解 滔1) 盧 軍1) 任越霞2) 趙民淵3)

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2013年蘆山7.0地震前甘孜臺(tái)地電阻率變化分析

解 滔盧 軍任越霞趙民淵

1）中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心，北京100045 2）四川省地震局，成都 610041 3）甘孜地震臺(tái)，甘孜 626700

甘孜臺(tái)地電阻率N30oE測(cè)道觀測(cè)資料自2011年7月開始出現(xiàn)趨勢(shì)上升變化，N60oW測(cè)道地電阻率則從2012年出現(xiàn)趨勢(shì)上升變化。2011年測(cè)區(qū)原317國(guó)道實(shí)施擴(kuò)建工程，N30oE測(cè)道測(cè)量電極分別向供電極方向移動(dòng)10m。采用甘孜臺(tái)電測(cè)深曲線以水平層狀模型反演了測(cè)區(qū)的電性結(jié)構(gòu)，理論計(jì)算表明，測(cè)量電極的移動(dòng)將會(huì)引起N30oE測(cè)道4W·m的上升變化，扣除這部分變化后，甘孜臺(tái)兩測(cè)道觀測(cè)值于2012年同步上升。以水平層狀模型計(jì)算了甘孜臺(tái)兩測(cè)道各層介質(zhì)的影響系數(shù)，兩測(cè)道淺層兩層介質(zhì)影響系數(shù)均為負(fù)，能合理地解釋甘孜臺(tái)地電阻率在雨季降水量增加時(shí)觀測(cè)值上升、旱季降水量減少時(shí)觀測(cè)值下降這一“夏高冬低”的年變現(xiàn)象。建立三維有限元模型計(jì)算了317國(guó)道拓寬部分對(duì)觀測(cè)的影響，計(jì)算結(jié)果表明，拓寬部分僅能引起N60oW測(cè)道約0.15W·m的下降變化和N30oE測(cè)道約0.1W·m的上升變化，其對(duì)觀測(cè)的影響非常小。同時(shí)2013年1月甘孜臺(tái)兩測(cè)道年變低值顯著高于2008年以來(lái)各年的年變低值，在蘆山地震前呈同步的上升變化，但是與汶川地震前的下降變化相反，因此甘孜臺(tái)自2012年的趨勢(shì)上升變化是不是蘆山地震的前兆異常還難以確定。

蘆山地震 甘孜臺(tái) 地電阻率 趨勢(shì)上升 年變化

引言

2013年4月20日在四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0地震，造成196人遇難，20余人失蹤和愈萬(wàn)人受傷。此次地震是繼2008年汶川8.0地震后發(fā)生在龍門山斷裂帶的又一次巨大破壞性地震。據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定，震中位于東經(jīng)102o57′，北緯30o19′，震源深度為13km（http://www.ceic.ac.cn/），主震震中距汶川地震震中約87km。余震分布區(qū)沿長(zhǎng)軸（龍門山斷裂走向）約45km，沿短軸（北西方向）約20km，余震分布區(qū)域距汶川地震余震區(qū)約37km（杜方等，2013；劉杰等，2013），震源機(jī)制研究結(jié)果表明，此次蘆山地震為純逆沖型（呂堅(jiān)等，2013；曾祥方等，2013）。

