分层重力图像方法及其应用

分层重力图像方法是依据三维地震波速的层析成像结果，通过速度与密度相关关系，转换得到分层的密度结构模型，计算并给出各分层在地表的重力异常分布图像．以中国大陆为例，给出其不同深度的7个分层的重力异常图像和不同分层叠加的综合（或总合）重力异常分布图像．经过与实测的中国布格重力异常资料对比分析，结果表明两者的重力场特征相当一致；分层重力图像的结果能较好地反映地下不同深度的物质分布．     

雅江6.0级地震前后的重力变化异常特征

对川西地区2000～2001年雅江—康定间6．0级地震前后的重力观测资料进行了处理，绘制了重力场变化等值线图和三维曲面图，从动态的观点研究了雅江地震前后重力场的图像变化特征。结果表明：①重力变化与构造环境变化有关，地震前重力场有明显的异常变化。②雅江地震前后重力场空间分布图较好地反映了鲜水河断裂带及北西向的理塘断裂和北东的玉龙西断裂构造活动弓l起的重力变化。③地震发生在重力异常下降区及高梯度带附近。     

青海金银滩、门源、大武地电场干扰因素分析

利用2019～2021年的观测资料,通过查阅观测日志、干扰源调研等方法,对金银滩、门源、大武地电场的干扰因素进行了分析。结果表明：金银滩地电场以地电阻率供电干扰及牧民抽水泵漏电干扰为主;门源地电场以太阳能板漏电干扰及降雨干扰为主;大武地电场的主要干扰因素为漏电干扰。针对以上干扰因素,分析认为金银滩地电场地电阻率供电干扰可以通过调整地电仪供电电流大小来抑制,牧民抽水泵漏电干扰应该改造线路;门源地电场的太阳能板漏电应该做绝缘处理,防降雨干扰应该从埋设电极出发;大武地电场的漏电干扰应该与当地牧民沟通,改造线路解决。     

江淮地区地震动区划的研究

尝试性地提出了基于地震动参数背景值的确定性方法,将概率性地震危险性分析和确定性地震危险性分析相结合,对江淮地区这一中强震过渡区的地震动参数特征进行了研究,并把地震动参数背景值的计算结果绘制成平面等值线图和立体等高线图。为中强震过渡地区的地震动区划研究提供了一个实例。     

暴时环电流不对称性的地面磁场特征研究

选用东经20°子午链和北纬30°纬圈链台站地磁场日分量的分钟值数据,分析了2004年11月07-10日期间赤道环电流不对称性的时间演化特征．利用UT_MLT和UT_MLAT等值图来监测H分量的地方时分布、纬向分布和时间变化特征．结果表明：①UT_MLT等值线图清楚地显示,在急始之后的初相,日分量主要在正午附近增强,表明磁层顶查普曼一法拉罗电流所产生的地磁效应是主要原因．主相期间H分量最大负值出现在昏侧,表明环电流呈明显的晨一昏不对称分布．②UT_MLAT等值线图显示,磁暴期间磁扰变幅随纬度增高而减小,与Dst指数有很好的对应关系．磁扰的纬向分布提供了描述暴时环电流能量时间变化的新视点．③H分量的UT_MLT和UT_MLAT等值线图为实时监测环电流的时空分布提供了有效的手段．     

分层重力图像方法及其应用

分层重力图像方法是依据三维地震波速的层析成像结果,通过速度与密度相关关系,转换得到分层的密度结构模型,计算并给出各分层在地表的重力异常分布图像．以中国大陆为例,给出其不同深度的7个分层的重力异常图像和不同分层叠加的综合（或总合）重力异常分布图像．经过与实测的中国布格重力异常资料对比分析,结果表明两者的重力场特征相当一致;分层重力图像的结果能较好地反映地下不同深度的物质分布．     

黄土斜坡地震动时程分析

应用地震危险性分析理论和地震动人工合成技术，给出Newmark法中所需的地震动时程，解决了斜坡稳定性分析Newmark法中难以选取合适地震动时程的难题。通过对黄土斜坡实例计算，给出了坡体中地震动峰值加速度与深度的关系；在计算坡体位移时，提出了等效峰值加速度的概念；对比了使用地面地震动时程和使用坡体内等效地震动时程的计算结果。     

新一代地震预报专家系统NGESEP预报效能的初步研究

利用４０个地震震例对新一代地震预报专家系统ＮＧＥＳＥＰ的预报效果进行了检验。比较了使用信度分布图和信度等值线图两种方法未来发震地点的效能，分析了系统对地震三要素的预报结果，表明该系统具有较高的预报效能。     

