深井地球物理观测的最新进展与中国大陆科学钻探长期观测

深井地震与地球物理观测(Borehole Seismology)是21世纪的一项崭新的高科技项目. 其目的是为了解决地球的表面效应和人类社会高度发展的城市化、工业化、现代化带来的噪音干扰,提高信噪比,推进现代地球物理观测与研究.随着地球系统科学的深入以及解决环境、资源、地震灾害预报等问题的需求, 近年来世界大陆科学钻探以及在钻孔深井内进行的地球物理长期观测得到了飞速发展,取得了高精度的观测研究成果. 中国大陆科学钻探长期观测在前期工作基础上,已经启动并正在构建我国第一个无地面干扰的深井地震、地球物理长期观测站,为实现我国的“入地”科学计划,开创我国21世纪地球科学观测研究的新局面作出贡献.     

江苏东海5000米深井地球物理长期观测的最新进展

深井地震与地球物理观测(Borehole Seismology)是21世纪的一项崭新的高科技项目.为了排除地面干扰,取得高信噪比、高分辨率、高精度的地球物理资料,从上世纪70年代起,国外地球物理学界开始从地面观测向地下深井发展,建设了众多的深井观测台站,并组建了区域深井观测台网.     

江宁地电台深井地电阻率观测系统分析

江宁地电台在原址开展地电观测抗干扰保护工程,采取缩短极距和电极深埋来减轻地铁和蔬菜大棚的影响。本文介绍了江宁地电台深井地电阻率观测系统场地布设方式、安装技术要求和施工要点,并讨论深井观测存在的问题。通过分析试运行1年的深井地电阻率观测数据,发现采用深井观测可减少干扰、缓解地电观测与经济建设的矛盾,是地电观测的重要发展方向之一。     

综述:台湾地区爆破和近震地面旋转运动观测的进展

已成功地测量到由大震引起的远场地面旋转运动,其观测结果与经典弹性理论计算结果基本吻合。然而,最近日本和中国台湾地震的近场旋转测量结果却比经典弹性理论预测值大10～100倍。1999年台湾集集地震(Mw7.6)的近场强地面运动记录显示沿长达100km破裂的地面运动极其复杂,因此,要想从加速度数据的二重积分得到合理的位移值则必须进行随机基线校正。因为旋转运动会对地球重力场产生扰动,进而影响到加速度观测,所以我们在台湾开展了相应的对地面旋转运动的观测研究。有3篇文章描述了台湾地区地面运动旋转的观测结果:(1)HGSD台站的观测结果(Liu et al,2009);(2)台湾综合地球动力学研究(TAIGER)项目的两个爆破在N3台站的观测结果(Liu et al,2009);(3)中正大学(NCCU)校园的观测结果(Wu et al,2009)。此外,Langston等(2009)给出了对台湾综合地球动力学研究爆破数据的分析结果。如前面几位作者指出的那样,我们发现台湾地区近震峰值旋转速率(PRR,单位mrad/s)和峰值地面加速度(PGA,单位m/s2)之间存在线性关系,这个关系式为:PRR=0.002+1.301PGA,其相关系数为0.988。     

深井观测中井对地震波影响的初步研究

地震观测中越来越多地采用深井观测技术。本文对深井观测系统中井对地震波的影响进行讨论,得到:在地震波频段里,井的存在对井中三分向地震仪的水平分量没影响,只是在一个比较有限的范围内对垂直分量有一定影响。在一级近似下,深井观测与地表观测地震波的差别是因地震仪被放置的位置不同所致。 这一结果将有助于深井观测资料与地面观测资料的统一使用。     

深井地球物理观测与东海深井长期观测的最新进展

<正>深井地震与地球物理观测(Borehole Seismology)是21世纪的一项崭新的高科技项目。东海深井地球物理长期观测是我国开展深井地震学观测研究迈出的第一步。20世纪70年代起,国外地球物理学界开始从地面观测向地下深井发展,前苏联等国相继进行了不同深度的科学钻探。1995年国际大陆科学钻探计划(ICDP)组织成立,中国为其成员国之一。此后随着项目的进行与发展,世界发达国家的科学家规划建设了多个深井钻孔与观测台站,组建了区域深井观测台     

地电阻率井下观测装置抗干扰能力实验研究

开展地电阻率深井观测系统对地面已知干扰源的抗干扰能力测试,对测试结果进行量化研究,分析地表电磁干扰对地电深井观测的影响程度,期望为将来地电深井方法的研究提供帮助.     

上海深井地震综合观测地磁资料分析

运用崇明长江农场台和浦东张江台新建地震综合深井地磁三分量资料,宋用小波变化方法,研究地磁场井下观测方式、数据质量和噪声特性.结果表明:①深井地磁观测资料日变形态明显,与地面观测资料一致性较好;②深井地磁观测能滤除大部分空间变化磁场产生的扰动;③深井观测的背景噪声幅度小,扰动频段集中.     

