张北-尚义地震前后电阻率的变化及分析

在张北－尚义地震区震前已有大地电磁资料测点（５１１点）进行了两次重复观测,在震中区测点（ＭＭＣ点）进行了连续４昼夜的观测。测量结果显示：（１）与震前资料相比,５１１测点沿电性构造走向方向（ＮＮＷ）在０．２～４ｓ周期范围内的视电阻率减小,垂直走向方向的视电阻率增大;（２）ＭＭＣ测点两个方向在０．２～１０ｓ周期范围内的视电阻率随测量时间逐渐增大;（３）５１１测点两次重复观测和ＭＭＣ的观测可能都反映出震后电阻率正在逐渐恢复。此外,还对地震前后地下结构的变化进行了分析。初步推测,观测到的电阻率变化是由于地下流体活动引起的     

2013年岷县漳县M_S6.6地震前大地电磁视电阻率变化

本文用归一化变化速率方法处理,分析研究了兰州及附近地区2004—2013年共10年期间5个大地电磁测点视电阻率重复观测数据,得到:1在2013年岷县漳县MS6.6地震前,这些测深点在穿透深度几~二十余公里范围内的连续频点显示了同步变化的视电阻率异常,时间上对应了本次地震。其中3个测点NS测向在几乎相同的深度范围内出现了异常变化,各测点的NS测向异常频点较EW测向多且连续性好。2 NS和EW测向的连续频点在归一化变化速率曲线上同步上升异常是测点原地地下电阻率变化引起的,反映了地下介质相应勘探深度范围内电阻率升高,NS测向的连续频点的归一化变化速率下降而EW测向上升的变化,反映了测点原地地下介质的各向异性变化。研究结果进一步显示了MT复测的地震监测能力。     

震源深度范围内视电阻率随时间变化的观测试验及其与地震活动的关系

本文讨论了青海祁连俄博测点和甘肃山丹霍城测点1979年7月——1986年10月间的大地电磁测深重复观测试验结果。测点所在地区的电磁干扰背景较小、地震活动性较强。文中分析了观测记录和资料处理中的误差。结果表明,以初始值为基准,俄博测点1984年两次复测的视电阻率曲线在部分频带范围内出现过15——30%左右的系统变化,与此期间测区附近发生的一些M5的地震活动有着一定的对应关系;1985年复测的视电阻率曲线又恢复至初始值,而此期间测区附近没有M5及其以上的地震活动,1986年霍城测点和俄博测点复测的视电阻率曲线在较宽的频带范围内发生了40——70%左右的系统变化,与此期间震中距为60km左右的青海门源M=6.7,5.7和5.0地震群密切相关。      

两次近距离大震前成都台视电阻率重现性、相似性和各向异性变化

本文评价了四川汶川MS8.0、芦山MS7.0地震前后成都台地电观测环境,研究了该台视电阻率变化.结果为:(1)两次大震发生在该台以西的龙门山断裂带、震源机制和震源深度接近,是近距离大震,相应地,在两次地震前该台两个正交测道中的每一测道视电阻率变化均显示了中期异常及其变化过程的重现性和异常幅度的相似性;(2)在每次地震前,两个测道表现了异常变化形态、幅度和起始时间的差异性.其重现性、相似性证明这些异常与两次大震晚期孕育有关;差异性主要展示了与震源机制有直接联系的视电阻率各向异性变化,揭示了震前该台地下介质经历了强烈的电性各向异性变化的过程.     

中国MS≥7.0地震前视电阻率变化及其可能原因

我国自1967年开展视电阻率定点连续观测以来,在观测站400 km左右范围内共发生16次/组M_S7.0以上地震.通过文献调研和历史观测数据梳理发现,在其中12次/组地震前视电阻率呈现出了中短期下降/上升异常变化;采用断层虚位错模式,将地震同震位错按大小相等但方向相反的方式进行加载,获取地震前震源区附近相对的介质变形特征和空间分布.计算结果显示,呈现下降变化的观测站位于地震发生前的挤压增强区域,而呈现上升变化的观测站则位于相对膨胀的区域.实验室内岩石物理实验和野外原地实验结果、以及含裂隙介质电阻率模型分析表明,含水岩土介质电阻率在压应力作用下呈现下降变化,应力卸载过程中呈现上升变化.因此,分析认为12次/组M_S7.0以上地震前的视电阻率变化,可能与地震晚期孕育过程之间存在“介质变形-电阻率变化”机制上的联系.     

