岩石电阻率变化各向异性与微裂隙扩展方位实验研究

将不同规格的长方体花岗岩标本,按事先设计的图案布设多个电极,并用抽真空的方法将标本进行水饱和．然后将标本电极面和相邻面的一小部分（包括棱）用防水绝缘胶密封．用多电极组合法,将己布电极组合成不同方向、不同极距的电阻率各向异性测线和电测剖面、电测深测线．使标本在装有水的承压水箱中,沿标本长轴方向受压,观测标本电阻率随压力的变化．在实验中,一些标本被压坏,出现宏观裂隙;一些标本没有被压坏,没有被压坏的标本通常压到电阻率出现明显破裂前兆为止．然后,将未压坏的标本测量面显微照相,从照片上寻找裂隙的优势方向,和被压坏标本的宏观裂隙一起,与电阻率各向异性计算结果进行对比,实验结果表明:① 裂隙和破碎带通过区域的测点,视电阻率变化各向异性结果好,4种组合求得的4个各向异性主轴方向趋于一致,且与破碎带方向基本吻合;裂隙和破碎带不经过区域的测点,或者4个视电阻率变化各向异性主轴方向不一致,或者根本求不出各向异性解．这后一种情况,在裂隙面平行测量面时,表现最为明显;② 显微照相显示的微观裂隙或破碎带的优势方向与电阻率变化最大的各向异性主轴方向基本一致;③ 电测剖面的结果,能较好地反映裂隙的位置和区域．      

原始电阻率各向异性岩石电阻率变化的方向性

在3种非含岩成分造成的岩石原始电阻率各向异性标本(在采集和加工过程中，标本完整性遭 到破坏的标本)，和一种由含岩成分形成的 岩石原始电阻率各向异性标本上，布设多个电极，并将标本用水饱和. 然后用多电极组合法 ，将己布电极组合成不同方向、不同极距的电阻率各向异性测线. 采用单轴压缩、低围压 三 轴压缩和剪切3种加载方式，对标本进行动态电阻率变化实验. 观测标本电阻率随承载力的 变化. 实验结果表明∶对于岩石原始电阻率各向异性标本，在电阻率变化各向异性方面，与 岩石 原始电阻率各向同性标本相似，即∶裂隙和破碎带通过区域的测点，视电阻率变化各向异性 结果好，４种组合求得的４个各向异性主轴方向趋向一致，且与破碎带方向基本吻合；裂隙 和破碎带不经过区域的测点，４个视电阻率变化各向异性主轴方向不一致，或者根本求不出 各向异性解. 这后一种情况，在裂隙面平行测量面时，表现最为明显.     

用动态岩石电阻率变化各向异性探测岩石破裂前兆和确定主破裂扩展方向

用实验模拟动态岩石的破裂和摩擦滑动过程 ,观测其电阻率变化形态 ,研究电阻率变化与岩石受力的关系 ,国内外的学者曾做过大量实验研究工作 (北京大学地球物理教研室地电组 ,兰州地震大队报室 ,1 978;张同俊 ,1 981 ;陈大元等 ,1 983;赵玉林等 ,1 983;张金铸 ,陆阳泉 ,1 983;张天中等 ,1 985;Brace,Orange,1 968;Kurite,1 986;Teisseyre,1 989) .在实验中 ,学者们发现岩石在受力破裂过程中 ,不光其电阻率形态变化显著 ,而且其方向变化也很明显 .不少学者对电阻率变化的方向性产生了浓厚的兴趣 ,开展了一些这方面的研究工作 . 80年代初 ,陈…     

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.      

电阻率各向异性的研究

概述了国内外有关地电阻率各向异性实验方面的研究现状，总结了迄今所提出的地电阻率各向异性产生的机理；提出存在的问题和以后的发展方向等。     

电阻率各向异性及在地震研究中的应用

地电阻率各向异性广泛存在地壳中,尤其是浅部.因地震、矿山开采、火山喷发以及大型地质构造运动会明显改变地应力场,从而导致裂隙优势排列及裂隙中充填的流体重新分布,最终导致明显的电阻率各向异性.通过监测其变化,不仅可研究和了解地应力场的动态演化过程,还可以作为预测地震,矿震、火山活动和灾害性地质构造运动的依据,并研究它们形成的物理过程和物理机制.本文从室内、野外实验和数值模拟方面对电阻率各向异性的研究进行了概述,阐述了其在地震监测预报研究中的应用.探讨了室内电阻率各向异性岩石实验研究的发展特点,提出了新手段--电成像技术实验研究岩石电阻率各向异性的思路,期望建立研究电阻率各向异性的阵列式观测系统.     