我國(guó)將地電阻率方法應(yīng)用于地震中短期預(yù)測(cè)已有近50年，在長(zhǎng)期的觀測(cè)實(shí)踐中多次記錄到了大震、中強(qiáng)地震前突出的異常現(xiàn)象（錢復(fù)業(yè)等，1982；1990；杜學(xué)彬，2010；張學(xué)民等，2009；桂燮泰等，1989；錢家棟等，2013；Lu等，1999）。關(guān)于地震前地電阻率異常機(jī)理的研究也相繼展開和不斷深入。從巖石介質(zhì)微觀導(dǎo)電機(jī)理上，DD模式和IPE模式給出含水巖層在受壓應(yīng)力作用時(shí)，介質(zhì)電阻率呈下降變化，受張應(yīng)力作用時(shí)電阻率呈上升變化（錢家棟，1985）。我國(guó)地電阻率觀測(cè)采用對(duì)稱四極觀測(cè)裝置，供電極距一般為AB=1000m左右，且認(rèn)為孕震應(yīng)力主要作用于測(cè)區(qū)深部巖層。深部巖層對(duì)地電阻率觀測(cè)的影響系數(shù)為正且大于表層介質(zhì)的影響系數(shù)，因而理論上地電阻率觀測(cè)能記錄到與深部巖層電阻率受應(yīng)力作用時(shí)同步的變化（趙和云等，1987；錢家棟等，1988；1998；Lu等，2004）。對(duì)巖石樣品的應(yīng)力加載實(shí)驗(yàn)也表明，隨著應(yīng)力的增加巖石電阻率呈下降變化，同時(shí)在相同應(yīng)力加載作用下，巖石不同方向的電阻率變化亦不同，呈現(xiàn)出各向異性變化（陸陽(yáng)泉等，1990；陳峰等，2003；2013）。野外原地實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，巖層受壓應(yīng)力作用時(shí)地電阻率觀測(cè)值呈下降變化，壓應(yīng)力卸載和受張應(yīng)力作用時(shí)地電阻率觀測(cè)值上升（趙玉林等，1983；1990）。

近年來(lái)地電阻率觀測(cè)受到的干擾日趨嚴(yán)重，造成有些臺(tái)站資料失去了地震分析預(yù)測(cè)效能。蘆山地震震中約300km范圍內(nèi)有成都、冕寧、西昌小廟和甘孜4個(gè)地電阻率臺(tái)站，其中成都臺(tái)和冕寧臺(tái)受干擾嚴(yán)重、西昌小廟臺(tái)于2012年年底停測(cè)，資料難以分析。甘孜臺(tái)觀測(cè)環(huán)境相對(duì)較好，但是觀測(cè)極距僅為AB=500m，同時(shí)由于測(cè)區(qū)下有一高阻層，使得觀測(cè)資料較易受來(lái)自地表的干擾，且呈現(xiàn)“夏高冬低”年變形態(tài)。甘孜臺(tái)地電阻率N30oE測(cè)道觀測(cè)值自2011年7月開始出現(xiàn)趨勢(shì)上升變化，N60oW測(cè)道則從2012年出現(xiàn)趨勢(shì)上升變化，2011年同期穿過(guò)測(cè)區(qū)的317國(guó)道實(shí)施擴(kuò)建工程。本文將結(jié)合甘孜臺(tái)電測(cè)深資料討論其地電阻率變化的基本特征，并建立測(cè)區(qū)空間三維有限元模型分析國(guó)道擴(kuò)建對(duì)觀測(cè)造成的影響，進(jìn)而為分析蘆山地震前甘孜臺(tái)地電阻率的變化提供依據(jù)。

1 甘孜地電阻率臺(tái)站簡(jiǎn)介

甘孜臺(tái)位于四川省甘孜縣城郊以東約4km處，臺(tái)站所在區(qū)域?yàn)轷r水河斷裂帶西北端、甘孜-馬尼干戈斷裂東端的斯俄盆地，臺(tái)站所在區(qū)域斷層構(gòu)造如圖1所示。測(cè)區(qū)地貌平坦，臺(tái)站附近有三疊系變質(zhì)砂巖、板巖出露。盆地第四紀(jì)沖積覆蓋層厚度可達(dá)40m以上，主要為含碎石粘土、亞粘土等高階地沖積物（李有才，1984）。臺(tái)站所在區(qū)域的鮮水河斷裂是我國(guó)地震非?；钴S的一條地震帶，北西自甘孜東谷，向南經(jīng)爐霍、道孚至康定磨西附近，全長(zhǎng)約350km，整體呈左旋走滑特征，并發(fā)生多次7級(jí)以上地震（王貴宣，1995；張國(guó)民等，2005；Wen等，2008）。