滇西地区几个测点的大地电磁视电阻率影响系数分析

采用水平分层均匀的地电阻率结构模型,研究了滇西地区3个测点的MT视电阻率影响系数随频率变化的特征。结果表明:①各地层视电阻率影响系数都随周期变化,为了更好地获得地震多发层内地电阻率变化信息,可以通过影响系数值选择合适的电磁场频段;②在某一特定周期内的短周期段,视电阻率主要反映易受干扰的第一层的变化,对于地震观测而言,应避开该周期段,该周期值可以通过影响系数分析确定;③各地层影响系数之和并非常数,而是随周期变化,在不同频段观测的视电阻率反映地层电阻率变化的能力不同。影响系数分析对MT地震观测频段和测点的选择具有一定的指导意义。     

2022年四川泸定MS6.8地震前地下介质视电阻率变化特征及其机理分析

2022年9月5日四川泸定县M_S6.8地震前四川地区运行有5个直流视电阻率连续观测站,其中红格、冕宁、江油和甘孜4个观测站在地震前出现了不同类型的中短期异常变化.本文结合岩石物理实验结果、岩土介质电阻率模型和断层虚位错模式对这4个观测站的异常变化与此次地震晚期孕育过程之间的联系进行了初步的分析,结果显示冕宁、江油和甘孜3个台站的视电阻率异常变化形态与地震前观测站所在区域相对的变形特征吻合,其中甘孜站为下降异常,位于此次地震孕育过程产生的挤压增强区域;冕宁和江油站为上升异常,位于相对膨胀区域;红格站为下降异常,但却位于相对膨胀区域,其观测数据的异常变化可能不仅仅受此次地震孕育过程的影响.     

剪切和摩擦滑动大模型的视电阻率变化幅度和各向异性

用石英砂、河砂和水泥模压制成1m×1m×0.3m的均匀和非均匀介质模型，对模型进行剪切和摩擦滑动实验，观测模型不同位置和不同方位的视电阻率变化幅度和各向异性特征. 均匀介质模型实验结果为：电阻率变化与测线的位置有关，距裂隙近的测线，电阻率变化幅度大，从百分之几到百分之几十；距裂隙远的测线，电阻率变化幅度小，从百分之几到不变. 对于非均匀介质模型，电阻率变化幅度要小一些，最大也只有百分之几. 电阻率变化除与测线的位置有关外，还与测线的方位有关，同一测点不同方位的测线，电阻率变化幅度不同，有的差别很大. 剪切与摩擦滑动两种加载方式的电阻率变化幅度数量级相同. 裂隙穿过部位及其附近测点的电阻率变化各向异性主轴方位解与剪切和摩擦滑动的实际裂隙方位吻合较好.     

云南ELF电磁观测资料的异常特征分析

通过对云南省通海地震台2009年1月至2010年12月ELF电磁观测数据的处理分析,研究云南省及邻区中强地震前后,电磁场强度、视电阻率的变化特征。结果表明,1Hz、39Hz的电磁场功率谱在多次地震临震前分别比正常月份约大0.2～1.4个数量级。表现为在地震及余震序列中,电、磁场功率谱有明显的突跳,变化幅度与震级大小、震中距等有关;同时视电阻率的异常变化也比较明显。     

唐山、松潘地震前视电阻率短临异常图象重现性

本文介绍了昌黎、武都两个地电台记录到的1976年唐山7.8级和松潘7.2级地震前视电阻率的短临变化特征。两个台站附近的地质、地电条件及台址基岩岩性均不相同,但在震前观测到的视电阻率曲线的变化都很相似,尤其是短临变化,无论是起始时间还是其变化率都比较一致。两次强震前观测到的视电阻率变化与岩石样品破裂实验的结果比较一致。事实表明,上述台站观测到的视电阻率短临前兆是真实的和可靠的。利用电阻率前兆手段,可以为预报类似唐山、松潘地震的无前震类型强震,提供临震前兆信息。     

