辽宁地区地球物理场监测地磁网改造及成果应用

刘永强，李 伟，臧石磊，曲 乐，王永江，梁 放

（辽宁省地震局,辽宁 沈阳 110034）



辽宁地区地球物理场监测地磁网改造及成果应用

刘永强，李 伟，臧石磊，曲 乐，王永江，梁 放

（辽宁省地震局,辽宁 沈阳 110034）

摘要：简述了辽宁地区地球物理场监测地磁测网的改造情况；利用改造后测网观测成果，分别绘制了辽宁地区地磁场总强度梯度分布图、地磁场总强度等值线分布趋势图及地磁场年变化分析图：探讨了改造后的地磁测网地磁场梯度分布规律；分析了辽宁地区各重要活动断裂及老震区地磁场总强度的年变化和邻期变化特征，为地震预报提供服务支撑。

关键词：地磁场；梯度；等值线；年变化

0　引言

随着科技进步和高精度先进仪器的应用，地球物理场流动地震地磁监测在地震预测中的作用逐步受到专家们的认可，许多地震发震前后震磁信息已经得到科学的地磁学解释。为此，为了符合中国地震局监测预报司发布的《流动地磁测量技术级别要求》中有关测区测点布设的相关规范，强化辽宁地区地球物理场监测效能，2013年辽宁省地震局立项对辽宁地区地球物理场监测地磁测网升级改造。省局监测处下达了测网升级改造的具体内容，由省地震局震防中心流动地震地磁项目组实施对管辖测区进行升级改造。

地球物理场地磁监测对地震预报的支撑服务内容包括：提供监测数据和数据产品的共享服务、提供地震地磁异常分析与描述、提供相关的地磁学解释、提供被确定的地震地磁异常实例。

辽宁省境内的地震地质构造分布以郯庐断裂、海城河断裂、牛居油燕沟断裂、庄河断裂、朝阳北票断裂等为主。地磁测网将主要关注测区内断裂和海城、岫岩老震区的地震活动性。

为此，落实好省局关于辽宁地区地球物理场地磁监测的强化工作要求，即：地磁测网的改造项目，不仅满足测区的布局符合中国地震局监测预报司最新颁布的《流动地震测量基本技术要求》中测点布局的基本要求，同时会更有效地提供震磁信息，为地震预测服务，具有十分重要的意义。

改造前辽南地区地磁网由23个测点构成（图1），由于测区异常的判定主要依靠测区内区域性的异常区梯度变化带的变化幅度来确定，所以老测点的分布存在以下不足：（1）测点少并且环状分布；（2）对测区内的震磁信息控制能力较差；（3）计算机绘制平面图较为困难；（4）很难圈定异常区域，影响对震磁信息的获取。

2　测网改造建设

2.1仪器更新

原流动地震地磁野外观测使用的G856磁力仪,由于使用年限较长，元器件严重老化，重复性差，精度低，经常因无法正常读数而影响野外工期。2013年，省局责成相关部门，通过招标采购，为流动地震地磁项目组更新了野外及日边站观测的三台原装进口GSM-19T磁力仪，满足了流动地震地磁野外观测工作的需要，不但提高了工作效率还有效的提高了观测精度。

2.2新测区改造

2.2.1测网布设

根据测区内的地质构造特点，本着对重点断裂和老震区进行控制的基本要求，按照规范要求，测区呈现出较高密度的测网并形成了五条控制主要断裂的测线（剖面）：

Ⅰ剖面：由魏家（PLNL24）、张荒（P LNL25）、新北台子（PLNL26）、老虎屯（PLNL27）、赵家（PLNL29）、郭家岭（PLNL30）六个测点组成。剖面穿越郯庐断裂南端和牛居油燕沟断裂，系控制该断裂震磁信息的重要测线（剖面）之一。

