地震监测中的电阻率层析技术

将电阻率层析技术应用于地震监测,由视电阻率值重建出介质的真电阻率图像,取得了较好效果.在宝坻台和昌黎台设立的两个试验点上于1998年4月14日ML5.0和ML4.4唐山两次地震前的6天左右层析图像出现了明显的异常变化:宝坻台的电阻率图像一改通常的在平稳背景上叠加小量随机变化的特点,出现了一种有序性特征的新图样;昌黎台也出现了反差加大、高低阻区集中分布的有序性特征.上述异常图样均在震后消失.层析图像在震前出现的熵值降低可能是这次地震活动的前兆.地层导电结构和孔隙度的变化,是引起电阻率异常的直接原因.研究表明,常规的单一极距的视电阻率测量之所以对真电阻率的变化不敏感且丧失空间分辨能力,是由于该物理量同时具有积分值和位函数这两个固有特征所决定的.在地震监测中,改造现行观测系统,引入层析成像,是发展技术的方向.     

地震监测中的电阻率层析技术

将电阻率层析技术应用于地震监测,由视电阻率值重建出介质的真电阻率图像,取得了较好效果.在宝坻台和昌黎台设立的两个试验点上于1998年4月14日ML5.0和ML4.4唐山两次地震前的6天左右层析图像出现了明显的异常变化:宝坻台的电阻率图像一改通常的在平稳背景上叠加小量随机变化的特点,出现了一种有序性特征的新图样;昌黎台也出现了反差加大、高低阻区集中分布的有序性特征.上述异常图样均在震后消失.层析图像在震前出现的熵值降低可能是这次地震活动的前兆.地层导电结构和孔隙度的变化,是引起电阻率异常的直接原因.研究表明,常规的单一极距的视电阻率测量之所以对真电阻率的变化不敏感且丧失空间分辨能力,是由于该物理量同时具有积分值和位函数这两个固有特征所决定的.在地震监测中,改造现行观测系统,引入层析成像,是发展技术的方向.     

井间电阻率层析成像研究新进展

由于井间电阻率层析成像方法具有施工方便、成本低、对钻孔无破坏作用且穿透深度也较大等优点，因而得到越来越广泛的应用，在过去几年内对该方法研究的重点在于提高计算效率和改善成像质量，本文从井间电阻率层析成像的基本原理出发，对该方法近年的新进展进行了比较和综述，还介绍了概率层析成像算法的原理，认为今后几年内在此领域内的理论研究重点将是探索有效的反演方法和提高成像质量。     

电阻率层析成像技术

根据视电阻率实测值重建二维或三维介质真电阻率的分布图像是电成像技术的核心。本文简要介绍了电极阵列系统，分析了二极、温纳、偶极和复合对称四极装置的特点、参数选择、拟剖面构制和探测深度等问题。在数据处理上，以线性反演方法为主，但需针对电位场的特点采取相应措施并发展约束反演和计算Fr6chet导数的新方法。电阻率和自电位的概率成像从一个新的角度给出了地下构造的信息。在技术应用方面，通过电剖面对比、电法／地震联合探测的实例，讨论了电阻率层析图像的物理含义和进行地质推断需注意的问题。电成像的性质属位场反演，不可避免的存在空间分辨率偏低的弱点，发展综合物探，加强与地质方法的结合具有重要意义。     

2015年3月9日嵩明MS4.5地震前的电阻率图像异常

<正>自2014年3月以来,我们在云南省嵩明县小新街小江断裂附近(图1a),利用电阻率层析成像技术进行与地震有关的电阻率图像动态变化的监测试验.布设了两条测线:一条横跨小江断裂,长约700m;另一条几乎与小江断裂走向平行,长约1 150m(图1b).大约每两个月观测一次,观测中采用温纳-α装置.所使用的观测仪器为德国DMT公司的RESECS II直流电法仪.观测场地的测试结果表明,该仪器对视     

海水-地下水交换过程电阻率层析成像法监测效果模拟分析

近岸地下河口是海水-地下水交换的重要场所,对海岸带地下水环境产生重要影响.电阻率层析成像法作为一种实时、快速、高效的原位监测方法,能够刻画、描述潮汐过程不同阶段海水-地下水相互作用过程.为了探讨电阻率层析成像法对海水-地下水交换过程的探测效果,根据典型近岸地下河口水文地质模型和研究团队前期研究成果,构建潮汐过程不同阶段地层电阻率模型,模拟潮汐过程不同极距、不同探测装置条件下的理论探测效果.研究结果表明,使用ERT进行海水-地下水交换过程研究时,采用偶极装置取得的探测效果优于施伦贝格装置;目标异常体的尺寸与电极极距的比值越大,ERT探测效果越好.在本研究中,当目标异常体厚度-极距比大于等于0.55时,能够划分目标异常体的分布范围;当厚度-极距比大于等于1.1时,取得较好探测效果;当该比值继续增大时,探测效果变化并不明显.     

