成都台地电阻率动态特征及邻区强震映震分析

柏江玲，李雪浩，钟李彬，徐文海，林 建，赵乃千

（1.成都地震基准台，四川 郫县 611730；2.康定地震中心站，四川 康定 626001）



成都台地电阻率动态特征及邻区强震映震分析

柏江玲1，李雪浩1，钟李彬1，徐文海1，林 建1，赵乃千2

（1.成都地震基准台，四川 郫县 611730；2.康定地震中心站，四川 康定 626001）

摘要：基于成都台长期的地电阻率观测数据在时域的变化规律，对该地区观测数据的正常变化特征、干扰因素、可靠性进行分析研究，获取观测数据的动态特征。同时通过成都台地电阻率观测数据在汶川MS8.0、芦山MS7.0等地震前后的变化动态，研究地电阻率观测数据在灾害性地震前后的趋势性及短临异常特征，并对其进行映震分析。分析表明：视电阻率的异常变化与Ms7.0以上强震的发生存在一定的映震关系。

关键词：地电阻率；动态特征；映震分析

0　引言

我国地震地电观测始于1966年邢台地震后，多年来积累了大量丰富连续的地电阻率观测资料，在科学工作者们的持续努力下，大力推动了我国地电观测装置系统的技术进步和台站的全面建立[1]。国内多位学科专家在地电理论、方法和数据分析中，先后都应用了成都台地电阻率和地电场观测数据开展研究[2]，这也为成都台地电观测数据的深入研究提供了坚实的理论和分析基础。但在实际研究中，地震地电观测所反映出震兆关系的差异性、多样性，以及复杂的场地电磁干扰因素都凸显出来，给资料的分析、研究及应用都带来了很大的困难。本文通过对成都台2000年以来的地电观测资料进行整理，对距台站300公里范围内MS≥5.0级的震例进行分析，获取成都台地电阻率观测数据的动态特征，震前数据变异特征，研究其与邻区中强地震的映震关系，探寻其在区域强震预测中的应用方法，对进一步提高观测资料质量具有积极的意义，同时也为邻区中强地震发生短临预报提供参考。

1　地电阻率观测系统

成都地震台为中国地震局最早建立的国家级I类基准台，隶属于四川省地震局。台站位于都江堰市与郫县交界的走石山，地处龙门山地震断裂带的前山断裂，距汶川地震震中约36公里，距芦山地震震中约88公里，地理位置特殊，地震监测位置重要。

成都台地电阻率观测分别沿N58oE和N49oW两个测向以对称四极方式布设测道，见图1。其中N58oE测向供电极距AB=686m，测量极距MN=226m，装置系数K=1228m；N49oW测向供电极距AB=846m，测量极距MN=270m，装置系数K=1870m。

地电阻率的供电电极和测量电极均采用1 cm厚，55cm×80cm的长方形铅板电极，均采取水平埋设，埋深约2m。外线路使用专门定制的铜芯绝缘电缆线，通过横担绝缘子架空的方式布设。电极接地电阻检测、测量线绝缘电阻检测和观测室接地电阻检测均合格。

成都台地电阻率观测现使用ZD8M数字地电仪进行观测，稳流源为WL6B型稳流源。地电测量仪器和稳流源定期进行通电检查和标定校准，均符合相关规范要求。

2　观测数据动态特征

成都地震台的台址结构条件符合地电观测的规范要求，观测装置系统完全达到规定的技术要求，观测系统能正常运行，具备科学数据产出的观测环境条件。但总体来看，地电阻率观测数据的连续率和完整率不高，数据精度偏低，这与如今城市建设、经济发展、城市交通轨道运行等原因有着很大的关联，也侧面反映出观测环境正在逐步恶化这一趋势。

