岩石变形特征及物理特性的现场试验研究

在从化南昆山脉蚀变花岗岩岩体试洞中,用刚性承压板法进行大尺度试件现场试验.承压三板直径50cm.蚀变带宽约1-2m.测量了岩石的变形特征、视电阻率和声发射以及试洞地坪的倾斜变化.与室内小试件实验对比可以看出:(1)在水溶液网络导电机制适用的范围内,大试件和小试件的电阻率随应力应变变化的基本形态都是相似的:(2)大试件电阻率对应力的滞后效应更为明显;3)大试件可在较小的应力差下获得较大的电阻率变化;4)电阻率变化值与应力差之间没有简单的线性关系.      

岩石和断层泥摩擦特性的现场大尺度试件实验研究

为了研究岩石与断层泥的摩擦特性,在远安断裂带附近的灰岩体中开挖试洞、制作试体,进行大尺度试件的现场实验研究.实验用直剪法进行.试体的尺度为506030cm3.试体与岩体间的摩擦面积为3000cm2.摩擦面分为天然断层面、软弱夹层面和节理裂隙面三种.测得的摩擦系数平均值是:（1）天然断层面————0.48;（2）软弱夹层面————0.41;（3）节理裂隙面————0.84.与室内小试件实验结果进行对比,发现现场断层泥的摩擦系数与室内实验结果相近.现场岩石的摩擦系数与室内粗糙岩石的实验结果相近.由于摩擦面积的增大,摩擦面上各点介质屈服的时间有明显的差别.部分摩擦面上介质的较早屈服可作为预报整体失稳的前兆.      

原地电阻率变化的实验

在野外原地对某些自然状态非饱和的土层及含裂隙矽化灰岩电阻率随应变的变化进行了实验.主要结果有:1)低应力下,随体积的压缩电阻率下降;体积膨胀时电阻率上升;2)所测岩、土层电阻率相对变化(/)对微小应变()的变化响应甚为敏感,裂隙岩层比土层更甚.放大系数(/)/与应变量有关,对10-4应变通常有一、二百倍,对10-5应变可达数百乃至上千倍;3)电阻率相对变化幅度随力源强度和尺度的增加而增加,随力源距离的增加而衰减.电阻率变化起始时间随距离的增加显示出滞后现象;4)水平各向同性土层,在应力作用下,不同方向电阻率变化不同,呈现出方向性.通常垂直最大压缩方向的电阻率 下降较多,平行方向的∥下降较小或略有上升,与压力呈45的45下降幅度介于中等.含裂隙矽化灰岩则不同,不同方向电阻率的变化不仅与压缩方向有关,而且还与裂隙方向有关.通常是∥下降较多.当压应力平行裂隙时, 也下降,但当压应力垂直裂隙时, 则明显上升.      

原位岩体在剪切和摩擦试验中的视电阻率变化特征研究

在贵州省贵定县石灰石露天矿区,对倾斜的3条典型软弱夹层面C31/C31,C31/C22,C22/C21,用水利水电岩石力学试验规程,选择楔形体试验方案第二方案,进行了岩体原位剪切、摩擦试验.同时测量了夹层的视电阻率变化和穿过夹层的声波速率的变化.8块试体,27测道,38轮回视电阻率资料,显示出电阻率变化有较明显的特征:1.剪切、摩擦阶段,视电阻率在屈服极限点后开始加速变化,到破坏极限点附近,出现最大的变化速率和变化幅度(不变化的测道除外);2.同一块试体,各测道电阻率变化不同,与测道位置有关,存在敏感部位;3.剪切前预加正应力段,电阻率普遍下降,少数不变;4.试体卸去剪应力后,电阻率不能完全恢复,个别测道电阻率变化有滞后效应.      

地电阻率年变化的方向性与中国大陆构造应力场

本文先研究了矿井中岩体(或矿体)和混凝土胶结充填试件受力作用下地电阻率(s)年变化的方向性.结果表明,平行压力方向的地电阻率年变化幅度最小,垂直压力方向则最大,与压力方向成45夹角的则介于二者之间.根据此结果,我们统计了全国98个地电台的地电阻率资料,并将中国大陆按应力场方向划分为三大应力场区:1.中国西部应力场区,其方向为近南北向;2.中国北部应力场区,其方向为近北东向;3.中国东南部应力场区,其方向为近东西向.因此,可以利用同点三向等极距地电阻率年变化法来测量当时当地不同方向的应力场作用.      