甘孜臺(tái)地電阻率觀測(cè)始于1970年，后因原測(cè)區(qū)受到金屬水管干擾，于1987年搬遷至現(xiàn)今位置（王德富，1990）。臺(tái)站布設(shè)N30oE和N60oW兩相互正交測(cè)道，采用對(duì)稱四極觀測(cè)裝置，并沿布極中心對(duì)稱分布（圖2）。兩測(cè)道供電極距AB=500m，原測(cè)量極距均為MN=120m，2011年317國(guó)道擴(kuò)建后N30oE測(cè)道測(cè)量極距變更為140m，目前臺(tái)站使用ZD8BI數(shù)字地電儀進(jìn)行觀測(cè)。自觀測(cè)以來(lái)在臺(tái)站周圍發(fā)生了多次中強(qiáng)地震，甘孜臺(tái)地電阻率記錄了較為突出的前兆異常。其中在1975年九龍6.2地震、1979年玉樹6.6地震、1981年道孚6.9地震和1982年甘孜6.0地震前N60oW測(cè)道出現(xiàn)了年尺度的下降異常（李有才，1984；王德富，1985)；在1989年巴塘6.7雙震前兩測(cè)道同步出現(xiàn)了半年尺度的下降異常（王德富，1990）；在2008年汶川8.0地震前兩測(cè)道出現(xiàn)約兩年的趨勢(shì)下降變化（張學(xué)民等，2009；杜學(xué)彬，2010；錢家棟等，2013）。

圖1 甘孜臺(tái)地區(qū)斷層構(gòu)造

圖2 甘孜臺(tái)地電阻率布極示意圖

2 甘孜地電阻率變化基本特征

甘孜臺(tái)2007年至2013年6月的地電阻率和降雨量觀測(cè)資料如圖3所示。表層介質(zhì)電阻率隨季節(jié)變化顯著，夏季降水量較多且表層水為液態(tài)，介質(zhì)電阻率相對(duì)較低，冬季降水較少且甘孜臺(tái)表層土壤處于凍結(jié)狀態(tài)，介質(zhì)電阻率較高。甘孜臺(tái)兩測(cè)道地電阻率在夏季降水量增加，淺層介質(zhì)電阻率值降低時(shí)觀測(cè)值上升，而在冬季降水量減少和地表土層處于封凍，淺層介質(zhì)電阻率值上升時(shí)觀測(cè)值下降，年變形態(tài)表現(xiàn)為“夏高冬低”，與我國(guó)大多數(shù)臺(tái)站地電阻率“夏低冬高”年變形態(tài)相反，同時(shí)年變幅度也較大，約為觀測(cè)值的8%。甘孜臺(tái)沿N30oE和N60oW兩方向的電測(cè)深曲線如圖4所示，兩方向電測(cè)深曲線均為K型，形態(tài)在淺層較為相近，中間含有高阻層。在深部電測(cè)深曲線顯示介質(zhì)N60oW方向電阻率顯著低于N30oE，表現(xiàn)出電阻率各向異性。表1是依據(jù)圖4中電測(cè)深曲線以水平層狀模型計(jì)算并參考地電阻率觀測(cè)資料得到的測(cè)區(qū)地層電性結(jié)構(gòu)。

表1 甘孜臺(tái)水平層狀電性結(jié)構(gòu)

圖3 （a）甘孜臺(tái)N30oE測(cè)道地電阻率觀測(cè)值；（b）甘孜臺(tái)N60oW測(cè)道地電阻率觀測(cè)值；（c）甘孜臺(tái)月降雨量

圖4 （a）甘孜臺(tái)N30oE方向電測(cè)深曲線；（b）甘孜臺(tái)N60oW方向電測(cè)深曲線

如果將地電阻率測(cè)區(qū)劃分為任意的塊區(qū)域，每一塊區(qū)域介質(zhì)電阻率為，=1，2，…，。在測(cè)區(qū)電性結(jié)構(gòu)確定、觀測(cè)裝置和極距以及布極位置確定時(shí)，地電阻率是各分區(qū)介質(zhì)電阻率的函數(shù)（錢家棟等，1985；1998；趙和云等，1987；Park等，1991)：