强震近震中区地电阻率变化速率的各向异性

用归一化月速率方法处理了６次强震前近震中区11个台的地电阻率数据，得到在孕震中短期至短临阶段，与主压应力方向正交（或近于正交）测向的地电阻率下降变化的速率大于平行（或近于平行）主应力方向的变化速率．产生变化速率各向异性的原因可能是:在孕震后期的扩容阶段，裂隙走向沿主压应力方向优势排列，导电流体活动产生真电阻率变化速率的各向异性，表现为地表视电阻率变化速率的各向异性．本文为视电阻率各向异性的实验结果提供了震例支持，物理解释比较清晰，可能成为研究某些强震孕育晚期震源区及其附近地壳应力状态的参考依据．      

饱水和排水过程中岩石电阻率各向异性特征的电阻率成像法研究

从电阻率的角度研究岩石裂隙介质的各向异性特征是一种方便而有效的方法,但多限于空间单个点上的测量数据分析.通过在砂岩岩样上的饱水与排水实验以及同步进行的高密度电阻率成像监测,探讨了应用高密度电阻率成像法获得图像研究岩石各向异性特征的可能性,分析了饱水与排水过程中岩石电阻率在不同方向上的响应特性.结果表明,电阻率成像法在分析岩石裂隙介质的各向异性方面具有多方向成像和动态监测的优点,可以通过对不同方向上获得的电阻率图像的分析,提取出岩石沉积结构的空间分布模式,清晰地反映出岩石在饱水和排水过程中电阻率变化空间分布模式的各向异性特征.     

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.     

单轴压力下岩石破裂的初步研究

用几种不同加载方式对岩石样品进行了单轴压力实验。以恒定应变率(约为10-5)对样品加载时,岩石的破裂过程大致可分成四个阶段:孔隙压缩阶段、弹性变形阶段、体积膨胀阶段和临震阶级。后二个阶段显著的特点是岩石开始表现出非弹性的体积应变并在主破裂前急剧增大,它与微破裂累积总数二者存在着同步的变化。在重复加载时,发现岩石的微破裂过程具有不可逆的性质,这种现象似乎可以用来说明同一地区短期内发生的两次地震的地震序列的不同,指出运用历史地震资料时应注意该地区应力变化的历史情况。     

岩石裂隙电阻率特征研究

岩石的电阻率差是电阻率法的物理前提,利用电阻率法研究断层是比较有效的方法。利用断层破碎带与周围岩石的电阻率差异,跨断层做了大量的实验数据,通过对比和分析,得出了研究破碎带与周围岩石的电性差异,寻找变化规律,研究其变化特征。对今后断层探测具有重要价值,对防震减灾具有重要意义。     

地电阻率与水位关系的机理分析

从地电阻率的观测理论出发,指出地电阻率场地的电性结构、岩石的饱和度和孔隙度决定了地电阻率和水位的关系。在长期的观测资料基础上,通过实例系统地分析了地电阻率和水位的关系,给出了不同层位的水位变化和不同方式的水位变化对地电阻率观测结果的影响,认为非构造水位变化与地电阻率的关系主要取决于表层土壤或岩石的水饱和度,构造水位变化与地电阻率变化存在明确的相关关系,从而进一步探讨了与前兆异常有关的水位和地电阻率变化。     