唐山、松潘地震前视电阻率短临异常图象重现性

本文介绍了昌黎、武都两个地电台记录到的1976年唐山7.8级和松潘7.2级地震前视电阻率的短临变化特征。两个台站附近的地质、地电条件及台址基岩岩性均不相同,但在震前观测到的视电阻率曲线的变化都很相似,尤其是短临变化,无论是起始时间还是其变化率都比较一致。两次强震前观测到的视电阻率变化与岩石样品破裂实验的结果比较一致。事实表明,上述台站观测到的视电阻率短临前兆是真实的和可靠的。利用电阻率前兆手段,可以为预报类似唐山、松潘地震的无前震类型强震,提供临震前兆信息。     

永登地震剪切波分裂及电性各向异性的变化特征

依据永登地震前后小震三分量数字记录和中法合作松山电磁台的观测资料,基于EDA裂隙模型,从各向异性的角度,将地震剪切波(S波)分裂方法和大地电磁测深(MT)方法共同应用于地震孕育过程中前兆的各向异性特征的研究.结果表明,永登地震前,快S波偏振方向由北偏东逐渐转为北偏西,发震后又急转为北偏东,快、慢S波的时间延迟在震前也是急剧上升的.另外,MT电性主轴的计算表明,各频点的电性主轴方向基本一致,原与断层近于垂直的电性主轴(ρxy),从震前为北偏东17°左右逐渐转为北偏西15°并发震,震后恢复到北偏东.相应的视电阻率变化表明160～226秒周期的变化最大,其对应的深度与该次地震的震源深度相当.而震前平行于断层的电性主轴其视电阻率ρyx变化相对小些.这次地震的震源机制解表明其发震应力场的P轴是北偏西15°.结论是(1)从各向异性的方向特征看,不同方法得到的3个方向在总体上是一致的,时间演化过程是协调的,其机理就是应力所致的EDA裂隙定向排列.(2)不同频率电性主轴变化的一致性表明,震前应力所致裂隙定向排列而导致的各向异性在地壳一定范围内是广泛存在的.(3)视电阻率量值的变化也存在各向异性并有其自己的特点.视电阻率静态的各向异性特征是由台站所处构造条件决定的,但动态各向异性变化受地震应力场作用的影响;与P轴一致的电性主轴视电阻率ρxy变化最大;震前同一方向、不同频率视电阻率变化的差异表明其变化强度还取决于介质的分层性质.     

视电阻率变化与地下水位定量关系的探讨

本文以三层电剖面模型计算出由于电剖面参数变化而引起的视电阻率变化,进而说明因地下水位变化所引起的视电阻率变化是可能估计的。根据这个结果能够确定出由于地下水干扰所引起的视电阻率异常幅度,这将有利于视电阻率变化与地震关系的定性、定量分析研究。实际工作表明,视电阻率变化很复杂,许多因素都会使视电阻率发生变化,但水的影响很重要,因此,研究这个问题有重要意义。      

强震前视电阻率月速率变化特征分析

用归一化月速率方法处理了2次强震前周边7个地电阻率台的观测数据,并结合震源机制解计算结果,研究了强震前后视电阻率各项异性变化及映震特征。研究结果表明,与震源机制解最大主压应力方位正交(或近于正交)测道的视电阻率,在地震前1年内,大部分台站视电阻率月速率值出现下降和短临阶段上升变化,而与主压应力方位一致(或近于该方位)的测道变化则相反。基于这一物理现象,若能加大观测台网密度、合理布设电极方位,就有可能推断出地震震中的大致位置。     

与强地震有关的视电阻率各向异性变化

研究了27个强地震附近41个地电台的视电阻率变化,在震前1年尺度～短临阶段,在超过95％的台站上与震源机制解最大主压应力方位正交（或近于正交）测道的视电阻率变化最显著,主应力方位（或近于该方位）的测道的变化反之,其物理机理比较清晰.可以确认：在强地震孕育晚期阶段,在震源区及附近视电阻率各向异性变化是客观存在的地球物理现象,在震中区附近可观测之.     

