地电场多测向日变波形相位关联特征

本文以电磁环境、装置系统、日变波形均具有代表性的海安、平凉、瓜州等7个台站为对象,基于大地电场潮汐机理和裂隙水(电荷)渗流(移动)模型,应用快速傅里叶变换和矢量分析方法,研究这7个台站在2009—2015年多个时段、多个测向的地电场日变波形的相位关系及影响因素.结果显示:多方位地电场观测的日变波形之间具有同相或反相的相位关联特征; 当观测地电场的电极与仪器的连接方式确定后,不同测向地电场日变波形的相位关联即由场地岩体裂隙优势方位所决定,且这种相位关联特征具有相对稳定性.      

门源MS6.9地震前地电场优势方位角与加卸载响应比异常变化分析

2022年1月8日在青海门源县发生M_S6.9地震,基于震中300 km范围内地电场近5年观测资料,综合分析选取9个观测站,根据大地电场岩体裂隙水(电荷)渗流(移动)模型计算其优势方位角,并尝试以地电场为响应量,通过库仑应力触发模型的加卸载响应比(LURR)计算方法,计算地电场LURR值。结果显示：(1)两种不同方法计算的地电场异常站在空间分布上具有一致性,其中古丰、黄羊川、寺滩和兰州站地电场优势方位角、LURR在震前皆出现异常变化,而山丹等其他站方位角、LURR均看不出明显的异常变化。(2)兰州和寺滩站两种计算方法的结果时序变化较为吻合,表现出准同步性。进一步结合震源机制解对异常观测站优势方位与区域主压应力P走向的关联进行分析,结果表明基本符合岩石物理学理论,这在一定程度上可增强地电场优势方位角方法在分析地震前兆异常中的可信度。地电场优势方位角以及LURR值两种计算方法在机理上具有关联性,综合分析其异常演化特征可能有助于进一步认知地震孕育的物理过程。     

大地电场岩体裂隙模型的应用基础与震例解析

应用大地电场岩体裂隙模型,对中国大陆主要块体内电磁环境、装置系统较好的40个台站进行分析,发现80%场地岩体裂隙结构处于发育阶段、15%场地裂隙处于排列有序的长大阶段、5%场地岩体较破碎,这些不同阶段的岩体裂隙结构对应着不同的大地电场幅度、方向变化特征.通过对2013年至2018年3月中国大陆6次典型震例解析,发现在强震震中200km范围内,岩体裂隙处于长大或发育好的场地较集中,而且这些场地在强震前更容易发生岩体剪裂、裂隙优势方位偏转和大幅度突跳等结构变异,200km外场地裂隙优势方位多发生突跳现象.总体上,这些现象还具有时间准同步性、场地选择性特点.     

漾濞县MS6.4、玛多县MS7.4地震前地电场变化分析

2021年5月21日云南漾濞县发生M_S6.4地震、5月22日青海玛多县发生M_S7.4地震,分别分析漾濞震中500 km内12个地电场台数据、玛多震中500 km内8个地电场台数据,获知:(1)漾濞地震周围罗茨等8台优势方位角在震前出现了异常变化,弥渡等4台看不出明显异常变化;盐源等7台相关系数在震前2～6个月出现了大幅度下降,元谋、苴林等5台相关系数看不出明显异常变化。(2)玛多地震周围门源等4台方位角在震前出现了异常变化,都兰等4台方位角看不出明显异常变化;门源等5台在玛多地震前2～6个月相关系数出现了大幅下降、变化范围明显变窄等现象,都兰、白水河、金银滩等3台优势方位角和相关系数都看不出明显异常变化。(3)两次地震分析中地电场优势方位角和相关系数异常变化在时间上皆具有同步或准同步性。     

西安地震台新建与原形变山洞DSQ型水管倾斜仪观测资料对比分析

西安地震台新建与原形变山洞引洞进深、覆盖层厚度、观测环境等存在差异,山洞内各架设一套DSQ型水管倾斜仪进行形变观测。选取2套仪器2020年观测数据,就数据完整率、固体潮波形记录、自然环境干扰、强远震同震响应、数据内在质量等进行对比分析。结果表明： ①与原形变山洞相比,新建山洞观测数据的稳定性、内在质量较优;②新建山洞架设的水管仪基本不受大风、降雨等自然环境干扰的影响; ③受人员参观影响,新形变山洞水管仪数据完整率、相对噪声水平略差; ④基线长度不同,可能是2套仪器记录强远震同震响应幅度不同的原因之一。总体上,随着新建形变山洞观测环境的逐渐稳定,其各项指标具有稳中向优的趋势。     

典型干扰环境中的大地电场优势方位角应用探讨

高压直流输电故障、地电暴、地电阻率观测人工供电、地铁等通常会对地电场观测带来较大干扰,对观测资料的应用、地震异常信息的提取识别等带来了很大困扰。选取陵阳、瓜州等13个观测系统较好的地电场台站,基于大地电场岩体裂隙水(电荷)渗流(移动)模型,计算实际观测中这些典型干扰下各场地大地电场优势方位角α的变化情况。结果表明：通常的地电暴、高压直流输电、地电阻率观测人工供电、城市轨道交通等干扰,计算的α值受影响不明显,但持续多日的大幅度、剧烈干扰可能导致部分场地出现影响。通过对2018年9月陕西宁强M_S5.3震例分析,其结果表明复杂环境中周边场地强震前的α值异常可能也显著。研究结果对地电场数据应用可能有一定参考意义。     

典型干扰对岩体裂隙优势方位计算结果的影响研究

应用平凉台地电场NS、 EW方位大地电场的分钟值, 其矢量合成结果表明, 该场地的大地电场强度、 方向变化都具有日周期性, 并且其方位与应用潮汐谐波振幅计算的岩体裂隙优势方位α角一致。 在该场地, 来自空间的磁暴干扰对α角的计算结果基本不产生影响; 模拟加入脉冲、 电阻率观测人工供电、 地铁等典型干扰, 在干扰幅度小于平凉台日变波峰值时, α角的计算结果基本不受影响; 模拟加入直流阶跃干扰时, 干扰加入当天会影响α角的计算结果, 但从第2天起不再影响α角的计算结果。     

西安台新山洞两套倾斜仪观测数据对比分析

西安地震台新山洞于2019年建成,覆盖层较厚、观测环境优良,内部日温度、年温度变化均符合形变仪器观测环境要求。通过对2020～2021年新山洞架设的两套地倾斜仪(VP和DSQ)观测资料进行对比分析,得出以下结论：(1)VP型宽频带倾斜仪数据完整率和连续率均大于99%,DSQ型水管倾斜仪2020年数据连续率和完整率小于99%。(2)两套地倾斜仪器都能清晰记录到固体潮汐,VP型宽频带倾斜仪两个测向记录波形较好,两套仪器均无明显年变形态,水管倾斜仪北南和东西向数据漂移较大,北西向波形较稳定。(3)DSQ型水管倾斜仪观测精度、噪声水平明显高于VP型宽频带倾斜仪。(4)新山洞覆盖层较厚,强降雨、大风等自然环境变化对观测没有明显影响。(5)以青海果洛州玛多县Ms7.4地震、青海海北州门源县Ms6.9地震为例,分析表明VP型宽频带倾斜仪记录到的同震变化较DSQ型水管倾斜仪时间早、幅度大、持续时间长,这与观测仪器的基线长度、输入信号的频率等有关。