尹天杰 趙桂寶 孫亮亮 曹勇
摘 要:文章以安徽省嘉山、蒙城、合肥地震臺為例,依據三個臺站的電阻率年變化的基本特征類型進行相應的歸納,探討其差異性出現的主要原因?;诟鞣N原因具體分析,發(fā)現年變化的差異主要是因為地下電性結構不同造成的,通過對這一種不同情況的合理分析,能夠了解到規(guī)則年變場地的有效獲取情況,以此滿足對于地震預報數據處理的有效服務要求。
關鍵詞:地電阻率;年變化;電測深;地應力
中圖分類號:P315.32 文獻標識碼:A 文章編號:1674-1064(2021)07-103-02
DOI:10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.050
地電阻率本身基于時間變化,從而對地球淺部介質點血性質進行合理觀測,這樣就可以滿足對于地震的預報處理需求。其自身優(yōu)點在于:第一,能夠靈敏地響應介質應力和應變狀態(tài)。第二,在實際觀測之中,也不需要進行復雜的數據處理,就可以通過直觀形態(tài)對異常情況加以了解。但是只有將正常年變化去除,才能夠實現對于震前異常情況的分析。通過地電阻率年變化基本情況的準確識別,就能夠提供預報的基礎條件和前提條件??紤]到不同的地下結構以及地表影響因素之間的差異,在同一個省域就會呈現出不一樣的變化特征。這種不一致往往就會導致年變出現不規(guī)則的情況,并且針對這一種數據,就很難進行數據方面的處理。所以,就需要考慮到對于具有規(guī)則年變地電阻率場地的建設。基于三個地電臺站的分析,這樣就可以針對地電阻率變化特征有一個清楚的分析,從而針對影響因素進行合理探討。
1 地電臺站概況
目前,安徽省有六個地電阻率觀測臺站,分布于蒙城、嘉山、合肥、肥東、安慶、黃山,如圖1所示。
安徽省地電阻率觀測臺站的實際觀測場地要求在平坦開闊的地區(qū)設置,地址構造相對穩(wěn)定。以嘉山、蒙城、合肥而言,針對合肥臺和蒙城臺,主要是通過三個方向來布極,嘉山偏向于兩個方向。各個供電極距以及測量極還存在一定的差異。因此,都是選擇利用數字化地電儀進行觀測,儀器本身可以滿足正常運轉的要求,并且產出的數據也是準確、可靠、連續(xù)的。
合肥臺位于華北斷塊區(qū)的南緣,區(qū)域斷裂構造相對發(fā)育,地電布極區(qū)主要是在合肥市西郊大蜀山森林公園內,這一個地段屬于丘陵地區(qū),實際的覆蓋層相對較薄[1]。
蒙城臺處于郯廬斷裂帶西側,本身的臺基包含了第四紀覆蓋層以及震旦系沙巖,周邊的實際地區(qū)覆蓋面積為100m2~300m2左右,主要呈現為南北走向的低山。同時,這一地區(qū)的實際構造相對復雜,呈現出NW向的板橋集斷層。
嘉山臺位于淮陽臺隆的張公嶺臺拱內,在本區(qū)域中會面臨西側郯廬斷裂的影響,進而就會產生較為強雷的變形。針對新生代,其表現有一定的上升性,屬于離郯廬斷裂帶最近的臺站之一。
2 安徽地區(qū)地電阻率年變化特征
針對本次研究的地電阻率年變化形態(tài),主要呈現出規(guī)則、不規(guī)則、雜亂型這三種形態(tài)。只有通過具體的分析與探討,才能夠明確相應的變化特征。
2.1 規(guī)律周期型年變化
對于地電阻率的實際規(guī)則周期型變化而言,主要是在規(guī)則方面能夠呈現出較強的規(guī)則性。一般來說,都是呈現出正弦波的變化曲線,每一年的實際地電阻率呈現出相當的變幅,并且波谷和波峰的出現月份是相互貼近的,沒有呈現出線性或者是非線性的上升與下降趨勢[2]。針對蒙城臺的地電阻率變化,其本身是呈現出周期性的規(guī)則,整條曲線較似正弦波,每年的4、5月份出現波峰,7、8月份出現波谷,地電阻率年變幅度相當,如圖2所示。
2.2 不規(guī)則周期型年變化