地震电性变化及其物理机理初步讨论

依据典型震例中的视电性异常变化，介绍了视电性变化各向异性与震源机制解最大主压应力的关系，讨论了电性变化的物理机理。结果表明，视电性变化与饱水裂隙电阻率ρf、固架电阻率ρ0和裂隙率υ有关，与DD模式预言的震源区扩容阶段电阻率变化过程，岩(土)标本加载过程中视电阻率变化相吻合，地震电性变化主要是由于孕震晚期阶段震源区及附近扩容裂隙快速发展、导电通道串通、导电流体活跃而引起的。我国地震地电阻率观测确实检测到了这一变化。     

中国中强地震前地电阻率中短期异常特征及其可能原因

地电阻率已经发展成为我国地震地球物理场观测的重要方法,通过标示一定区域范围内介质电阻率随时间的变化特征和空间分布,应用于探索地震孕育发生的过程。在50多年的观测过程中,记录到了近百次5～8级地震前的中短期异常和部分强震前的临震变化以及地震发生之后的恢复过程。电阻率是地下介质重要的物性参数,与岩土骨架和裂隙内流体电阻率、裂隙率、裂隙结构以及流体饱和度等因素有关。其中,应力作用导致的微裂隙结构变化是引起电阻率变化的重要因素。已有相关研究分别从岩石物理实验、介质电阻率模型、震例研究等方面讨论了地震前地电阻率变化的可能机理。本文对其中具有代表性的研究结果进行梳理,以“介质变形-电阻率变化”为纽带,将岩石物理实验和电阻率模型给出的细观尺度介质电阻率变化机制与震中周围地电阻率异常变化的宏观现象联系起来,介绍地震晚期孕育阶段地电阻率异常变化的可能原因。地震孕育引起发震断层周围介质变形,由发震断层向外围方向附加变形程度逐渐衰减; 地表浅层介质处于低围压状态,新生微裂隙将大致沿最大主压应力方向扩展,进而引起介质电阻率发生变化; 同一台站不同方向观测的地电阻率呈现出与P轴方位有关的各向异性异常变化,与P轴方向夹角越大的测道异常幅度越大,与P轴方向平行或近于平行的测道异常幅度最小或无异常变化; 地震前挤压变形增强区域地电阻率异常呈现下降变化,相对膨胀区域呈现上升变化或变化不明显。     

广西龙滩库区库水加卸载过程中地下电阻率的变化

在广西龙滩库区于2009年至2010年初库水加卸载过程中,对4个测点进行了3期次大地电磁观测,观测频段为320Hz～1000s。观测结果显示库水加卸载过程中深部介质电阻率变化与岩性有关。在同一岩性出露区域的3个测点,库水加卸载的3期次观测的视电阻率数值在频率1Hz以下频段变化明显,库水水位最高时段测量的视电阻率值最低,水位下降阶段测量的视电阻率数值最高,最低水位测量的视电阻率数值居中。实测结果表明:在广西水库水位加卸载过程的不同时段,库区岩性、库容面积和自重变化对地下水的连通和渗透有较大影响,从而导致地下一定深度下的介质电性发生变化。     

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。     

龙滩库区库水加卸载过程深部电阻率变化与水库地震

广西龙滩库区于2009年度至2010年2个年度库水加卸载及渗透过程中,在交比屯、坪上、中良坪和向阳4个地点进行了5期次大地电磁定点测量,观测频段为320 Hz~1000 s.结合区域深部电性结构探测研究成果分析.结果显示,4个测点位于不同的岩性和深部电性结构区域,4个测点上观测的5期次视电阻率值发生变化的频段不同,位于库区中游的坪上、中良坪和向阳3个测点上5期次测量的视电阻率数值在频率1 Hz以下频段在高水位时段测量值小、在低水位时段测量值大,位于库首区域的交比屯测点在最高水位时段视电阻率数值最小,说明库水在加卸载及渗透过程中对地下介质有明显影响,库区上游库水渗透影响深度可达7 km左右,在坝首区域可达10 km.龙滩水库区4个地震丛集区中的3个地震丛集区的震源区位于具有低阻特性的二迭系下统和石炭系地层的下部,以岩溶水体诱发地震为主;位于坝首地震丛集区的震源区位于上宽下窄似"铆钉状"的高阻体下部,推测是因水库蓄水后水体压力增大和库水渗透作用下,在聚集高变形能的脆性高电阻体内部发生的地震.电磁探测结果说明库水渗透对龙滩水库区地震孕育和发生起着重要、直接的作用.