在多數(shù)情況下，各分區(qū)介質(zhì)電阻率在一定時(shí)間內(nèi)的相對(duì)變化非常小，，因此

將（1）式進(jìn)行Taylor級(jí)數(shù)展開，二階及高階項(xiàng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一階項(xiàng)，可忽略不計(jì)。地電阻率相對(duì)變化可以簡(jiǎn)單地表示為各分區(qū)介質(zhì)電阻率相對(duì)變化的加權(quán)和：

采用表1層狀電性結(jié)構(gòu)，計(jì)算N30oE和N60oW測(cè)道各層介質(zhì)影響系數(shù)如圖5所示，甘孜臺(tái)兩測(cè)道在供電極距AB/2=250m時(shí)地表兩層介質(zhì)對(duì)地電阻率的影響系數(shù)為負(fù)。因此在淺層介質(zhì)電阻率受降雨影響季節(jié)性變化時(shí)，甘孜臺(tái)觀測(cè)的地電阻率表現(xiàn)出與之相反的年變化。同時(shí)兩測(cè)道地表兩層介質(zhì)的影響系數(shù)也顯著大于其他臺(tái)站，表層介質(zhì)相對(duì)變化量對(duì)地電阻率變化的貢獻(xiàn)較大，因而甘孜臺(tái)地電阻率的年變化幅度較大。

3 317國(guó)道擴(kuò)建對(duì)觀測(cè)的影響

3.1 移動(dòng)測(cè)量電極產(chǎn)生的影響

原N30oE測(cè)道測(cè)量極距MN=120m，2011年317國(guó)道擴(kuò)建，原測(cè)量電極位置被覆蓋，兩新測(cè)量電極位置各自向供電電極方向移動(dòng)10m，移動(dòng)后測(cè)量極距MN=140m。以表1中N30oE測(cè)道電性結(jié)構(gòu)，采用二極裝置濾波器算法計(jì)算N30oE測(cè)道在測(cè)量電極移動(dòng)前后地電阻率變化（O’Niell等，1984），計(jì)算結(jié)果如表2所示。計(jì)算結(jié)果表明，測(cè)量電極移動(dòng)可以引起該測(cè)道地電阻率4W·m的階躍上升變化，將其后觀測(cè)資料扣除這部分變化后，N30oE測(cè)道在2011年的上升變化并不顯著。

表2 測(cè)量電極移動(dòng)產(chǎn)生的影響（W·m）

3.2 國(guó)道擴(kuò)建部分產(chǎn)生的影響

317國(guó)道的擴(kuò)建部分位于兩測(cè)道測(cè)線和電極附近，是地表地電阻率觀測(cè)較為敏感的區(qū)域，通常該區(qū)域介質(zhì)電性結(jié)構(gòu)的改變對(duì)觀測(cè)的影響不容忽視。公路施工時(shí)表層路基被壓實(shí)，這部分介質(zhì)電阻率值應(yīng)升高，同時(shí)路面為高阻混凝土結(jié)構(gòu)，因此我們將這兩部分簡(jiǎn)化為一厚度為2m的高阻體，建立三維有限元模型計(jì)算其對(duì)甘孜臺(tái)兩測(cè)道地電阻率觀測(cè)的影響。

3.2.1 穩(wěn)恒電流場(chǎng)有限元方法

地電阻率定點(diǎn)臺(tái)站觀測(cè)采用對(duì)稱四極裝置，觀測(cè)時(shí)在供電電極A、B輸入直流電流，在測(cè)量電極M、N測(cè)量電勢(shì)差，此問(wèn)題可視為穩(wěn)恒電流場(chǎng)計(jì)算，電流場(chǎng)遵守Maxwell方程組和電荷守恒定律，電位分布滿足Possion方程：

