渗流层的电阻率为ρ2,厚度为h2;下层是不导电介质.     

Detection of crustal inhomogeneity in the Nojima Fault zone using earth current noise

Abstract A resistivity survey method using artificial telluric noise was examined and applied to a field of a fault zone. The electric earth current was measured at 50 sites in the Nojima Fault zone, which is in the northwestern part of Awaji Island, southwestern Japan. The dominant component of the observed electric field is supposed to be leakage currents from DC electric railways running outside the island. Amplitude and polarization of the stray current were systematically investigated and were revealed to represent the subsurface electrical structure of the study area. Some features on the fault zone's electrical structure have been pointed out, including: (i) an electrical boundary that corresponds to a geological one between granite (resistive) and sediments (conductive); and (ii) a low resistivity spot on the surface rupture of the earthquake fault. The structure estimated in the present study is both qualitatively and quantitatively consistent with previous resistivity surveys done using other methods pursued in the same area. It shows the validity of the 'stray current method' as one that is easy and uses low-cost resistivity exploration tools in a region where the effect of artificial noise caused mainly by leakage currents from electrical railways cannot be ignored.     

坚固体孕震模式前兆场演化的数值模拟

本文针对华北地区的构造、应力场特征及介质特性,建立了华北地区具有代表性的坚固体孕震模型,对具有前兆观测意义的地表垂直位移场和近地表平均正应力场进行了模拟计算,并通过与均匀分层模型结果的,是出了地表垂直位移和近地表平均正应力的分布及其动态时空发展过程。结果表明,坚固体和下地壳隐伏断层的存在均可形成地表位移场和近地表应力场的异常。该异常随外荷载的增大呈加速增强趋势,因而具有很重要的前兆意义。     

郯庐断裂带宿迁段合欢路土壤氡分布特征与迁移特征的数值模拟

沿郯庐断裂带宿迁段合欢路布设土壤氡测线并对测得的数据进行分析研究，结果表明研究区域内土壤氡探测结果对断裂带位置、断层类型和特征有较好的指示性。在已知场地地质构造参数、地层岩性特征的基础上，建立土壤氡迁移模型。建立模型时识别了断裂类型和覆盖层分层特征，并讨论了断层内部结构与氡浓度取值，使模型与实际情况相等。数值模拟结果印证了土壤氡异常峰区间在圈定断裂位置和断层破碎带中的重要作用，揭示了氡在不同覆盖层中的迁移速度，并定量解释了合欢路场地断层土壤氡异常的成因。     

1920年海原8.5级地震震中区地电阻率各向异性研究

通过海原8.5级地震震中区环行电测深研究,发现在断层破碎带有明显的电阻率各向异性,垂直断层走向呈现明显的高电性,断层走向呈现明显的低电性.根据电性差异讨论了断层地表的变形特征.研究结果表明：环形电测深工作,对研究地面附近地层物性变化有重要意义.     

高密度电法在乌鲁木齐西山断裂探测中的应用

西山断裂是乌鲁木齐河以西一条颇具规模的断裂构造,控制着西山岭南麓,断裂从永光煤矿到红光山南长约37 km。断裂形成于中更新世期间,但整条断裂的形成过程可能并非同步,具有西老东新的特点,最新活动时代为晚更新世中晚期,为逆冲运动性质,断面北倾。该断裂在四道岔附近主断层及发育的一部分次级断层被第四系覆盖,研究该隐伏段对于以后城市土层合理利用和断层基本特征判断具有一定意义。目前高密度电法是探测隐伏断层的一种重要的物探方法,通过高密度电法对乌鲁木齐西山断裂隐伏段的探测,确定该断层隐伏段的位置及地层构造形态,为西山断裂深入研究提供一定依据。     