Ⅱ剖面：由北镇（PLNL 01）、郑家店（PL NL02）、牛庄（PLNL05）、海城（PLNL06）、板屯（PLNL07）、小偏岭（PLNL08）、岫岩（PLNL09）、何家堡（PLNL10）、新立（PLNL11）九个地震地磁测点组成。该测线（剖面）穿越并控制着下辽河平原断裂中部、金州断裂、海城老震区、庄河断裂北端的震磁信息。与Ⅰ测线（剖面）相互辅助的重要测线。

Ⅲ剖面：由瓦房屯（PLNL02）、盘山（PL NL03）、大洼（PLNL21）、田庄台（PLNL24）、营口（PLNL19）、盖县（PLNL18）、杨树房（PLNL17）、双岭（PLNL16）、桂云花（PLNL15）、魏屯（PLNL14）、庄河（PLNL13）、共十一个地震地磁测点组成。该测线（剖面）控制着下辽河断裂、郯庐断裂、庄河断裂南端的震磁信息。

Ⅳ剖面：由下达河（PLNL28）、赵家（PL NL29）、板屯（PLNL07）、下汤池（PLNL33）、杨树房（PLNL17）、杨运（PLNL35）、费屯（PLNL36）、九龙（PLNL39）共八个地震地磁测点组成。该测线（剖面）控制着海城河断裂和郯庐断裂南端及海城老震区的震磁信息。

Ⅴ剖面：由永胜（PLNL31）、郭家岭（PL NL30）、岫岩（PLNL09）、张家沟（PLNL40）、魏屯（PLNL14）、曲屯（PLNL38）六个地震地磁测点组成。该测线（剖面）控制着海城河断裂末端及岫岩老震区的震磁信息。

2.2.2测点建设

测区升级改造于2013年四月份开始勘选，五月份实施建设，六月份开始投入使用。

地磁测点设置主测点和辅助测点，主测点和辅助测点的间距为30～50m。测点标桩为20×20×70cm的天然弱磁性石材打制，材料的选取应用原装进口磁化率监测仪SM-30对测桩进行严格的测试。标桩磁化率为0.5×10-6CGSM,远小于规范要求的1.0×10-6CGSM。标桩的侧面标注了“中国地震局地震地磁监测点”，起到了测点的保护作用。测点梯度变化均满足规范要求即水平梯度小于3nT/M,垂直梯度5nT/M。按规范要求填写测点点志记，并绘制《地磁测点地磁总强度梯度分布图》 。

3　新测网简介

改造后地磁测网（图3）共布设了40个流动地震地磁监测点，测点布设原则为由原来的环形网方式演变为测线与测网联合方式。测线和测网均穿越、覆盖了测量区域内的主要构造及老震区。测点间距满足规范要求。所有流动地震地磁监测的测点均按照规范要求编制了唯一的测点代码，测区内的所有测点进行了统一编号。原23个测点的测点编号为PlALNL（1～23），新建测点为PlALN（24～40）。

测量时间采用世界时。野外观测使用GSM-19T（950#、971#）磁力仪，自设日变站观测使用GSM-19T（162#）磁力仪，仪器工作稳定。每期出测前后严格按照规范要求对仪器进行同步交换仪器法进行比测，精度满足规范要求。野外观测数据处理首先对原始数据资料进行重复校正，然后将原始数据输入计算机进行观测数据的初步处理，确定数据准确无误后再进行最后的资料通化计算，资料处理程序采用Excel电子表格对流动地震数据处理，图件制作采用中国地震局编写的MapSIS软件。日变站设置在营口地震台，日变通化零日均为实际野外观测时间段最近的磁静日。每期完成了《野外地磁测量手簿》的电子化、《地磁日变通化数据集》的制作，并按时向中国地震局地震地磁技术管理组和中国地震台网预报中心、省局地震预报分析中心提交数据和分析报告，阐述测区内地磁场总强度的空间分布特征、各测点地磁场总强度的邻期变化特征及分析报告。

4　成果应用

4.1测区地磁场总强度梯度分布规律

从测区地磁场总强度梯度分布可以看出，测区自东南部向西北呈现由小至大的一个均匀递增的特点。测区内除了张荒单点出现梯度异常外，其它测点相邻测点梯度变化均匀。图中隆起点为测点新北台子，表明该测点为梯度异常点，经对周围地磁总强度的普查，该地区地表浅部存在一定范围的铁矿，应对该测点进行重新的勘选，保证测区地磁场总强度的均匀分布性。