式中，是由電流源產(chǎn)生的電位；是介質(zhì)電導(dǎo)率；是Dirac delta函數(shù)。

應(yīng)用虛功原理可得到穩(wěn)恒電流場(chǎng)Possion方程的有限元弱解形式：

式中，W為計(jì)算區(qū)域；為任意的虛位移函數(shù)，在滿足Dirichlet邊界條件的邊界上，虛位移函數(shù)=0。

由于電位在電流源處存在奇異性，數(shù)值求解方程（5）在電流源附近得到的結(jié)果誤差較大。常用的去除奇異性的方法是將電流源產(chǎn)生的電位分解為由供電電流在均勻半空間介質(zhì)（）中產(chǎn)生的一次場(chǎng)電位V和非均勻介質(zhì)（）引起的二次場(chǎng)電位V，且滿足=V+V和。一次場(chǎng)電位V可以通過(guò)解析表達(dá)式得到，二次場(chǎng)電位V通過(guò)單元離散化后數(shù)值計(jì)算得到（Lowry等，1989；Zhao等，1996）。

地電阻率觀測(cè)在地表自然地滿足Neumann邊界條件，在水平方向和垂直方向（深度）可視為無(wú)窮遠(yuǎn)邊界，可以施加Dirichlet邊界條件（=0），也可以施加Neumann邊界條件（Coggon，1971）。但是建立的模型在水平和垂直方向上的尺度不可能是無(wú)限的，對(duì)于一固定尺寸的模型，在供電極距AB大于一定的值后，對(duì)無(wú)窮遠(yuǎn)邊界施加Dirichlet邊界條件時(shí)計(jì)算得到的地電阻率值將小于實(shí)際值，而對(duì)無(wú)窮遠(yuǎn)邊界施加Neumann邊界條件時(shí)計(jì)算得到的地電阻率值將大于實(shí)際值（Li等，2005；Dey等，1979）。對(duì)固定的供電極距AB，模型尺寸越大，邊界對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響就越小，但是模型越大，計(jì)算量也就越大，因此需要合理地選擇模型水平方向的尺寸和最底層厚度。

模型經(jīng)單元離散化、施加電流源和邊界條件后可對(duì)單元節(jié)點(diǎn)上的自由度(電位)進(jìn)行有限元數(shù)值求解，求解出電位分布后可以獲得測(cè)量電極間的電勢(shì)差，進(jìn)而依據(jù)對(duì)稱四極裝置系數(shù)計(jì)算地電阻率。

3.2.2 模型建立

甘孜臺(tái)測(cè)區(qū)淺層介質(zhì)主要為沖積沉積物，N30oE和N60oW兩方向電測(cè)深曲線在淺層時(shí)形態(tài)相近，反映淺層介質(zhì)電阻率各向異性不顯著。深部巖層由于長(zhǎng)期受構(gòu)造應(yīng)力作用，微裂隙發(fā)育可能不均勻，造成深部巖層電阻率在不同方向有差異，兩方向電測(cè)深曲線顯示深部巖層N30oE方向電阻率大于N60oW方向。模型采用水平層狀結(jié)構(gòu)，假定淺層三層介質(zhì)電阻率均勻，僅在模型最底層采用不同的電阻率值計(jì)算兩方向的地電阻率值，模型參數(shù)如表1所示，圖6為模型示意圖。

甘孜臺(tái)兩個(gè)測(cè)道的供電極距相同，且都沿布極中心對(duì)稱分布，因而模型在N60oW和N30oE方向采用相同的尺寸。圖7a是在模型最底層厚度為1000m時(shí)N60oW測(cè)道地電阻率計(jì)算值隨模型水平尺寸的變化，在>3000m之后N60oW測(cè)道地電阻率計(jì)算值基本上已不隨的增加而變化，所以模型中取=4000m。圖7b則是模型水平尺寸=4000m時(shí)N60oW測(cè)道地電阻率計(jì)算值隨模型最底層厚度的變化，在>1000m之后N60oW測(cè)道地電阻率計(jì)算值基本上也不隨的增加而變化，所以在模型中取=1500m。在計(jì)算甘孜臺(tái)兩測(cè)道地電阻率受國(guó)道擴(kuò)建影響的最終模型大小為4000×4000×1551m，在建立模型計(jì)算時(shí)臺(tái)站觀測(cè)裝置布極中心始終位于模型水平面中心。