台址下表层介质电阻率变化对视电阻率观测值影响特征的初步研究

气候的交替变化将导致大地表层含水量发生变化，从而使该层介质的电阻率发生变化，进而使得观测结果(即视电阻率)发生变化，显然这对地震前兆观测而言是一种干扰。目前我国绝大多数前兆地电阻率台采用单极距观测方式，因此观测到的视电阻率变化应是表层变化(主要是干扰)和观测范围内深部变化(地下介质应力与应变状态发生变化)的综合反映。作先依据台址下的水平层状模型进行了模拟计算研究，发现大地表层含水量的变化对单极距四极装置视电阻率观测值的影响有两个特征：(1)无论台址下电阻率结构是下伏低阻还是下伏高阻，表层介质电阻率升高对观测值的影响都很小；(2)表层电阻率降低对观测值的影响很明显，且对下伏高阻结构的影响大于对下伏低阻结构的影响。然后用视电阻率实际观测资料说明了将其特征用于预报的可能性。     

地电阻率各向异性前兆异常特征及其与地震的关系

在对山东菏泽和郯城两台站提供的地震地电阻率观测资料进行必要处理的基础上,研究了地震地电阻率各向异性的前兆异常特征,得出两台站周围300 km内的5级以上地震发生前均存在明显的地电阻率各向异性前兆异常;并发现在中强地震发生时地电阻率各向异性值变化都基本处于高值附近的一个区间内,即地电阻率各向异性变化存在一个易发震区间;并从地震发生时地应力的角度讨论了易发震变化区间的物理机理。     

中强地震前菏泽、郯城地震地电阻率各向异性值变化特征

对山东菏泽和郯城两台站地震地电阻率观测资料进行处理的基础上,研究了地震地电阻率各向异性的前兆异常特征,得出两台站周围300 km内的5级以上地震发生前均存在明显的地震地电阻率各向异性前兆异常,在中强地震发生时其各向异性值基本处于高值附近。对其物理机理进行了初步的探讨。     

熊家冢古墓电阻率层析成像探测

为了合理地设计熊家冢古墓的后续考古发掘工作,需要对其主冢和陪冢的位置和墓室埋深等进行地球物理探测。电阻率层析成像具有无损性的优点,利用该技术对熊家冢古墓的主冢和陪冢进行了试验性探测。在探测中,分别布设了展布南北和东西的2条测线来控制主冢和陪冢。根据反演后的电阻率图像,估算了主冢和陪冢的位置和尺寸,为古墓的后续考古挖掘工作设计提供了基本参数。     

安徽省数字化地电阻率观测数据的干扰分析与处理方法

近年来安徽地区地电阻率观测多次出现异常数据, 同期间省内发生了多次M_S3.0以上地震, 我们对安徽省观测较好的几个台站数据进行年变化特征、 干扰因素的分析, 发现水位、 降雨是影响地电阻率数据变化的主要因素, 通过以月为窗长的回归拟合分析进行水位的干扰消除, 计算的残差值能有效地消除地电阻率年变化干扰, 运用消除干扰后的曲线对近期发生的地震进行分析, 发现霍山M_S4.3和阜阳M_S4.3等地震前未出现明显趋势性前兆异常, 临近台站出现的异常变化可能与该区域的地下水位干扰性变化有关。     

Studies of electrical properties of rocks under high temperature and pressure

Studies of the rocks′ electrical properties under high temperature and pressure have found favors in the geophysicist′s eyes, because those studies are becoming to be the important methods to understand the earth′s interior materials, their migration and evolution. This article introduces the development and significant of those studies from the measurements, instruments and affections, etc.     

黔东页岩复电阻率各向异性及其与页岩气储层参数关系研究

电法勘探因其成本低、效率高的优势,常被作为寻找页岩气储层的辅助手段.然而,到目前为止,页岩的电性特征,特别是复电阻率各向异性特征,以及其与页岩气储层参数的关系研究甚少,这在一定程度上阻碍了电法勘探在页岩气勘探中的应用.基于此,本文采集了黔东地区几种典型黑色页岩岩样,并测量了 6块黑色页岩在走向、倾向和垂直层理方向的复电...     

基于PpSms、P660S、SKS震相分裂研究上海地区地壳、地幔各向异性

基于上海地震台阵记录的远震利用台阵处理技术研究了PpSmS、P660S及SKS震相的分裂。根据三震相的分裂参数(快慢波延时时间及快波偏振方向)的差异对上海地震台阵地区地壳、上地幔及下地幔介质的各向异性情况进行了简要分析。