岩石电阻率图像及各向异性变化的实验研究

在两组人工样品自由表面以中心点为基准对称布设3条辐射状测线,对样品实施单轴应力加载和卸载后,利用电阻率层析成像方法构建了相应的视电阻率相对变化图像,并计算和绘制了表征裂隙产生和发展速率的视电阻率各向异性系数λ*以及表征裂隙产生和发展方位的各向异性主轴方位角α随应力和深度的变化曲线.结果表明:所有测线所对应的RRC图像均随着应力的变化呈现出相同的变化趋势,即在加载阶段,随着应力的增加,视电阻率相对变化图像中电阻率降低区域逐渐收缩,而电阻率升高区域逐渐扩张,在卸载阶段,随着应力的减小,电阻率降低区域继续收缩,电阻率升高区域继续扩张;样品中的高阻体对其所在部位及附近区域的电阻率增幅有较大影响,而对横越高阻体测线的视电阻率相对变化图像的趋势性变化无影响;对于原始电性为各向异性的样品,随着应力的增加,其各向异性程度降低;裂隙主要在岩样的浅部产生和发展,而在较深部位的裂隙产生和发展的速率相对较低.上述结果有助于解释和理解地震、火山活动和大型地质构造运动引起的视电阻率及其各向异性的变化特征,电阻率层析成像方法可能成为目前地震电阻率观测方法的有益补充.      

高密度电阻率法在隐伏断层探测中的应用

以实例说明高密度电阻率法在隐伏断层探测中的成功应用；讨论了用高密度电阻率法反演结果的地质解译方法；提出用高密度电阻率法探测隐伏断层的野外工作设想，对“十五”重大项目——城市活断层探测极具参考意义。     

电阻率层析成像的原理与初步应用

电阻率层析成像的基本原理是根据研究区域边界处的电压和电流值确定区域内部电阻率的分布,它同声波和电磁波层析成像的原理有着本质的不同。根据电阻率层析成像的数学原理,从积分变换、线性迭代反演和非线性迭代反演３种基本的反演途径系统地分析和归纳了当前几种主要的电阻率图像重建方法,并讨论了雅可比偏导数矩阵的求解。已开展的电阻率层析成像的野外观测试验,给出了实测的井间和地表两种观测系统的成像结果,分析了技术应用中的特点与限制     

高密度电阻率法在城市活断层调查中的应用

目的 在城市活断层调查中应用高密度电阻率层析成像测量方法。资料和方法 利用电阻率层析成像测量方法，在北京某地的活断层、郑州老鸦陈断层、安阳南断裂等处理进行了地震活断层调查，采用正、反演处理软件进行资料处理和解释。结果 取得了较理想的勘探效果。结论 在城市活断层调查中，电阻率层析成像测量方法是一种十分有效的勘探方法。     

电阻率层析成像和激电测深对栾川铅锌矿的联合勘探

在栾川铅锌矿的物探工作中，采用了电阻率层析成像和激电测深两种方法，电阻率层析成像法采用温纳装置或偶极装置，电极数量和极距视情况而定，主要调查工作区内隐伏构造情况，激电测深采用对称四极测深法，最小AB／2距为3M，最大AB／2距为500M，主要研究激电测深参数的变化规律，对于含矿构造而言，激电参数呈异常高值反映，视极化率在15－40％，两种方法的联合应用，具有快速而准确的特点，在探矿工作中取得了良好的效果。     

基于多源遥感数据分析日喀则地区活动断裂的影像特征

选取多时相、多波段的MODIS红外影像以及MSS、ETM、资源卫星等多源遥感数据,通过解译活动断裂的遥感影像标志,对西藏日喀则地区东西向的活动断裂位置及其活动性进行了重新解译和判定,识别出了沿雅鲁藏布江缝合带展布的三条活动断裂,即冈底斯断裂、昂仁-仁布断裂、拉孜-邛多江断裂。同时,利用多源遥感影像综合分析了断裂发育的宏观及微观地貌特征,研究了构造活动与水系冲沟地貌之间的关系,得到了一些初步认识:三条东西向活动断裂以挤压逆冲为主,且受雅鲁藏布江缝合带的控制,断裂的活动性存在差异;利用亮温梯度特征在红外影像上提取的线性迹象与光学影像提取的活动断裂位置吻合较好;红外亮温梯度的变化除了受季节、地形、地貌等多种因素影响外,可能还与断裂的活动性有关。在传统遥感解译活动断裂的基础上,辅以红外亮温梯度特征分析,有助于更好地开展活动断裂的提取及其活动性监测研究工作。     