3.2.3 計(jì)算結(jié)果

計(jì)算時(shí)將國(guó)道擴(kuò)建部分和路基壓實(shí)部分簡(jiǎn)化為一厚度為2m的高阻體，電阻率值設(shè)定為10000W·m。先將高阻體部分電阻率設(shè)定為表層介質(zhì)電阻率值，計(jì)算未受干擾時(shí)的地電阻率，而后將高電阻率值賦予之，計(jì)算受干擾后的地電阻率，從而計(jì)算出國(guó)道擴(kuò)建部分對(duì)兩測(cè)道地電阻率的影響，計(jì)算結(jié)果如表3所示。317國(guó)道擴(kuò)建部分僅能引起N30oE測(cè)道約0.1W·m的上升變化和N60oW測(cè)道約0.15W·m的下降變化變化。由于甘孜臺(tái)測(cè)區(qū)表層介質(zhì)電阻率值較高，在高阻介質(zhì)中嵌入高阻體，加之?dāng)U建部分的規(guī)模不大（寬度為4m），因而其對(duì)地電阻率觀測(cè)值的影響很小。N30oE測(cè)道在2011年8月17日移動(dòng)電極，隨后測(cè)區(qū)內(nèi)路基工程開始實(shí)施，直至9月完成，期間兩測(cè)道整點(diǎn)觀測(cè)值如圖8所示，從圖中可以看出施工期間甘孜臺(tái)兩測(cè)道地電阻率變化連續(xù)平穩(wěn)，施工對(duì)觀測(cè)并沒(méi)有造成顯著的影響。

表3 國(guó)道擴(kuò)建部分產(chǎn)生的影響（W·m）

甘孜臺(tái)兩測(cè)道地電阻率觀測(cè)值在扣除電極移動(dòng)和317國(guó)道擴(kuò)建部分產(chǎn)生的影響后，于2012年6月開始同步大幅度快速上升。2012年電磁學(xué)科組現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)認(rèn)為，當(dāng)年6月、7月和9月三個(gè)月份降雨量顯著大于2008—2011年同月份降雨量，甘孜臺(tái)兩測(cè)道地電阻率同步快速上升與降雨量增加有關(guān)（電磁學(xué)科赴甘孜臺(tái)異常落實(shí)工作小組，2012）。直至2013年1月，測(cè)區(qū)幾無(wú)降雨，表層處于凍結(jié)時(shí)兩測(cè)道地電阻率年變低值仍高于往年，因而甘孜臺(tái)地電阻率在排除干擾后存在趨勢(shì)上升變化。

4 討論

甘孜臺(tái)測(cè)區(qū)淺層由沖積沉積物構(gòu)成的地層電阻率較高，依據(jù)電測(cè)深曲線采用水平層狀模型反演的電性結(jié)構(gòu)顯示第三層為高阻層，其下則為低阻巖層。高阻巖層的存在使得供電電流更多地集中在淺層介質(zhì)中，加之臺(tái)站供電極距較小，這使得淺層介質(zhì)對(duì)觀測(cè)到的地電阻率相對(duì)變化貢獻(xiàn)較多。從兩測(cè)道各層介質(zhì)的影響系數(shù)可以看出，第三層介質(zhì)影響系數(shù)最大，且大于1，第二層次之。一般認(rèn)為由孕震引起的應(yīng)力變化更多地影響深部巖層電阻率變化，甘孜臺(tái)深部巖層影響系數(shù)盡與表層介質(zhì)相當(dāng)，這對(duì)捕捉孕震信息是不利的。由于表層介質(zhì)影響系數(shù)較大，甘孜臺(tái)的年變幅度也相應(yīng)的較大，同時(shí)容易受到來(lái)自地表的干擾。甘孜臺(tái)為電磁學(xué)科在鮮水河上唯一的地電阻率臺(tái)站，對(duì)鮮水河上震情判定具有重要意義。從圖5可以看出，若將供電極距擴(kuò)展至AB=1000m，最底層介質(zhì)影響系數(shù)最大，且表層介質(zhì)影響系數(shù)將降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。測(cè)區(qū)覆蓋層厚度較薄，鉆孔將電極直接放置于第四層，實(shí)施井下觀測(cè)也是較好的選擇。