深井中地震波观测结果的某些物理解释

随着深井观测地震台网的进一步发展,在深井中获得的地震资料反映出了不少有意义的信息。本文对纵向不同深度上记录的地震波特征进行了分析和研究,探讨了纵向不同深度上各点之间记录的地震波走时差异和振幅差异的物理成因,指出了台基介质特性及空间状态(全空间或半空间)对地震波传播特征和记录特征的影响,并用软盖层效应加以统一解释。结果表明,在地下纵向不同深度上,自下而上直至地面,地震波的位移幅度逐渐放大、走时加长、周期变大;平原地区的松散沉积覆盖层对地震波产生放大、延时和滤波作用;在井下可以观测到向下传播的地面反射波,因而使得波列变复杂。     

地壳形变深井综合观测技术的新进展

简要讨论了国内外钻孔应变观测技术近10年来的发展动态,分析了美、日技术的特点,然后,介绍了作者依据自身的技术积累,研制新型深井综合观测系统取得的进展。所研制的RZB型深井地壳形变宽频带综合观测系统采用数字化电容式位移传感器,具有噪声低、动态范围大的特点;基于井下数据总线技术,使得按不同要求进行观测系统集成非常灵活;通过完善井下探头安装工艺,提高了深井安装的质量。最后,对北京百善和福建漳州两个深井地壳形变综合观测实验站的建设及观测数据进行了讨论。     

地电场观测方法与观测技术研究

地电场是重要的地球物理场,以地球表层天然电场及其随时间变化为主要研究对象,是地球电磁场的重要组成部分。文章在概要分析国内外地电场观测与研究现状的基础上,结合中国20多年来地电场观测实践,对地电场观测对象、观测方法、观测技术和观测数据等要研究进展,进行系统性分析和阐述;同时,对中国地电场观测研究中存在的主要难点、制约未来发展的主要因素以及目前需要重点关注的若干问题,进行初步分析和讨论。     

井下磁力计的研制

如何提高观测的信噪比,克服在人类社会工业化、城市化、现代化发展中带来的交通、工业等人为高噪音的影响,分辨微小地震和来自地下微弱的地球物理信息,是当代地球物理面临的重要研究内容.开展深井观测是提高观测精度的有效途径.为此中国地震局研制了井下集成综合观测系统,地面主机用RS-422总线与井下各传感器进行实时数据通信.在井下...     

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。     

上海地区深井孔隙压观测研究

为了减少环境干扰,探索有效的地震监测新方法,上海地震局“十五”期间开展了综合深井观测,两口深井钻穿过深厚的覆盖层进入基岩,将孔隙压计安放于井底进行长期观测.孔隙压计是一种供长期测量混泥土或者地基内孔隙中的水压力的仪器.孔隙水压计采用钻孔埋设法,埋设关键是封孔,封孔目的是隔断水压计上下水源.     

深井观测对测定地震波谱和震源参数的可能影响

本文研究了深井观测对测定地震波谱和震源参数的可能影响。研究结果表明:井下观测对测定地震波谱和震源参数确有很大影响。井下测定的地震波谱高频较弱,拐角频率较低,震源参数诸如地震矩、应力降和平均位错都比地面基岩测定的结果偏低,而震源等效半径则偏高。     

广东省地震局地球物理观测研究回顾及设想

简要回顾了广东省地震局开展地球物理观测和研究的历程及取得的成果,并提出了今后的工作设想。     

上海崇明长江农场深井综合地震观测系统地磁观测数据质量分析

对上海崇明长江农场井深约460m的深井综合地震观测系统中的地磁观测数据进行质量分析。通过对该系统2套地磁仪以及相距约12km的三烈中学台地磁仪的时序图、相关性、频谱以及等效背景噪声水平对比分析,得出:(1)上海深井综合地震观测系统中用膨胀水泥固定在井深约460m岩石中的地磁仪工作正常,未受同一耐压腔体内应变仪、地温计、空隙压计传感器和安装在同一个钻孔内深度为430m左右的地震仪、倾斜仪传感器和系统影响,且相距60m远的长约400m的井下套管对其相对变化也未产生扰动;(2)长江农场深井地磁观测的等效背景噪声水平明显小于三烈中学台,开展深井地磁观测既能节约经费又能获得高于地表的观测数据质量,是值得推广的建设方式。     

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.     

漳州台深井综合观测与洞体应变观测资料对比分析

根据漳州地震台深井观测系统中探头上、下端面共8分量应变观测单元及台站洞体内伸缩仪的应变固体潮观测资料,利用相互垂直的一对线应变分量共5种组合的方式计算出本地的面应变,并与固体潮理论值进行两两相关分析比较。结果表明,深井观测系统的4种面应变组合的变化形态较伸缩仪面应变更接近固体潮面应变理论值,其中6#8#组合为最优组合,与固体潮理论值相关系数高达0．9418,而伸缩仪组合与理论值相差较大,相关系数仅为0．7838。Venedikov调和分析显示,深井观测系统的内在质量优于洞体内伸缩仪的观测质量。     

井下综合观测技术发展现状

21世纪以来,井下观测以日、美等国为首迅速进入“深钻井,多分量,宽频带”的发展时期,我国也紧随其后开始了井下综合观测技术的研究.本文介绍了10年来井下综合观测技术在世界各国大陆、大洋科学钻探工程中的应用,展示了各国井下综合观测技术上的成果,并分析比较了各种技术的特点,最后对深井高温高压环境、多测项集成技术和井下安装检测工艺等关键问题进行了分析和总结.在我国,井下综合观测仍属于技术创新项目,虽然第一批井下综合观测系统已成功研制出来,并在500m以内的钻孔中进行了小规模的实验,但成功经验较少,与技术领先的发达国家相比仍有不小的差距.