地電阻率本身呈現出不規(guī)則的周期變化,主要是年變化本身就是基于實際的曲線,然后呈現一定的波形變化,但波峰和波谷出現的時間并無一致性,并且存在較大的差異性。針對嘉山臺NS和NE,都會將向地電阻率的實際變化情況分析與表達,但是規(guī)則性并不強,出現的波谷和波峰所處的月份是不相同的,并且年度的變幅也會存在較大差異,針對具體的規(guī)則變化。
2.3 雜亂型年變化
地電阻率雜亂型的變化在每一年的曲線之中,低電阻率變化情況各有不同,有的是包括斜線的直線型,有的則屬于不規(guī)則的周期型,年度變幅也沒有可比性。合肥臺NE向2014年~2015年的年變化呈較平穩(wěn)的直線,2016年呈現為斜線上升的形態(tài),2014年~2016年NW向呈現正弦波狀的形態(tài)但不顯著。NS向則整體呈現下降趨勢,屬于典型的雜亂型年變化。
3 地電阻率年變化差異性探討
文章基于電法勘探的實際理論來探討:對于地表裝置分析來說,介質內主要有兩個水平界面存在,上界面屬于上部分以及下面一部分的電阻率變化,不會影響到地電阻率測量;針對兩個界面之間的相關區(qū)域,主要是基于探測范圍和勘探面積的分析??紤]到存在不均勻的地下分層以及相應的物質差異性問題,這樣就會導致實際的深度存在較大差異。針對實際的探測而言,范圍上界面較深,這樣就使得地表層不會對地電阻率產生太大影響,從而了解到其帶來的影響不會太大。
3.1 各臺電測深曲線對比
蒙城臺測深曲線表明NS向為KH型、EW向為KH-A型、表層50M為低阻區(qū)、50-330M為中阻區(qū),330M以下為高阻基巖。
基于嘉山臺電測的資料進行分析,NS向及EW向主要呈現出KH(A)型。所以,在KH型曲線中就能夠實現清晰的K型分布處理。不過H型之中還有另一層的存在,這樣就會呈現出臺階狀,然后不斷朝著深部電阻率逐漸增加,同時還能夠同大極距形成A型的曲線。
合肥臺電測深曲線為HA型,尾支電阻率值均趨于20Ωm,說明此處地下基巖均在不很厚的第三系紅色砂巖;地表覆蓋層(浮土)不厚,大致在0~5m,75m~125m為含水層,NS、N45°E向電測深曲線。
3.2 地電阻率年變化與地下電性結構的關系
蒙城臺、嘉山臺NS向、EW向電測深曲線均呈KH型,且從表層到深部,電阻率值逐漸加大。根據蒙城臺分層結構規(guī)律,表明表層因素基本上都不會影響到地電阻率的年變化情況,這樣就會導致其年變化基本上都存在于50M以下的電性層,因此,針對蒙城臺的實際變化,主要屬于規(guī)則性的變化。而由于嘉山臺電阻率呈臺階狀向深部增加,則表明分層結構較為復雜,大致可推出嘉山臺地電阻率的年變化,其本身是會受到地表層的影響[3],同時也會產生相應的出反年變和不規(guī)則屬性。合肥臺三個測向的電阻率值均較小,這是由其場地電性結構決定的,電性結構從上到下非常接近,且表層電阻和深層電阻基本一致,電流能夠供到一定的深度,在一般情況下就不易出現年變。
4 結論與建議
基于同一個省域、不同的臺站,地電阻率本身也會呈現出復雜多樣的年變化情況,就是有規(guī)則的周期,同時也包含了不規(guī)則的周期。所以,變化就是存在差異性的,同時也有著明顯的復雜性。
針對實際變化的差異性,直接關聯到觀測場地地下結構以及地表因素。
對于地震分析預報,低電阻率年變化有著重要意義。對于新建臺站,就需要考慮到電測探實驗的實施,基于地下電性結構分析,最終就可以找準數據變化的內部因素。
參考文獻
[1] 王燚坤,隆愛軍,張有林,等.安徽省地電阻率臺址電性結構特征參數的初步分析[J].地震地磁觀測與研究,2011,32(2):25-25.
[2] 戴勇.地電阻率特征變化研究[C].內蒙古自治區(qū)自然科學學術年會.呼和浩特:內蒙古自治區(qū)科協,2012.
[3] 薛志明,胡連芝,李偉,等.蒙城地震臺地電阻率數字化與模擬觀測資料的對比分析[J].華北地震科學,2005(4):31-35.