通过详细的对比研究分析，得出成都地震台地电阻率观测数据有如下一些变化形态：

（1）地电阻率数据会呈现一定的季节性规律变化，而季节性的规律变化通常被认为是非应力—应变因素引起的一类干扰，这类变化形态通常与地震无关[3]。成都台地电阻率两个测道特别是N58oE测向在汶川地震之前均呈现明显的“夏高冬低”的准年周期变化，通常为每年2-4月出现极小值，7-9月出现极大值，见图2。测值随浅层电阻率升高而减小，随浅层电阻率的降低而增大，称之为反常季节性干扰变化[2]。

（2）城市化建设进程的加剧发展，以及汶川震后恢复重建的影响，都对地震监测观测环境造成了严重的破坏。成都台地电阻率N58oE测向的A供电极位于一大型门窗厂内，在2013年底的地电观测场地改造中将A供电极移出了门窗厂至公路对面，移动距离约50m。由于A电极所处位置附近有大量的门窗厂、轧钢厂等，从观测数据上来看，移动A供电极数据质量提高不明显，N58oE测道仍然突跳、阶跃、日均值超差频繁出现。当数据出现异常，台组人员均按照相关规范对观测场地和观测系统进行检查，检查结果正常。但是观察发现，在春节放假工厂停工期间，观测数据稳定，超差、突跳等现象明显减少，见图3。

电阻率N49oW测道则多年来观测数据一直趋于稳定，日变化很小。

（3）2008年汶川地震后，台站附近修建了一条成都至青城山的高速铁路（简称成青快铁），离外线布极中心约1.5公里，离最近供电极约1公里。2013年6月8日，成都地铁2号线二期工程西延线茶店子客运站（不含）──犀浦区间正式投入运营，其犀浦站距我台约26公里。此地铁延线的开通对地电观测造成了严重的影响和干扰，观测精度偏低。

3　映震分析

3.1四川盆地及周边地震概况

龙门山断裂带及其周边近年来地震活动尤为活跃，2000年来在距台站300公里范围内共发生7个MS≥5.0级地震，即2006年武都、文县MS5.0，2008年汶川MS8.0，2011年炉霍MS5.3，2013芦山MS7.0，2014年越西MS5.0和康定MS6.3，2015年乐山MS5.0地震，见表1。

3.2地电阻率数据处理方法及资料使用

通过对成都台2000年以来的视电阻率日均值原始曲线用滑动傅氏分析方法（MFM）[4]消除年变化后的曲线分析异常。汶川地震前成都台布极区除瞬间出现的民用电杂散电流影响外无其他干扰，月观测精度为0.1％左右，观测数据可信。2008年5月至2010年5月两年内因安置地震灾民，恢复重建工厂，成青快铁运行等一系列因素，使N58oE测道视电阻率受到的最大干扰幅度为11％，观测精度降低0.5％-2％，观测数据不可用。2010年6月后观测数据干扰影响逐步消除，观测精度逐步改善，观测环境未出现新的变化，月观测精度接近汶川地震前水平，故视电阻率日均值数据可用。长期以来，N49oW测道视电阻率除受降雨和偶然的杂散电流干扰外未见其他干扰，测区环境一直未有新的变化，观测精度优于0.2％，视电阻率日均值可用。

表1　2000年以来震中距300km范围内5.0级以上地震一览表

3.3地电阻数据映震分析

因2008年6月-2010年5月N58oE测道受干扰影响严重，故分2008年6月前和2010年6月后两个时段进行该道观测数据分析。N49oW测道采用2000年1月以来全时段观测数据进行分析。

（1）汶川MS8.0地震

图4为2000年1月—2013年11月N49oW测道视电阻率日均值曲线，使用MFM方法消除年变。由图可见，该测道观测数据经常出现快速上升或突降的变化，查阅观测日志，其变化多为测区降雨影响，日数据变化幅度小于1％，2006年—2008年期间未出现类似N58oE项的趋势异常变化。