從相互垂直的兩條電測(cè)深曲線（圖4）可以看出，甘孜臺(tái)電性結(jié)構(gòu)在第四層存在顯著的各向異性特征，文中采用的是依據(jù)各條電測(cè)深曲線按一維層狀均勻介質(zhì)模型反演的電性結(jié)構(gòu)，它是對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的一種簡(jiǎn)化和近似。單一電測(cè)深曲線是對(duì)地下非均勻（或各向異性）結(jié)構(gòu)的綜合反映，而以一維層狀均勻介質(zhì)模型反演的電性結(jié)構(gòu)是對(duì)地表觀測(cè)結(jié)果的一種解譯。甘孜臺(tái)地電阻率觀測(cè)測(cè)量極距的移動(dòng)和國(guó)道擴(kuò)建均在地表，因而分別采用一維模型予以計(jì)算的結(jié)果是可信的。

甘孜臺(tái)距2008年汶川地震震中約330km，距蘆山地震震中約300km，汶川地震前甘孜臺(tái)地電阻率表現(xiàn)為中期下降變化異常（張學(xué)民等，2009），在蘆山地震前則表現(xiàn)為趨勢(shì)上升變化。汶川地震和蘆山地震都發(fā)生在龍門山斷裂帶上，發(fā)震動(dòng)力源為巴彥喀拉地塊相對(duì)四川盆地的逆沖作用。震源機(jī)制解表明，汶川地震在破裂區(qū)中南段以逆沖為主，在北段以走滑為主，主震以逆沖型為主（陳運(yùn)泰等，2008），蘆山地震發(fā)生在汶川地震以西南約85km處，主震為逆沖型（呂堅(jiān)等，2013；曾祥方等，2013）。同時(shí)甘孜臺(tái)與兩次地震震中的距離幾乎一樣，兩次地震與甘孜臺(tái)的方位角也幾乎一樣，雖然震級(jí)上有差別，但兩次地震相對(duì)甘孜臺(tái)而言構(gòu)成了大地震事件的重現(xiàn)性。然而甘孜臺(tái)地電阻率資料在汶川地震前為下降變化，而在蘆山地震前卻為上升變化，這與我們通常理解的物理現(xiàn)象重現(xiàn)性存在矛盾。地電阻率觀測(cè)值是局部范圍內(nèi)測(cè)區(qū)地下介質(zhì)電阻率的綜合反映，在排除測(cè)區(qū)干擾和年變產(chǎn)生的影響后，地電阻率變化被認(rèn)為是深部巖層受應(yīng)力作用時(shí)巖層電阻率變化引起的。理論模型（DD模式和IPE模型）以及實(shí)驗(yàn)資料表明，含水巖層在壓應(yīng)力積累階段電阻率總體呈下降變化，在壓應(yīng)力卸載或張應(yīng)力積累作用下電阻率呈上升變化。因此結(jié)合測(cè)區(qū)所在區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)資料來(lái)分析地電阻率變化更為客觀，甘孜臺(tái)有一體應(yīng)變觀測(cè)，但觀測(cè)質(zhì)量很差，無(wú)法獲取汶川地震和蘆山地震前測(cè)區(qū)深部巖層應(yīng)變相對(duì)變化狀態(tài)。