4.2测区地磁场总强度年变化分析

图5展示了2014年9月测期和2015年9月测期地磁场总强度等值线的分布趋势，地磁总强度等值线形态、走向趋势吻合良好，表明年变化平稳的特征。

4.2.1地磁场年变化分析（2014年6月—2015年6月）

地磁场（图6）呈现正变化集中在测区南部，负变化集中在测区北部，自南向北均匀渐变变化的特征。测区内主要断裂构造金州郯庐断裂北端点表现了正负变化交替的现象，中部两侧均匀。海城河断裂上下盘变化均匀。庄河断裂上下盘表现均匀。牛居油燕沟断裂上下盘变化均匀。从测区宏观上看出，以郯庐断裂中部为原点，正变化集中在ⅠⅡ Ⅲ象限，负变化集中分布在第Ⅳ象限。年变化高梯度带主要出现在Ⅳ象限即位于牛居油燕沟断裂上盘。

4.2.2地磁场年变化分析（2014年9月—2015年9月）

地磁场（图7）负变化在测区内占据了主导地位，正变化集中在测区南部。测区内牛居油燕沟断裂中部（台安地区）处在正负交替变化高梯度交汇处。海城河断裂板屯附近为正负交替变化高梯度交汇处。庄河断裂上下盘变化均匀。金州郯庐断裂中部大石桥—盖县段处正负交替变化高梯度交汇处。以上测区的地磁场总强度的年变化特征对今后的流动地磁监测提供了重点关注的对象。

5　结语

流动地震地磁监测对磁测环境要求很高，随着社会的不断发展，测点磁环境的改变直接影响着观测数据的稳定，故今后的磁测工作中对测点的勘选要具备一定的前瞻性，每期的监测要很好的对测点进行维护，经落实确认的受干扰的测点要及时进行重新勘选，保证数据的连续性。

流动地震地磁在向地震预报提供震磁信息中，主要靠区域性变化，故建议辽宁测区继续增加测点密度，扩大控制范围。

为了更好的将流动地震地磁分析成果与测区内的活动构造及地震活动性相结合，今后要对所有地震地磁测点的局部地质构造及岩性特征进行详细考察，并结合地震活动性，对测区的异常变化进行分析对比，更好的为地震预报提供技术支撑。

参考文献：

[1]中国地震局.地震及前兆数字观测技术规范（电磁观测）[M].北京：地震出版社，2001,56-60.

[2]Jankowski,suksdoff,地磁测量与地磁台站工作指南[M].北京：地震出版社，1999,21-30.

ACHIEVEMENTS APPLICATION AND RECONSTRUCTION OF THE GEOMAGNETIC OBSERVATION NETWORK OF GEOPHYSICAL FIELD IN LIAONING

LIU Yong-qiang,LI Wei,ZANG Shi-lei,QU Le,WANG Yong-jiang,LIANG Fang
（Earthquake Administration of Liaoning Province,Liaoning Shenyang 110034,China）

Abstract:This paper resumed the reconstruction of the geomagnetic network at the geophysical field in Liaoning.Based on the observation data after reconstruction,the gradient distribution and the total geomagnetic intensity isoline distribution trend map are drawn.The gradient distribution law of the geomagnetic network after reconstruction has been discussed.The annual variation and the adjacent variation features of the important active faults and the old seismic zone in Liaoning are analyzed,which could provide support for the seismic prediction.

Key words:geomagnetic network;gradient;isoline;annual variation

作者简介：刘永强（1964-），男，辽宁省沈阳市人，1983年毕业于国家地震局天水地震学校，工程师，现主要从事地震地磁流动监测工作。

收稿日期：2015-09-20

修订日期：2015-12-28

中图分类号：P315.8

文献标志码：A

DOI:10.13693/j.cnki.cn21-1573.2016.01.006

文章编号：1674-8565（2016）01-0032-06