图5为2000年1月—2008年5月N58oE测道视电阻率日均值曲线，使用MFM方法消除年变。由图可见，图中直线表示大致的“正常变化”趋势，2000年—2005年，视电阻率维持正常的变化趋势，2006年开始，视电阻率在年变高值没有恢复的情况下出现显著下降异常，截止2008年2月，持续下降幅度约7.2％，2008年3月初开始转折，出现恢复上升，上升速率较下降速率更快，汶川MS8.0地震发生在曲线恢复变化过程中。整个过程显现出震前“中期下降—然后恢复”的异常变化特征，研究表明：N58oE测道视电阻率的异常变化与地震的发生存在一定的映震关系，N49oW测道则没有类似的异常现象出现。

（2）芦山MS7.0地震

芦山地震发生在NE向龙门山断裂带南段，震级小于汶川地震。图6为N58oE测道2010年6月—2013年10月的视电阻率原始日均值曲线，使用MFM方法消除年变。由图可见，在此期间，观测数据存在不清晰的年变，且瞬间的高频次变化多，但持续性的趋势变化仍然存在。2012年07月—2012年10月，曲线快速下降，异常持续4个月，最大下降幅度6.5％，2012年10月底急速恢复，在恢复过程中发生芦山MS7.0地震，其“中期下降—然后恢复”的变化过程清晰。震后出现快速下降，持续5个月后，转折恢复，期间发生了2013年7月22日甘肃岷县漳县Ms6.6级地震，分析表明：视电阻率的异常变化与地震的发生存在一定的映震关系。

（3）在所选取的震例中，震级在MS5.0至MS6.0之间的地震在震前未见明显前兆异常，视电阻率的异常变化与MS7.0以上强震的映震关系更为明显。由于数据分析方法较为单一，且缺少与其他相邻台站的数据对比，视电阻率的变化与地震的映震关系还需要进一步深入研究。

参考文献:

[1]钱家栋，陈有发，金安忠．地电阻率法在地震预报中的应用[J]．北京：地震出版社，1985:5-8.

[2]谭大诚，赵家骝，刘小凤等．自然电场的区域性变化特征分析．地球物理学报,2014,57（5）:1588-1598.

[3]钱复业，赵玉林，许同春．地电阻率季节干扰变化分析[J]．地震学报,1987，9（3）：289-302.

[4]杜学彬等，两次近距离大震前成都台视电阻率重现性，相似性和各向异性变化[J]．地球物理学报，2015，58（2）.

DYNAMIC CHARACTERISTICS OF EARTH RESISTIVITY AT CHENGDU STATIONAND ANALYSIS ON REFLECT OF EARTHQUAKE IN THE ADJACENT REGIONS

BAI Jiang-ling1，LI Xue-hao1，ZHONG Li-bing1，XU Wen-hai1，LIN Jian1，ZHAO Nai-qian2
（1.Seismic Standard Station of Chengdu，Sichuan Pixian 611730，China）（2.Center Seismic Station of kangdin，Sichuan Kangding 626001，China）

Abstract:Based on the earth resistivity variation regular in time domain and frequency domain，and the longterm earth resistivity observation data of Chengdu station,analysis on the normal variation ,interference factors，reliability of observation data，to acquire dynamic characteristics of earth resistivity.as well,analysis on the variation before and after the Wenchuan MS8.0 and Lushan MS7.0 earthquake of observation data,the tendency and anomaly characteristics.The analysis shows that: anomaly characteristics of earth resistivity and earthquake have a relationship，it’ s more obvious when a strong earthquake happened.

Key words:Chengdu station；earth resistivity；dynamic characteristics；reflect of earthquake

作者简介：柏江玲（1964-），女，高级工程师，现主要从事地震研究分析工作。

收稿日期：2015-09-26

修订日期：2015-10-27

基金项目：中国地震局2015年度“三结合”课题

中图分类号：P315.69

文献标志码：A

DOI:10.13693/j.cnki.cn21-1573.2016.01.016

文章编号：1674-8565（2016）01-0091-05