EH4在危机矿山隐伏金矿体定位预测中的应用研究

EH4连续电导率成像仪是快速高效的第四代数字化大地电磁探测仪器,基本配置(10Hz～100kHz)能测量地表向下1000m深度范围内地质体的连续视电导率值,我们对25个不同类型金属矿床进行了隐伏矿定位预测,取得了显著的效果.2D模式图能清晰地反映不同电性体的精细电阻率结构,经钻孔验证后显示:(1)火山晚期热液型金矿床,很好地反映了火山机构控矿的漏斗状形态,体现了矿体的垂向延深大于水平延长的成矿规律,矿化异常的电阻率较低(1～150Ω·m);(2)剪切带型金矿床,明显区分了矿化蚀变构造带和围岩,确认矿化异常在围岩中呈脉状分布,电阻率小于260Ω·m;(3)隐爆角砾岩型金矿床,清晰地反映了隐爆角砾岩体控矿所形成的对称矿(化)体,区分了隐爆角砾岩体和矿化蚀变带,矿化异常的电阻率较高(1000～2000Ω·m).     

河北柏舍台深井与浅层地电阻率观测对比分析

通过深井地电阻率和浅层地电阻率的观测精度对比、抗干扰分析、年变规律分析以及对深井地电阻率水平测向与垂直测向近两年的变化分析,得出以下几点认识: (1)深井地电阻率和浅层地电阻率两种观测方式,各有其特点.在观测精度上深井地电阻率高于浅层地电阻率,但是与浅层地电阻率观测系统相比仍需继续不断的完善.     

微磁测量在坦桑尼亚构造蚀变岩型金矿床上的应用研究

构造蚀变岩型金矿床是坦桑尼亚绿岩带重要的金矿床类型.金矿脉和它所赋存的构造蚀变带与周围背景岩石磁性差异较小,高精度磁测难以反映出构造蚀变带和金矿脉引起的微弱磁场特征,为了获取构造蚀变带和金矿脉引起的精细磁场结构,在选择的单元测区(主要矿脉分布区)内进行了高密度、高精度、高分辨微磁测量(20 m×5 m)精细研究;微磁异常清晰地反映了构造蚀变带和金矿脉群引起的磁场特征,为钻探工程布置提供了充分的依据,起到了良好的找矿效果.研究认为寻找构造蚀变岩型金矿的微磁测量流程为:(1)开展1∶1万地面高精度磁力扫面测量,大致圈定找矿靶区和选择单元测区;(2)单元测区内进行微磁测量,获取精细地磁场结构;(3)微磁异常上布置微磁剖面测量(点距2 m),定位构造蚀变带和金矿脉.微磁测量对坦桑尼亚其他绿岩带以及我国(乃至世界)绿岩带地区寻找构造蚀变岩型金矿也具有良好的示范和指导意义.     

地震地电阻率阶段性变化特征的物理解释

本文将地震地电阻率阶段性变化划分为六个时期:1.无震期间地电阻率的正常变化;2.早期地电阻率的下降变化;3.近期地电阻率的平缓变化;4.短期地电阻率的快速下降变化;5.临震前地电阻率的回返突跳变化(发震);6.震后地电阻率的调整正常变化.并用构造应力作用下岩体孔隙闭合、缩小—(膨胀)—恢复—水饱和度就地变化的观点解释地震地电阻率阶段性变化特征.     

岩石受压过程中应力反复对电阻率的影响

在岩石电阻率随压力变化的不同阶段,部份地减低轴向压力后再加压(每回总压降约为破坏应力的10%).研究这种特殊的加载方式下,即所谓应力反复对电阻率的影响.结果如下:(1)对高水饱和度岩石,随压力不断增加电阻率变化的总趋势为上升——平稳——下降的变化形态(包括饱和度为100——70%).对低饱和度岩石(实验中饱和度为70%和50%),电阻率变化的总趋势已改变.(2)对高饱和度岩石共作了十一次应力反复实验.除了水饱和度为71%的岩石在压力为30MPa 处,应力反复时电阻率无明显变化外,其余均呈现电阻率的负异常(下降幅度约2%左右),我国地电台在震前观测到的地电阻率变化以负异常为主.实验结果为解释这种负异常提供一种新的可能机制.(3)在电阻率随压力变化的下降段,特别是接近岩石破坏时,应力反复所引起的电阻率负异常与一般情况下出现的负异常相比,有以下三个特征:a)负异常的幅度要大一个数量级(约-20%);b)不仅应力下降时电阻率下降,而且应力恢复时电阻率仍然下降;c)各个方向电阻率变化的差别很大(约10%).以上这三个特征可作为岩石临近破坏的标志.而一般的电阻率负异常可能只与应力反复有关,并不意味着岩石处于临近破裂的危险状态.(4)低饱和度岩石,应力反复可能引起电阻率的正异常.作者还用      

