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        龍巖臺地磁觀測場地可用性分析

        2022-01-18 02:34:12鄭建志
        科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 2021年36期
        關(guān)鍵詞:龍巖臺站梯度

        鄭建志

        (福建省地震局龍巖地震臺,福建龍巖 364000)

        1 龍巖臺數(shù)字化地磁房臺內(nèi)搬遷選址的要求

        為了使高精度的現(xiàn)代化的數(shù)字地磁相對觀測記錄儀器記錄到地磁場變化能代表較大范圍區(qū)域地磁場變化,由于我臺原地磁記錄相對室觀測數(shù)據(jù)受場地及外界環(huán)境的影響,考慮到長期連續(xù)數(shù)據(jù)觀測資料的準(zhǔn)確及可用性,使磁通門磁力儀能夠不間斷的連續(xù)運行記錄,臺址應(yīng)設(shè)在離我臺圍墻較遠(yuǎn)的地方進(jìn)行選址,避開各種、各類人為干擾源等應(yīng)在地磁觀測規(guī)范允許的范圍之外(國家地震局1990 中國地震局2001),由于我臺選址盡量在臺站范圍內(nèi)搬遷,因此,我臺擬建的地磁房地址就是按照這些規(guī)范要求進(jìn)行測量選址的。

        2 龍巖臺基本情況

        2.1 地質(zhì)構(gòu)造背景

        龍巖地震臺位于龍巖市新羅區(qū)中城街道園田塘村的西側(cè)半山坡上,即州龍山西麓,臺基為石英砂巖,節(jié)理發(fā)育,巖性破碎,地表風(fēng)化覆蓋層較厚,其地理坐標(biāo)為東經(jīng):117°01′26.7″,北緯25°07′41.7″,海拔高程:370.75081米。(圖1)。龍巖地震臺地處閩、粵、贛三省交界區(qū)域,經(jīng)大田-漳平- 龍巖東入廣東省大埔的政和- 海豐斷裂帶,有邵武- 河源斷裂帶,它經(jīng)寧化、武平入廣東。另外,還有龍巖山字型構(gòu)造和南北向構(gòu)造,這些構(gòu)造體系又彼此交匯、復(fù)合、重疊,使得本區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜。

        臺址位于二疊系下統(tǒng)文筆山組P1w,東邊與石炭系下統(tǒng)林地組交界處有一斷層,斷層呈北北東走向,傾角80°;臺站西邊為第四系覆蓋層。

        2.2 觀測環(huán)境

        龍巖臺地磁現(xiàn)磁通門觀測房座落在龍巖市新羅區(qū)北郊虎頭山的西側(cè)半山坡上,原觀測環(huán)境基本滿足地磁區(qū)域臺的規(guī)范要求(圖2)。

        圖2 龍巖臺地磁觀測場地5 米寬距磁場梯度(1984 年)

        近年來隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速,距離磁通門觀測房十五米左右建有民房,車輛進(jìn)出造成觀測資料存在大量的車輛干擾產(chǎn)生臺階,觀測資料質(zhì)量下降。為了避免車輛進(jìn)出產(chǎn)生的干擾,在臺站圍墻內(nèi)現(xiàn)有場地條件勘察選址,尋找適合磁通門儀器觀測的場地。臺站東面是山地,主要種植有果樹,通常不會有鐵磁性物質(zhì)干擾;距離應(yīng)急指揮大樓>30m。對該場地進(jìn)行實地勘測(圖3)。

        圖3 龍巖地震臺平面圖

        3 場地勘測

        3.1 測試設(shè)備及測試成員

        磁場梯度測試儀器為GSM-19T 磁力儀(兩套),主要技術(shù)指標(biāo)靈敏度:0.15nT(1s 采樣間隔),0.05(4s 采樣間隔,梯度容差:>7000nT/m;連續(xù)試記儀器為FGM-01磁力儀;測試成員為廈門地震斟察研究中心人員及我臺站相關(guān)人員。

        3.2 測試過程

        首先在擬選場址附近選擇水平梯度不大于1nT/m 的點,在該點架設(shè)一臺GSM-19T 磁力儀作為觀測日變點,觀測日變點約在觀測前60 分鐘投入觀測,觀測采樣間隔為30 秒。該日變點所記錄到的觀測值記為Ft。

        在初選地址大約8m×13m 面積內(nèi),以1m 為間隔,大約設(shè)置8 行12 列的測線組成方格網(wǎng)絡(luò),共計96 個測點,每個測點插設(shè)好小竹桿,以行列編號作標(biāo)記,并設(shè)置第1 行第1 列的測點為起始點。以該點為起點,從南向北,從西向東逐行逐列進(jìn)行測量,觀測值記作Fi。觀測采用世界時整分讀取。

        前期請廈門地震勘測研究中心的同志來進(jìn)行初測,在場地未進(jìn)行任何清理的情況下測量,初步認(rèn)為此場地梯度基本符合區(qū)域地磁臺觀測的要求;然后利用龍巖臺的新儀器FGM-01 架設(shè)在此場地連續(xù)觀測,測量場地是否會受院內(nèi)及圍墻外車輛干擾,經(jīng)過記錄的數(shù)據(jù)來看,基本不受院內(nèi)及圍墻外車輛的干擾;場地經(jīng)過平整處理后,再次請廈門地震勘測研究中心的同志來進(jìn)行測試場地梯度,經(jīng)過測試,整理后的場地梯度明顯比上次測試的效果要好,前次因為場地附近有老蓄水池,水池由鋼筋混凝土建成,老蓄水池鏟除后,梯度明顯變?。ǜ綀龅靥荻葓D4)

        圖4 平整前后場地梯度圖

        從梯度等值線圖上可以看出,平整后整個場地的梯度較好,基本都在1nT/m 以內(nèi),整個場地的磁場梯度較為均勻。

        利用我臺的新FGM-01 放在此場地的觀測曲線基本不受外界車輛干擾,日變形態(tài)正常,符合地磁觀測環(huán)境要求,而我臺現(xiàn)有觀測房記錄的曲線受外界車輛干擾嚴(yán)重,如圖5,圓圈處為車輛干擾產(chǎn)生的臺階,臺階多而且臺階量較大,嚴(yán)重影響我臺的觀測資料質(zhì)量。從圖中對比來看場地符合地磁觀測環(huán)境要求

        圖5

        4 結(jié)果及分析

        4.1 場地磁場梯度:從平整后測量的場地磁場梯度(圖4)來看,場地磁場梯度完全符合區(qū)域臺地磁觀測,場地磁場梯度每米小于1nt. 符合《地震臺站觀測環(huán)境技術(shù)要求》第2 部分:電磁觀測(GB/T 19531.2-2004)要求。

        4.2 車輛干擾:從擬建場地觀測曲線圖(圖5),可以看出此場地基本不受外界車輛干擾,而現(xiàn)觀測房所記錄的觀測曲線圖(圖5)受外界車輛干擾嚴(yán)重,臺階量大而且臺階非常多,白天車輛對地磁觀測記錄影響非常大。

        因此,初步認(rèn)為在此場地新建地磁觀測房較適合。

        文中數(shù)據(jù)來源于福建省地震局前兆臺網(wǎng)中心、廈門地震勘察研究中心現(xiàn)場勘察的數(shù)據(jù)及臺站資料的數(shù)據(jù)整理,感謝廈門地震勘察研究中心現(xiàn)場勘察人員及向?qū)徃鍖<液蜑楸疚男薷奶峁┮庖姷木庉嬛戮础?/p>

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