电阻率三维反演方法研究进展

系统分析了当前几种主要的电阻率三维反演方法，重点讨论高密度电阻率方法，论述了每种方法的优缺点及最新研究进展状况，提出了进一步研究的方向。     

Resistivity structure of a seismic gap along the Atotsugawa Fault, Japan

Seismicity along the Atotsugawa Fault, located in central Japan, shows a clear heterogeneity. The central segment of the fault with low-seismicity is recognized as a seismic gap, although a lot of micro-earthquakes occur along this fault. In order to elucidate the cause of the heterogeneity in seismicity, the electrical resistivity structure was investigated around the Atotsugawa Fault by using the magnetotelluric (MT) method. The regional geoelectrical strikes are approximately parallel to the fault in a low-frequency range. We constructed two-dimensional resistivity models across the fault using TM-mode MT responses to minimize three-dimensional effects on the modeling process. A smooth inversion algorithm was used, and the static-shifts on the apparent resistivity were corrected in the inversion process.A shallow, low resistivity zone along the fault is found from the surface to a depth of 1-2 km in the best-fit model across the high-seismicity segment of the fault. On the other hand, the corresponding low resistivity zone along the low-seismicity segment is limited to a shallower depth less than 1 km. The low resistivity zone along the Atotsugawa Fault is possibly due to fluid in the fracture zone; the segment with higher levels of seismicity may have higher fluid content in the fault zone compared with the lower seismicity segment. On a view of the crustal structure, a lateral resistivity variation in a depth range of 3-12 km is found below the fault trace in the high-seismicity segment, while a resistive layer of wide extent is found at a depth of about 5 km below the fault trace in the low-seismicity segment. The resistive layer is explained by less fluid condition and possibly characterized as high rigidity. Differences in the resistivity structures between low and high-seismicity segments of the fault suggest that the seismic gap in the central part of the Atotsugawa Fault may be interpreted as a locked segment. Thus, MT is an effective method in evaluating a cause and future activity of seismic gaps along active faults.The lower crust appears as a conductive zone beneath the low-seismicity segment, less conductive beneath the high-seismicity segment. Fluid is inferred as a preferable cause of the conductive zone in this study. It is suggested that the conductive lower crust beneath the low-seismicity segment is recognized where fluid is trapped by an impermeable layer in the upper crust. On the other hand, fluid in the lower crust may upwell to the surface along the high-seismicity segment of the fault.     

沿河开发建筑场地之隐伏沙洞的电阻率层析成像

采用电阻率层析成像二维测量的方法,对河南省三门峡市沿河开发的建筑场地进行了勘探,获取了地下隐伏沙洞的准确位置、埋藏深度、含水情况、尺寸大小等。说明电阻率层析成像二维测量的方法在地下隐伏沙洞的探测中是行之有效的;地下隐伏沙洞在没有水体存在时,电阻率层析成像二维测量成果图中反映的一般都是高阻异常封闭圈。如果有水体存在,其异常则表现为低阻异常封闭圈。     

高密度电阻率法成像

介绍在地质大学电法科研组“高密度电阻率法正、反演软件”的基础上,研制高密度电阻率法2.5维电阻率成像系统;讨论不平地形条件下高密度电阻率法2.5维电阻率成像的算法和软件,可用于九种常用电极装置观测结果的电阻率成像。对理论和实测数据的成像结果表明,该成像系统程序运行稳定,成像效果很好。     

祁连山断裂带中东段地下水地球化学特征研究

祁连山断裂带是中国西部地震活动最强烈的地区之一。本文应用Aquachem5.1对该断裂带中东段10口井水进行了水化学分析;同时利用Phreeqc软件对地下水化学组分和饱指数SI值进行了模拟计算;并结合氢氧和氦同位素组成特征初步分析了该断裂带地下水成因、水质类型、循环速度及循环深度。研究表明祁连山断裂中东段地下水均为大气成因,总体上体现为循环深度小、滞留时间短、水-岩反应程度较弱等特点,其化学活动性在空间上具有西弱东强分布特征。这一结论为今后进一步研究地下流体地震前兆异常提供了依据。     

岩样电阻率成像系统

提出一种研究岩石电阻率的成像系统．首先介绍陈列电极的数据采集特点和电阻率图像的生成,然后给出用该系统实际测量砂岩样品的电阻率图像．该系统可以在实验室中对岩石样品电阻率的非均匀分布进行测定,并用图像表示;可以模拟地层的动态条件,测量电阻率的变化,同时给出在相驱方向的压力分布情况．     

地面电探CT技术的研究及其在三峡地区地下考古中的应用试验

１９９４年３月在三峡淹没区进行综合考古物探研究（该项目主要由日本田中保士先生资助）时，根据电流扩散及穿透原理，提出了地面电探ＣＴ新技术并将其用于考古实践．为获得资料的充分重叠，可使用数十至５０００个探头，现场实时或线下处理得到数百幅纵、横断面及一定深度平剖面的彩色影像图、可直观显示数十米深的地下微观结构．至少对１—３个推断墓，经洛阳铲钻探结果发现了‘活土”，有可能发现公元前４７５—２２１年的“巴王陵”．本研究所发展的地面电探ＣＴ有益于考古技术现代化及三峡地下文物的抢救．