5 結(jié)論

甘孜臺(tái)地電阻率測(cè)區(qū)下有一高阻層，使得甘孜臺(tái)在現(xiàn)有布極方式下淺層介質(zhì)的影響系數(shù)為負(fù)，在降雨增加淺層介質(zhì)電阻率降低時(shí)觀測(cè)值上升，降雨減少和淺層電阻率升高時(shí)觀測(cè)值降低，表現(xiàn)出“夏高冬低”的年變形態(tài)。同時(shí)由于下覆高阻層和觀測(cè)極距較短，淺層介質(zhì)影響系數(shù)較大，從而年變幅度較大，且觀測(cè)易受來(lái)自地表的干擾。317國(guó)道擴(kuò)建造成N30oE測(cè)道測(cè)量極距變化，從而引起該測(cè)道約4W·m的階躍上升變化。將擴(kuò)建部分簡(jiǎn)化為在地表嵌入的高阻體，有限元模型計(jì)算表明，擴(kuò)建部分僅能引起N30oE測(cè)道約0.1W·m的上升變化和引起N60oW測(cè)道約0.15W·m的下降變化?？鄢蓴_變化后，甘孜臺(tái)兩測(cè)道地電阻率資料自2012年6月開始同步出現(xiàn)快速上升變化，且年變峰值顯著高于前幾年，其中包含了2012年降雨量顯著大于前幾年引起的上升變化部分。在2013年1月幾無(wú)降雨、表層處于凍結(jié)時(shí)年變谷值也高于前幾年，因此甘孜臺(tái)兩測(cè)道存在趨勢(shì)上升變化。汶川地震前甘孜臺(tái)兩測(cè)道資料出現(xiàn)中期的下降變化，而蘆山地震前卻表現(xiàn)為上升變化，同時(shí)甘孜臺(tái)距震中距離約為300km，因此甘孜臺(tái)自2012年的趨勢(shì)上變化是不是蘆山地震的前兆異常現(xiàn)在還難以予以確定。

致謝：四川省地震局張茂軍和甘孜臺(tái)工作人員一同參與了甘孜臺(tái)的科學(xué)考察工作，并提供了一些重要的資料，作者在此一并表示衷心的感謝。

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Analysis on Apparent Resistivity Variations of Ganzi Station before 2013 Lushan7.0 Earthquake

Xie Tao, Lu Jun, Ren Yuexiaand Zhao Minyuan

1) China Earthquake Networks Center, Beijing 100045, China 2) Sichuan Earthquake Administration, Chengdu 610041, China 3) Ganzi Earthquake Station, Ganzi 626700, China

Apparent resistivity data of N30oE monitoring direction observed at Ganzi station began to increase since July 2011. And data of N60oW direction also increased since 2012. In 2011 the potential electrodes of N30oE direction moved 10m towards the current electrodes due to the expansion construction of national road No. 317. By using a horizontal layered model our analysis indicates that the potential electrodes shift can cause 4raiseto measurement of N30oE direction. Therefore, apparent resistivity of the two directions increased in the same time of 2012 after offset the effect from electrodes shift. Sensitive coefficients of two directions were also obtained using the model. Sensitive coefficients of shallow layers were minus for the two directions and the unexpected annual variations of Ganzi station were well explained. In order to quantitatively analyze effects on observation from the national road, we constructed an finite element model based on the electric structure. Analysis results also suggested that, the national road expansion construction can only cause 0.15decrease on N60oW monitoring direction and 0.1increase on N30oE direction. Additionally, the valley values of annual variation of 2013 were distinctively higher than other years from 2008, meaning that there existed abnormal rise of apparent resistivity of the two directions at Ganzi station before the Lushan earthquake. However, the rise was contrary to the decline variation before Wenchuan earthquake. Therefore, it was still unconfirmed that whether or not the rise variation was related to Lushan earthquake.

Lushan earthquake; Ganzi station; Apparent resistivity; Trend increase; Annual variation

國(guó)家科技支撐計(jì)劃專題（2012BAK19B02-03）和國(guó)家自然科學(xué)基金（41204057）共同資助

2013-07-19

解滔，男，生于1986年。碩士。主要從事地震電磁學(xué)和熱紅外衛(wèi)星遙感應(yīng)用研究。E-mail：xtaolake@163.com

解滔，盧軍，任越霞，趙民淵，2013. 2013年蘆山7.0地震前甘孜臺(tái)地電阻率變化分析. 震災(zāi)防御技術(shù)，8（4）：347—358.