地表固定干扰源影响下地电阻率观测随时间变化特征分析

在水平层状介质模型下,采用有限元数值计算方法建立三维模型,分析了地电阻率测区中位于地表的金属导线和局部电性异常体对观测产生的干扰形态和幅度随时间的变化特征。分析结果显示:1)低阻干扰源位于影响系数为正的区域时,将引起地电阻率观测值的下降变化,位于影响系数为负的区域时,将引起观测值的上升变化,高阻干扰源对观测的影响与之相反;2)地表干扰源影响的动态特征表现为,在浅层介质电阻率较低时对观测的干扰幅度要大于浅层介质电阻率较高时;3)对于正常年变的测道,低阻干扰源位于影响系数为正的区域时引起年变幅度增大,位于影响系数为负的区域时引起年变幅度减小,高阻干扰源对年变形态的影响与之相反;对于反常年变的测道,干扰源对年变形态的影响则与对正常年变测道的影响相反;4)金属导线对观测的干扰幅度受自身电阻率和横截面积影响:电阻率越低干扰幅度越大;有效横截面积越大干扰幅度越大。     

俄勒冈州Newberry火山的电性结构

从大地电磁测深、瞬变电磁法和施伦贝尔(Schlumbefgcr)电阻率测深的解释中发现,俄勒冈(Oregon)州中部的Newberry火山的电性结构是由四个单元组成的。从地表向下,地电单元为(1)非常高阻的、年轻的非蚀变火山岩;(2)由蚀变凝灰岩组成的较老的火山物质的良导层;(3)很厚的,推测是部分侵入岩的电阻层,及(4)地壳底部的良导体。这种模型与Cascade     

河北大柏舍台深井与浅层地电阻率观测对比分析

介绍了河北大柏舍台深井与浅层地电阻率的观测概况,对其观测精度、抗干扰能力、年变规律等进行了对比分析。发现深井地电阻率在观测精度、抗干扰等方面均优于浅层地电阻率;深井地电阻率年变规律与浅层地电阻率有着较大差别,浅层地电阻率2个测道的年变化明显,而深井地电阻率的年变不明显。     

土体视电阻率模拟实验

本文介绍了土体视电阻率模拟实验的装置、方法及所得结果。文中还将所获结果与唐山地震前后震区视电阻率观测资料进行比较、分析,结果认为:1.孕震体及其周围应变场的变化能引起视电阻率的变化;2.地震发生前(土层破裂前)视电阻率以下降为主,下降的幅值既与震中距有关,也与测点所处的构造部位有关;3.同一测点视电阻率的变化具有明显的方向性。     

地电阻率季节干扰变化分析

结合我国实际,本文提出四类地电阻率季节变化的干扰模型.经模型理论计算及同有季节变化的四十多台站的实测资料对比得出:(1)地电阻率季节变化是探测深度偏浅时,地表层电性变化,特别是表层地下水水位年动态变化所引起的一种与地震无关的干扰变化.其变化形态与量级取决于干扰模型、地电断面类型以及探测深度.(2)通常地电阻率季节变化与浅层电阻率变化的符号一致,呈现出正常季节变化;但对 K,Q 型地电断面,当干扰层位于地表第一层时,将从某一供电极距开始,出现反常的季节干扰变化.(3)当探测深度大于300m 时,不论正常的还是反常的季节变化,其幅度都将小于2%.因此,只要适当选择台址或加大供电极距使探测深度足够大,便可排除或压低这种干扰.      