天水地震区Q值结构

计算了天水地震区人工地震测深两条纵测线时间域里Ｐ波最大振幅随距离的衰减速率的变化，反演出Ｐ波的衰减特征．计算了二维Ｑ值分布，给出了沉积层、上地壳、中地壳、下地壳及低速层中的Ｑ值块状分布图，并对不同的构造单元给出了平均Ｑ值柱状分布图．     

安宁河断裂带测区古构造残余应力场对大地地震的控制

以岩体正交异性弹性理论为基础，用Ｘ射线法，在安宁河断裂带测区，沿横过和平行断裂带的条测线，测量了岩体三维宏观残余应力，绘成了宏观残余应力场水平和铅直三维主分量水平分布等值线图水平和铅直最大剪应力水平分布等值线图及水平主应力线图，研究了此种场对大地震的控制作用。     

Out‐of‐plane effects in 2D borehole‐to‐surface resistivity tomography and applications in mineral exploration

In this paper, we discuss the effects of anomalous out‐of‐plane bodies in two‐dimensional (2D) borehole‐to‐surface electrical resistivity tomography with numerical resistivity modelling and synthetic inversion tests. The results of the two groups of synthetic resistivity model tests illustrate that anomalous bodies out of the plane of interest have an effect on two‐dimensional inversion and that the degree of influence of out‐of‐plane body on inverted images varies. The different influences are derived from two cases. One case is different resistivity models with the same electrode array, and the other case is the same resistivity model with different electrode arrays. Qualitative interpretation based on the inversion tests shows that we cannot find a reasonable electrode array to determine the best inverse solution and reveal the subsurface resistivity distribution for all types of geoelectrical models. Because of the three‐dimensional effect arising from neighbouring anomalous bodies, the qualitative interpretation of inverted images from the two‐dimensional inversion of electrical resistivity tomography data without prior information can be misleading. Two‐dimensional inversion with drilling data can decrease the three‐dimensional effect. We employed two‐ and three‐dimensional borehole‐to‐surface electrical resistivity tomography methods with a pole–pole array and a bipole–bipole array for mineral exploration at Abag Banner and Hexigten Banner in Inner Mongolia, China. Different inverse schemes were carried out for different cases. The subsurface resistivity distribution obtained from the two‐dimensional inversion of the field electrical resistivity tomography data with sufficient prior information, such as drilling data and other non‐electrical data, can better describe the actual geological situation. When there is not enough prior information to carry out constrained two‐dimensional inversion, the three‐dimensional electrical resistivity tomography survey is the better choice.     

three-dimensional sensitivity coefficients of apparent resistivity and preliminary application

We calculate three-dimensional sensitivity coefficients distribution of apparent resistivity observation when Schlumberger array is used by using finite element method. Analysis results suggest that for the situation of one-dimensional positive or minus coefficient of surface medium, three-dimensional sensitivity coefficients distribution at surface shows similar patterns, and sensitivity coefficients distributions of different layered electric structures are also similar. There are two approximate ellipses at the two-dimensional surface plane between current electrodes and potential electrodes, where sensitivity coefficients are minus, and sensitivity coefficients at other areas are positive. Sensitivity coefficients at two approximate ellipses between current electrodes and potential electrodes are minus at the vertical section along monitoring line, while others are positive. From the three-dimensional view, minus sensitivity coefficients are at the two approximate half ellipsoids between current electrodes and potential electrodes when arrays are applied at surface. And coefficients near the electrodes are much greater than other areas. When resistivity of local areas at surface changes, we can qualitatively analyze the disturbing effects caused by the areas using three dimensional sensitivity coefficients distribution, and the analysis result can serve as reference for further experiment and numerical model quantitative analysis.     

基于数字岩心的岩石电性微观数值模拟(英文)

本文利用x射线CT获取反映岩心微观结构的三维数字岩心,利用数学形态学中的开运算模拟了岩石的油驱水排驱过程中,不同含水饱和度下油和地层水在孔隙空间中的分布。利用有限元方法计算了岩石电阻率,进而得到岩石地层因素和电阻率指数,并考查了岩石润湿性对岩石电阻率指数的影响。数值模拟结果表明：基于数字岩心的水湿岩石地层因素和电阻率指数数值模拟结果与实验结果一致,拓展了岩石电阻率实验的能力;岩石润湿性对岩石电性有重要影响,在相同含水饱和度下,油湿岩石电阻率高于水湿岩石电阻率,油湿岩石饱和度指数远大于水湿岩石饱和度指数。     