STUDY ON THE ELECTRICAL STRUCTURE OF THE ANQIU AND JUXIAN ELECTROMAGNETIC STATIONS IN THE TANLU FAULT ZONE

The Yishu fault zone is one of the branch faults of the Tanlu fault zone in its central part. Moderate and strong earthquakes occurred in the Yishu fault zone repeatedly. Due to its complex structure, the Yishu fault zone attracts much attention from earthquake researches. The Anqiu and Juxian electromagnetic stations in Shandong Province locate near the Anqiu-Juxian Fault and Changyi-Dadian Fault, which are branches of the Yishu fault zone, respectively. Geoelectric field and geomagnetic field observation were carried out in these two stations. The Wudi electromagnetic station is in the west of Tanlu fault zone in the Jidong-Bohai block and 230km from Anqiu electromagnetic station. This paper firstly describes the crustal structure near the electromagnetic stations by using magnetotelluric(MT)method. By processing the data carefully, we obtain the MT data in good quality near the stations. The MT data of each electromagnetic station and its nearby area suggests that the electrical structure and geological structure of the station are comparable. This paper applied 1-D and 2-D inversion for MT data and obtained the crustal electrical structure model beneath the Anqiu and Juxian seismic station. The shallow electrical structure from the MT method was compared with the results of symmetrical quadrupole electrical sounding. The model suggests that the electrical structure beneath the Anqiu and Juxian electromagnetic stations is complex and shows the feature of block boundary. The Wudi electromagnetic station is located inside a basin, the crustal structure shows layered feature typical for the stable blocks. Beneath the Anqiu electromagnetic station, there is a 1km-thick relative low resistivity layer in the shallow crust and a high resistivity body beneath it with a depth of 13km. There is a high resistivity structure in the crust beneath the Juxian electromagnetic station. The crustal structures are divided into two different parts by Anqiu-Juxian Fault and Changyi-Dadian Fault, respectively. More conductive layers appear to the west of the two faults. Plenty of fluid possibly exists within the conductive body to the west of Changyi-Dadian Fault, which plays important role in the earthquake generation. There is a relative low resistivity layer in the crust within 1~2km beneath the Wudi electromagnetic station. Beneath the relatively low resistivity layer, a relatively high resistivity layer extends to a depth of around 15km, and the resistivity value decreases with the increase of depth. The electrical resistivity model suggests the seismic activity of the Yishu fault zone around the Anqiu and Juxian electromagnetic stations should be taken into account seriously, and monitoring and research on it need to be strengthened. The results of this paper provide a certain reference value for the crustal structure research to similar stations.     

滇西龙陵地区地壳电性结构及其对大瑞铁路地质选线影响研究

高黎贡山地处印度板块与欧亚板块碰撞缝合带附近的横断山脉南段,是大理一瑞丽铁路(大瑞线)的必经之地,地形起伏大、构造复杂、活动性强,高黎贡山隧道作为全线控制性工程之一,其地质选线的最大困难就是对隧道深部构造环境的了解,特别是缺少对与地热、地震等联系紧密的深部地质构造的认识.为此,本文以大地电磁方法为手段,以高黎贡山隧道为主要研究对象,通过对滇西龙陵地区高黎贡山隧道越岭段两条大地电磁剖面数据的处理解释对研究区的地壳电性结构特征进行了勘探研究.结合区域地质构造特征与主要工程地质问题之间关系的分析,根据隧道主要断层地质条件设计了三维垂直断层模型,利用三维有限元开展正演模拟研究发现,测点点距、位置与横向分辨率密切相关,点距越密,分辨率越高,测点位于断层在地表投影位置能有效提高分辨率.采用大地电磁阻抗张量分解技术对两条剖面上各测点的二维偏离度和电性走向进行了计算和分析,对剖面视电阻率和阻抗相位数据进行了二维NLCG联合反演研究,揭示了沿剖面的腾冲地块、龙陵一瑞丽断裂带及保山地块10 km深度的电性结构特征及相互关系.结果表明:剖面CD电性结构呈现区域构造的三分性,腾冲地块电性结构成层性较好,保山地块成层性较差,两者均以中高阻电性特征为主,中间夹龙陵一瑞丽断裂带,电性结构反映从3 km深度以下存在几乎近于直立延伸的低阻带,推测为班公湖一怒江缝合带滇西段丁青一怒江缝合带的反映;剖面AB共划分了6条与工程密切相关的深部隐伏断裂,结合地震地质、地表地质及龙陵地震深部背景研究,推测F7-3断裂为1975龙陵7.3级地震断裂;从地表黄草坝断裂开始向下延伸,有一条发育最大深度约为4 km的低阻通道,推测为地热断裂深循环通道,其与黄草坝断裂共同控制研究区地下热水的补给、径流和排泄条件,在高黎贡山隧道线位位置形成了一个相对低温通道,为隧道方案成立的关键工程地质条件.勘探结果表明:滇西龙陵地区地壳电性结构有效的反映了高黎贡山隧道深部隐伏断裂和地热断裂深循环通道等深部构造特征,为大瑞线隧道工程地质选线提供了深部地质背景依据.