地声和极微震基本观测系统的设想

在大震前后听到犹如闷雷、滚石、击鼓声似的地声已屡有记载,于是作为寻求地震预报方法的一种探索,地声的观测研究引起了人们的兴趣。另一方面国内外一些同行们进行过或正在进行着一些关于极微震的观测研究,从国内以往的地声记录看来,其中有相当宁部分就是极微震。目前地震观测系统所观测的一般是频率低于20赫的信息,这些信息通常是地震事件或人工爆破事件,于是无论是按照声频的定义或是地震观测的惯例,都可以把频率高于20赫的地振动事件称之为地声。极微震也可以看作是一种低频地声,它的主频率一般在20至60赫,相应地也可以称主频在60赫至300赫之间的为中频地声,高于300     

前兆性地声的衰减特性及生物效应的研究

本文对八个前兆性地声信号在沙层中的衰减特性,及其对鼠脑中5-羟色胺(5-HT)代谢的影响,进行了测量分析。主要结果如下: 1.八个地声信号在沙层中的衰减特性的图象基本相似,其基本特征相同的具有明显的一致性。50——100Hz和250——630Hz内的衰减与频率明显有关,100——250Hz的优势频段内的衰减比较平缓,该频段内20——30cm沙层的吸收系数为410-2——610-2dB/cm。 2.地声信号透入30cm沙层内的洞穴中,洞内声压级的相对衰减率与同深度沙层内相比较,呈现一定的下降现象,并与地声信号的基本特性有关。在优势频段内,单次性轰隆声、连续性炒豆声等和刮风声分别下降4.40.8％、3.50.3％和3.00.2％,连续性小鼓声的下降不明显。 3.静适应48小时的小白鼠,同时分别在105——85dB和76——66dB的地声信号的随机组合声中暴露30分钟,其脑内5-HT的代谢产物5-羟吲哚乙酸(5-HIAA)的含量分别比对照组增高24.7％和26.2％. 这些结果表明,前兆性地声波透入地表的频谱特征与介质的吸收特性有关。此时透入洞穴内的地声波,其优势频段虽然明显低于鼠的听觉敏感区,但对鼠是一种极不适应的低频噪声刺激,可直接影响到脑内5-HT的代谢过程。同时,洞穴可增强动物对噪声背景上的声信号识别。可见,前兆性地声波有可能是引起鼠等穴居动物      

洛马普列塔7.1级地震震中附近的超低频、极低频和甚低频电磁场的观测结果:可能的超低频前兆

我们实验室设在斯坦福大学附近的两个独立的电磁噪声监测系统已经运转几年了,这两个系统直至1989年10月17日洛马普列塔地震之前都有观测结果。因此,我们具有独特的地震前电磁噪声背景变化的详细记录。特别是我们的观测结果系统在大于5个数量级的频段内(0.01Hz—32kHz),覆盖了25个窄频带,其时间分辨率在超低频段(0.01—10Hz)为半小时,对极低频和甚低频段(10Hz—32kHz)为1秒。超低频系统安装在科拉利托斯附近,距震中约     

DEMETER卫星监测的极低频和超低频电磁场数据分析

分析了DEMETER卫星上测量的极低频(ELF, 3—30 Hz)和超低频(SLF, 30—300 Hz)水平磁场. 其统计变化规律与地面上实测的此频段大气噪声变化规律一致, 并且数值差异也符合电波传播规律, 说明卫星上监测的电磁场来源于地面. 同时对DEMETER卫星上测量的ELF和SLF归一化波阻抗进行了深入地分析, 由电子密度与离子密度计算出的归一化波阻抗与由实测电磁场计算出的归一化波阻抗均有差异. 现有观测资料并不完全“自洽”, 尚有问题需深入研究.      

