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.     

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.     

东海深井地球物理长期观测仪器设置与观测研究

正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的第一步,其目的是为了排除地面干扰,取得高信噪比、高分辨率和高精度的地球物理观测资料.美国圣安德列斯断层项目组开展的深井综合地球物理观测研究项目在4 000m深井的不同深度处设置了多种观测仪器(Chavarria et al,2003),进行震源过程及地震预报等研究(Schleicher et al,2009;Tembe et al,2009;Jeppson,Tobin,2015).日本已建     

台湾车笼埔断层深井钻探计划(TCDP)概述

台湾车笼埔断层深井钻探计划(TCDP)是台湾车笼埔断层上进行的科学钻探工程。该计划于2004年开始实施,拟通过深达2 000 M的钻探,获取台湾1999年集集MW7.7地震深部断层带的岩芯样本和流体观测资料,并通过一系列的深井探测和观测研究,分析车笼埔断裂产生剧烈错动的原因。本文介绍了台湾车笼埔断层深井钻探计划(TCDP)的基本情况,论述了TCDP项目的科学假设、工作计划、合作项目以及近期的进展。全面了解TCDP相关内容,对我国大陆进行地震研究和深井钻探工作具有重要借鉴意义。     

广东阳江深井地磁观测系统研究与数据分析

通过对阳江深井地磁观测系统所测到的地球磁场总场强度值数据与附近地面的流动地磁观测台、广东肇庆地磁基准台以及其它地磁台站的进行对比分析,结果表明:阳江深井地磁观测系统的地磁场总场强度记录数据与附近地面观测的相近。深井地磁观测技术和方法有效地过滤了附近的表面高频电磁干扰,并在一定程度上对远处的中国南方电网的"糯广线"的高压直流干扰也起到了压制作用。在磁扰弱时,深处地下200m的地磁观测受围岩的感应地磁场影响不大;但当磁扰剧烈时,会受一定程度的感应地磁场影响。广东阳江深井地磁观测技术和方法的实践为深井地磁观测技术发展做了有益的尝试。     

深井地电阻率观测装置构建及其近场干扰测试

基于新建成的新疆昌吉深井地电阻率综合观测台站,介绍了台址踏勘和场地测试结果;分析了观测、研究、实验、对比多种需求,依据需求设立了相应的观测分量;讨论了深井观测特有的装置自身一些技术指标的测试功能,给出了接地电阻、线路绝缘测试方法,弥补了当前深井地电阻率观测中的两项现实需求。此外,借助本台站具有的场地条件,完成了近场干扰实验。     

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。     

江苏地区强震观测30年

从1972年原国家地震局南京地震大队与原国家地震局工程力学研究所合作筹建长江大桥强震观测台网起至今，江苏省的强震观测已经走过了30年的路程。30年中，江苏强震台网在1974年溧阳地震，1983年荷泽地震和1990年常熟地震中获得的有科学价值的地震记录，为大型桥梁空间动力性质的分析提供了实证资料，也为中国东部深井地震性质等重要科学问题的研究提供了实证资料，江苏省地震局的科技人员还进行了大量与强震观测相关的科研工作，至今，在江苏省及邻近地区已形成了固定观测与流动观测相结合的强震观测台网，本文简要的回顾了江苏强震观测30年历程，并展望了未来发展的前景。     

再谈深井观测与分析(8)

在本栏目的第(4)号短文中,曾就“井下地震波”等问题做了回答。在这里,继续就深井观测技术在其它领域的应用情况,加以介绍。深井技术已广泛用于多种手段的观测。其中包括地震、地应力、地形变(地倾斜)、地裂缝、地下水位和水化等。深井地震观测,仅是其中的一个方面,不过,是比较成熟的一个方面。其它方面的应用研究进展很快。就我所知,仅地震局系统已有地震研究所、地壳应力所、分析预报中心、地球物理所和一些省局,分别在几种手段上展开工作。     