河北省地电阻率干扰因素分析

<正>1地电阻率短期干扰因素(1)观测系统故障。2010年2月8~9日,大柏舍台霜冻天气引起外线路局部漏电,EW向地电阻率出现大幅突跳上升变化,最大变化幅度为7.27?·m;2014年7月8日6~13时,大柏舍台北供电电极引线遭受腐蚀,NS向地电阻率发生突变,最大变化幅度为0.74?·m。(2)大风干扰。大柏舍台和兴济台观测系统外线路采用架空方式,地电阻率易受大风天气影响。2010年4月大柏舍台有8天大风天气,地电阻率出现数据突跳变化,突跳值与正常值(无大风天气的月均值)     

景泰6.2（Ms）级地震地电阻率变化特征

本文讨论了景泰6.2级地震,400km范围内有关11个地电台震前地电阻率变化,得到如下结论:1)武威、定西和水丹地电台在本次地震前观测到地电阻率临震突变;2)中、强地震前地电台能否观测到地电阻率临震突变与分布于震源区内、外的深大活断裂、强烈活断层以及发震应力场有关;3)临震前地电阻率变化时-空特征表明本次地震可能是NNW向(或与该方向大致相同)应力场短期内作用增强诱导发生的,并且震源断层北盘起了主导作用。     

九寨沟M_S7.0地震地电阻率变化时空演化分析

本文应用归一化变化速率(NVRM)方法,研究了2017年九寨沟M_S7.0地震周边800km范围内25个地电阻率台站2012—2018年的连续观测数据,分析了震中区周围的地电阻率时、空演化过程.结果显示:(1)25个台站中共有14个台站在震前出现了地电阻率变化,结合本次地震震源机制等分析其时空变化,认为邻近地震破裂带的临夏、通渭、武都和宝鸡台地电阻率在震前出现了下降—折返回升型的变化,符合前人已总结的强地震前地电阻率的变化过程.(2)地震发生前震中区周围大区域内出现了地电阻率负异常变化,且以震中区为中心呈条带分布,异常区的长轴方向与地震断裂带走向或地震烈度分布的长轴方向几乎垂直,与地震主压应力轴方向吻合.本文认为九寨沟M_S7.0强震发生之前,震中区周围出现的区域性地电阻率异常空间丛集现象是很好的中期和短临前兆;地电阻率震前异常动态演化、各向异性等特征对认识本次强震发震断层活动以及震源区应力场分布有启示意义.     

四川九寨沟7.0级地震前震情跟踪概述及震后总结

对于强震可否预测与如何科学预测的问题,通过九寨沟地震前的震情跟踪及地球物理场的时空演化总结,科学地认识地震预测工作.四川九寨沟7.0级地震前距离震中400 km范围内,在1～2年内出现形变、地电阻率等地球物理场的异常.异常时间主要从2016年开始,空间上主要沿北东方向分布,在200 km内有流动水准4项异常、GNSS观测1项;200～400 km流动水准1项异常、定点形变2项,GNSS观测1项,地电阻率3项.这些异常变化出现后,地震部门组织了多次现场核实和跟踪;最为典型的核实是2017年6月27日至29日中国地震局台网中心、宁夏地震局、甘肃省地震局组成异常核实小组,对甘宁川交界地区多台地电阻率变化进行了分析研判,2016年7月平凉台井下观测的地电阻率有1年的趋势性破年变异常,NS和EW向地电阻率异常变化率比背景值(背景值年变化为0.6%、0.4%)的明显增大,分别为1.1%、0.6%;天水深井地电阻率从2月份三个测道地电阻率值偏离背景值幅度达到0.4%,宁夏固原EW测项异常下降幅度约为0.4%,计算分析这组异常是由地层电性变化引起;针对上述变化再结合2015年全国7级地震(M 7)大形势危险区判定意见,以及地壳形变多测项异常的变化,预测在未来较短的时间(3个月内)甘宁陕交界地区(平凉、固原、宝鸡)有发生6.0级以上地震的可能,尽管预测意见偏离了九寨沟7.0级地震震中和震级.但通过梳理异常变化的序列,总结分析在监测范围内出现有限的异常时,如何判定地震要素?以期对未来地震预测提供的借鉴.     

地震危险区的地壳偶极电测深

本文研究了我国首次获得地震危险区地壳偶极电测深的地电阻率ρ_s 资料.地电阻率一阶差分值的结果表明:(1)测区周围100km 范围内4≤M≤6.4地震前3—76天ρ_s 有4％以上的前兆变化;(2)ρ_s 的季节性变化不明显.