河南及邻区宽频带地震仪大震前地脉动信号分析

选取2008年4月27日—5月13日河南及邻区宽频带地震资料,对全球3次M≥7.0地震前地脉动时域、频域、幅值进行分析,发现地震前2.4—3.6天地脉动出现低频异常,幅值与震级、震中距有关;前两次地震前低频异常优势频率分布在0.20—0.30Hz,而汶川8.0级地震前两个频段显示异常,分析认为,0.18—0.25 Hz频段异常与台风扰动有关,0.11—0.18 Hz频段异常与汶川地震相关。分析近海台风对地脉动的影响,发现台风期间,0.15—0.25 Hz频段地脉动显示异常,幅值变化与台风过程基本同步。     

浙江湖南镇水库1982年5月22日3.1级地震序列的近场地声观测和初步研究

本文介绍湖南镇水库1982年5月22日ML=3.1级地震序列的近场地声观测和初步研究结果。观测表明:每一次地震都伴随地声。地声系相应地震事件辐射的高频弹性体波。其经由地面透射与空气耦合后形成可听地声。地声活动性在3.1级主震前后呈明显的阶段性变化特征。地声频率为60——250Hz,其加速度功率谱主频率fD为80——150Hz。研究了主频率的时间序列,发现前震期地声主频率由高值向低值转移,主震时达极低值。余震期内,主频率则由低值向高值回升,fD与ML呈幂函数关系fD=130.7(ML+2)-0.3。研究表明,地声主频率与时间、震级的相关性主要取决于震源破裂尺度,同时也与震源介质的应力状态和品质因数Q值变化有关。3.1级地震序列的近场地声观测和研究结果,与近年来国内外岩石破裂过程与声发射活动性和波谱特征的实验研究结果颇为一致。它表明,在矿山和地震活动区进行近场地声连续观测和实时分析,对岩爆和地震过程的预测有重要意义。      

关于汶川8.0级地震前电磁扰动异常的讨论

通过对汶川8.0级地震前四川金河台电磁扰动数据变化的研究,结果显示:①电磁扰动0.001～1 Hz在震前每天06:00～22:00出现非脉冲性高值波动变化,在12:00和18:00达到最大;1～10 Hz在2008年1～3月出现与超低频类似的高值变化,最大幅度为300 mV; 10～20Hz无明显异常.②分析了电磁扰动...     

鼠对前兆性地声记忆反应的研究

本文比较研究了小白鼠对主峰频率200Hz的前兆性轰隆声和对粉红噪声的记忆反应。结果表明,小白鼠不仅能对这种地声信号产生明显的记忆反应,而且受训鼠对这种地声信号敏感性显著增高。 1.地声组(Gs.G.)和噪声组(N.G.)穿门反应的时间-强度曲线(TIC)都近似指数衰减。在1——5s內(SPL 10dB)的峰值强度分别为0.71和0.40。对照观察(Con.)的TIC近似随机事件的正态分布,1——5s內的反应强度仅为0.13,11——15s內的峰值强度为0.32。 2.地声组对10dB的地声信号穿门反应的潜伏期为2.450.5s,即比噪声组平均短0.86s;对10——30dB的地声信号穿门反应的潜伏期比噪声组约短2s。 3.地声组穿门反应的群体效应明显增高。以3只鼠和4只鼠的群体穿门反应的比率分別为Con.的1.6倍和2.9倍。 4.地声组的受试动物对250Hz纯音反应的TIC仍接近于对地声信号的反应,而对粉红噪声的反应明显地失去原来的反应特性。      

震前电磁波异常形态几例

为了研究震前的电磁波信息,我们在嘉祥地震台用GC1-1A型磁感应传感器接收超低频电磁波信号,频率选在0.001Hz—10Hz。传感器分南北、东西两个方向,平放于嘉祥地震台地面基岩中。采用DJ-1作记录器,直接笔绘波形,从而达到连续记录的目的。放大器取自地震仪,为了更好地把地震仪的放大器用于电磁波的接收,我们作了两处小改     