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。     

亚洲第一深井

长期以来 ,地球科学家们试图运用地质、地球物理和地球化学等方法探测和研究地球内部 ,但所获得的认识都是间接的。随着科学技术的发展 ,从 2 0世纪 70年代开始 ,地质学家开始利用钻探技术 ,向地球深处伸出“望远镜”。2 0 0 1年 8月 4日 ,被誉为“亚洲第一深井”的“中国大陆科学钻探工程”在江苏省东海县毛北正式开钻。钻探作业区长约 1 2 0 m,宽约 85m。井架东面的铁架上整齐地码放着 2 8根粗细不一的钢套管。这些钢套管长 1 0 0 m,最粗的直径 3 1 5mm,最细的约有 1 2 mm,钻机每向下 1 0 0 m,取出岩心后 ,便用钢套管对钻井加以固定和保护…     

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.     

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。     

地震地电场前兆观测方法创新及应用——深井电极垂向地电场观测方法及应用

将现行的地震地电场前兆地表水平方向观测方法改为深井电极垂向地电场观测方法,可大大缩小观测场地范围,有效排除地表电磁环境的干扰影响,解决目前地电场观测场地选择困难、干扰影响严重的问题,更好地获得地震前兆信息。开展深井电极垂向地电场观测,可充分利用深井钻孔的条件,安装其他项目观测装置,开展综合观测,取得更丰富的观测资料。利用已有台站的深井钢管作电极,开展地电场前兆观测,可等同于深井电极垂向地电场观测,开辟地震前兆观测新途径,具有较好的观测效果;实现在老台站增设地电场观测项目而不需要太大的投资,值得推广。     

江苏东海深井观测地震波形及其信噪比研究

为了探索在高噪声干扰地区获取高信噪比地震信息的有效途径,本文分析了我国第一个超深井地震观测站江苏东海地壳活动国家野外科学观测研究站设置在地面与井下三个不同深度处的地震仪所记录的波形及其信噪比特征。结果显示：由于观测研究站周围强烈的噪声扰动,地面地震仪记录中无法识别M_L0.8地方震波形,而深井地震仪可清晰地记录到该小震波形,且深井地震仪可观测到较地面地震仪更多的零级或负震级地震;井下三组不同深度地震仪所记录波形的信噪比均远高于地面地震仪,且不同深度地震波形信噪比的平均值随仪器深度的增大而增加。井下1 559.5 m处的地震仪的波形平均信噪比为69.20 dB,2 545.5 m处的信噪比达到74.15 dB,均达到高保真波形的信噪比值,这说明1 500 m深处地震仪所观测到的波形可以有效地避免地面干扰,因此深井地震观测能够提供高信噪比的波形资料,为研究震源过程和场地效应等提供真实可靠的基础资料,这也预示着深井观测将促进深井地震学的研究与发展。     

利用水动态深井进行井下地电场观测的可行性分析

自然电场是一种物理意义比较明确,变化机理相对明晰的地球物理场,其布极测量也较为简便。通过深井进行井下自然电位观测,在相同测量条件下,比深井电阻率观测更容易避开地表因素干扰层。利用水动态深井网点进行自然电位观测,不需要增加大的人力和财力投入,不影响同一口井内的高精度水温测量,如果将物理意义不同的水位、水温和自然电位同用一井,形成综合观测网,对地震预报尤其是短临跟踪预报更具有积极意义。     

孔底解除法在上海综合深井钻孔原地应力测量中的应用

上海综合深井项目建设第一阶段完成,作为国内第一个建成的综合深井地震观测站在建设初期开展了许多有关地球物理基础数据的收集,其中在张江综合深井进行了用孔底解除法对深井原地应力的测量。经过综合分析,给出试验区地应力的赋存规律和基本特征,为上海市地震局浦东地震监测中心地震综合观测深井综合观测仪器安装提供地应力背景资料。     

黑龙江地下流体观测资料预报效能的研究

黑龙江地下流体前兆监测台网目前有20个台(点)运行观测,其中有3个模拟观测台(点)、18个数字化观测台点.主要观测项目为:水位观测15个,其中动水位2个、静水位13个;水温观测18个,全部为数字化观测,其中1个是“九五”架设,其他17个为“十五”架设;氡观测8个,其中模拟6个,数字化2个;气汞观测点1个,数字化观测;氦气观测点2个,均为数字化观测.     

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.