中国地区地磁异常与地震分布关系

本文用1970.0年全国地磁普测的归化值,减去按国际地磁参考场(IGRF1985)计算的中国地区地磁正常值,得到地磁异常,绘制了异常等值线图,进而对我国大陆地磁异常分布的特点进行分析,发现地磁异常展布格局与地质构造格局相当吻合,地磁异常与地震分布有着密切的关系。     

鲜水河断裂带古构造残余应力场对大地震的控制

以岩体正交异性弹性理论为基础,用X射线法,在鲜水河断裂带测区沿7条测线,测量了岩体三维残余应力,绘成区域残余应力等值线图、主应力线图及其应变能密度等值线图,探讨了其对带内大地震的控制作用     

基于二次耦合势的广域电磁法有限体积三维正演计算

与可控源音频大地电磁（CSAMT）相比,广域电磁法通过采用全区视电阻率定义,突破了卡尼亚视电阻率所需的远区条件限制,极大拓展了可控源电磁观测区域和探测深度.考虑到电偶源激发场的三维特征以及地下复杂三维结构,为提高广域电磁数据解释精度,本文实现了基于二次耦合势的广域电磁法三维正演计算.该算法利用Helmholtz定理将麦克斯韦方程转化为库伦规范下的磁矢势和电标势耦合方程,有效改善了离散所得大型线性方程组的谱性质,并通过强加散度条件来消除电场伪解的影响.此外,采用散射场方法,其中一次场使用准解析法求解,二次场使用有限体积法求解,克服了局部激发场源奇异性问题.通过与一维层状模型下电偶源产生的电磁场准解析解对比,验证了本文算法的正确性.在此基础上,利用本文的正演算法对比分析了广域电磁法与CSAMT对典型三维目标体的探测能力,结果表明在相同的观测条件下,广域电磁法能够更准确地反映地下目标体信息,拥有更优的分辨能力.     

地-空瞬变电磁法电阻率成像研究与应用

地-空瞬变电磁法（Semi-airborne transient electromagnetic,SATEM）凭借适应能力强、探测深度大、实时性强等特点,适用于湖泊、沼泽、山区等地形复杂地区观测.SATEM接收数据量大、精度要求高,传统成像方法基于地面视电阻率计算未考虑飞行高度,开展SATEM的高精度快速成像研究对实际运用有重要作用.针对SATEM中电性源发射装置感应电流分布,接收装置设置于空中以及两者不在相同平面的特点,本文考虑横向、纵向感应电流差异,飞行高度对视电阻率影响等因素,提出电性源SATEM电阻率成像方法.首先,基于电性源瞬变电磁场感应电流分布特征及各分量空间分布、扩散特性分析,推导出基于均匀半空间磁场与感应电压解析解,然后定义了电性源地-空瞬变电磁法早期、晚期、全期视电阻率;最后根据对感应电流分布分析定义了横向分量和纵向分量的成像深度,并研究了成像深度受飞行高度、发射磁矩、偏移距、偏移角度的影响;对煤炭采空区的实测结果表明,利用本文提出的电阻率成像方法可以更加精确定位目标体位置.

     

华北地区地电暴时GIC及涡旋电流响应分析

通过地电场台址近地表介质电阻率和地电场值计算大地电流,从大地电流场中分离出涡旋电流;根据平面波理论和水平导电层模型,使用地磁暴观测数据在频率域计算地磁感应电场（GIE）,由GIE计算地磁暴感应电流（GIC）.计算结果与实测值对比分析表明：GIE计算结果与实测地电暴具有很好的相位一致性;GIC涡旋中心相对地电暴涡旋中心存在向SE漂移约3°的现象;磁暴时地磁场Z分量的幅值分布图中极大值区域与涡旋中心重合,可能是GIC涡旋中心偏移的原因.另外,根据电磁感应原理提出的等效环电流模型,在一定程度上解释了涡旋大地电流的形成机制.本项工作可应用于地磁观测与地电观测的相互校正,同时有助于认识地电暴对大地电流分布的影响.

     

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.     

高压输电线路对嘉山地震台地电观测影响分析

淮南至上海特高压交流输电示范工程是我国首条百万伏输电线路工程,该工程部分勘测线路要经过嘉山地震台地电观测区外南侧。利用拟蒙特卡罗数值积分方法计算在输电线路两侧由线路工作电流激发的工频电场,将计算结果分别与地电场和地电阻率观测时允许的工频骚扰电场强度进行比较,得到不同电压等级、不同塔型的交流输电线路在典型工作电流下不影响嘉山地震台地电观测的最小允许距离。