DZB-1B型自动标定器的幅度测量与标准

关于地震模拟信号自动标定器输出幅度的测量与校准是一个需要解决的问题。从前我们一直未进行这项工作,国内计量部门也无法解决地震系统常用的超低频信号(0.01Hz—10Hz)的测量与校准问题。我们经过不断探索、研究及反复实验,较好解决了这一问题。     

河南平顶山平煤矿区天然地震、爆破、塌陷时频特征分析

选取2019年3月—8月河南平顶山市宝丰县平煤矿区发生的ML 2.0—2.9天然地震、爆破、塌陷等9次震动事件,在区域地质构造背景和波形特征分析基础上,采用短时傅里叶变换(STFT)方法开展时频波谱分析,提取不同类型事件的时频特征。结果显示:(1)天然地震频率成分丰富,且高、低频分布均匀,P波在约3 Hz和8 Hz处存在2个峰值,S波存在多个峰值;(2)爆破事件的时频谱相对集中,以低频为主,P波频率峰值约5Hz,信号主频随时间变化,大致呈线性降低至1—2 Hz;(3)塌陷事件频率成分以4 Hz以下的低频为主,P波无明显峰值且频率成分单一,主频出现在2 Hz左右的面波。本文结果可为今后该矿区震动事件类型判断提供参考依据。     

地脉动记录中台风扰动和低频波前兆信息的频带区别研究

通过对宽频带数字资料在昆仑山口西8.1级、汶川8.0级、民乐—山丹6.1级地震前地脉动幅度和频谱变化的研究,发现在震前几天地脉动有明显的扰动变化,初步认为是大震的低频波前兆异常。而强台风对地脉动也有类似的扰动现象。从频率域对比研究后初步认为:低频波前兆异常的可能频带范围是0.1~0.14 Hz,而强台风对地脉动的扰动频率范围是0.15~0.30 Hz。区别对待这两个频带,对跟踪强震临震异常有现实意义。     

0.9 m薄煤层SH型槽波频散特征及波形模式

在0.9 m薄煤层中使用放炮方法做微震震源的条件,通过对所采集到的薄煤层槽波信号进行分析,发现薄煤层槽波在频域中存在高频和低频两个独立并且不连续的波段.其中高频区大约以2000 Hz为中心,低频域的中心频率约为490 Hz,并且高频域和低频域的能量差异不显著.通过时频分析,可以清晰地看到高、低两个频域几乎在同一时刻触发,并且其小波相关系数在这两个域中的分布规律表现出一定的相似性.通过对0.9 m薄煤层槽波频散曲线的理论分析可知,现场观测到的Airy震相的频率及速度和其理论值较为接近.震源置于煤层中心,且炸药能量对顶底板的扰动,对第二阶对称波形模式下槽波高频部分的形成起着关键作用.在这一对称高阶波形模式下槽波的波速基本上和煤层顶底板中S波的波速一致.由于这两个触发的波形模式在时间域中具有相似的特征,建议在高频域和低频域同时发育较好的薄煤层槽波勘探中,可以采用在同一时间域中高低频相结合的方法提高利用槽波勘探分析的效果.     

淮南地震台电磁扰动异常分析

2010年6月28日至8月20日淮南地震台电磁扰动低频1-20 Hz(二、三通道)出现较多脉冲,超低频0.01-1 Hz未出现明显变化.对脉冲的时间和空间特征进行分析,结果发现:自2008年观测以来,每年6-8月,二、三通道均有类似的脉冲增多变化.对电磁扰动日均值与淮南市日用电量荷载进行相关分析,发现淮南市用电量与电磁...     

伊陕斜坡第四纪小型河湖沉积盆地干扰波特征及形成机理

在地震勘探中,鄂尔多斯盆地伊陕斜坡苏里格西地区的第四纪小型河湖沉积盆地会产生一种强干扰波.为了探索该干扰波特征及形成机理,通过对大量的试验资料对比分析,综合研究了该沉积体的沉积规律、岩性特征及干扰波速度特点,频谱特性和时距曲线.结果表明,该干扰波形成机理有如下特点:(1)该干扰波能量强,呈"八字胡"状;(2)该沉积体为第四纪河湖相沉积,岩性、速度成层分布,是形成该干扰波主要原因;(3)该干扰波频谱在0~300 Hz,近道主频在50 Hz,中道主频在65Hz,远道主频在20Hz,第270道高频主瓣在870ms,中低频主瓣在920ms;(4)干扰波时距曲线为双曲线.     

低频振动作用下土壤气中氡浓度变化的初步实验研究

“振动”作为水氡震兆异常机理已引起人们的关注,并进行了一些实验研究。超声振氡实验是在室内进行的;而低频振动实验则主要是通过大爆破水(气)氡观测在野外进行的并得到了令人鼓舞的结果。人工爆破产生的应力波确实能引起地下水(气)中氡浓度发生变化,但变化比较复杂,很难用一个模式进行解释。为了进一步研究在低频振动作用下氡浓度变化的特点和机理,首先开展了土壤气体中氡的振动实验。岩石破裂时声发射有极宽的频带。岩石标本的滑动产生约100赫的声发射,弯曲和拉伸产生100—1000赫的声发射;而岩石受压产生微破裂时的声发射为10~5—10~6赫,人工爆破和微震的体波频率相似,一般为几赫或十几赫,最高为几十赫、而地震时已记录到的声发射为50—70赫,有的为数百赫。因此,低频振动实验有极宽的频带可供选择。     

对低频振动台振动波形的超低频失真度量值测试报告

波形的非线性失真度是评定振动台运动精度的一项重要技术指标,而目前国内外还没有直接测量波形频率低于2Hz的失真度仪,这就限制了低频标准振动台的使用范围,而这正是地震系统及其它一些低频测振系统共同关心的部分。本文提出的超低频波形失真度测量法,是应用FFT方法在频域上展示并量取各次谐波幅值,通过简单计算得出超低频失真度量值。我们已用该方法对中国计量科学院生产的垂直向低频标准振动台和水平向振动台作了频率低于2Hz的失真度量值测试,并获得结果。在国内首次扩大了该套振动装置的使用频率下限,为地震仪及低频测振仪的标定工作作出了贡献。该方法也适用于其它如机电转换装置及电信号发生、记录、转换装置的失真度量值测试。     

SLF/ELF电磁接收机研究及观测试验

大功率、人工源的超低频/极低频电磁波技术已经成为当今国际地球物理学界瞩目的一个新兴研究领域,采用此方法计算获得的地下介质电性结构具有很高的精度和稳定性,特别适用于地震预测等需要精确观测数据的研究。在中国,从20世纪90年代末开始,开展了基于大功率人工源超低频/极低频技术的方法研究,也开展了该方法在地震监测领域的应用研究,然而对于适用于地震监测应用的观测系统的研究进展比较缓慢。文中介绍了专门用于地震监测应用的超低频/极低频电磁接收机的研发,详细说明了仪器的硬件系统组成、主要技术指标及其关键技术。试验观测结果表明该仪器能满足目前0.1～300Hz频段人工源电磁信号观测的需求。     

DS—80A型地声仪

一、设计依据 野外观测和室内模拟试验证实地声频谱范围较宽,从低于1赫兹到几千赫兹。因此,要求地声仪频响做的宽些。但频带宽了,又容易受各种自然与人为干扰,且展宽低频端很难做到频响平直,因而我们设计的仪器,频率范围从10赫兹到5千赫兹。低端与微震仪衔接,高端满足接收近震高频的需要。     

地球磁层中超低频波与低能粒子的相互作用

太阳风—磁层耦合过程会产生各种等离子体波,其中超低频波的频率最低(1 mHz～1 Hz)、波长最长(与内磁层磁力线长度相当)、能量密度最大.超低频波在磁层粒子加速、物质输运和能量转化中起着重要作用.以往的研究主要关注超低频波的全球性传播和分布特征以及这些波动与磁层能量粒子(辐射带电子和环电流离子)的相互作用过程.最近几...