龙岩台地磁观测场地可用性分析
2022-01-18郑建志
郑建志
(福建省地震局龙岩地震台,福建龙岩 364000)
1 龙岩台数字化地磁房台内搬迁选址的要求
为了使高精度的现代化的数字地磁相对观测记录仪器记录到地磁场变化能代表较大范围区域地磁场变化,由于我台原地磁记录相对室观测数据受场地及外界环境的影响,考虑到长期连续数据观测资料的准确及可用性,使磁通门磁力仪能够不间断的连续运行记录,台址应设在离我台围墙较远的地方进行选址,避开各种、各类人为干扰源等应在地磁观测规范允许的范围之外(国家地震局1990 中国地震局2001),由于我台选址尽量在台站范围内搬迁,因此,我台拟建的地磁房地址就是按照这些规范要求进行测量选址的。
2 龙岩台基本情况
2.1 地质构造背景
龙岩地震台位于龙岩市新罗区中城街道园田塘村的西侧半山坡上,即州龙山西麓,台基为石英砂岩,节理发育,岩性破碎,地表风化覆盖层较厚,其地理坐标为东经:117°01′26.7″,北纬25°07′41.7″,海拔高程:370.75081米。(图1)。龙岩地震台地处闽、粤、赣三省交界区域,经大田-漳平- 龙岩东入广东省大埔的政和- 海丰断裂带,有邵武- 河源断裂带,它经宁化、武平入广东。另外,还有龙岩山字型构造和南北向构造,这些构造体系又彼此交汇、复合、重叠,使得本区域的地质构造较为复杂。
台址位于二叠系下统文笔山组P1w,东边与石炭系下统林地组交界处有一断层,断层呈北北东走向,倾角80°;台站西边为第四系覆盖层。
2.2 观测环境
龙岩台地磁现磁通门观测房座落在龙岩市新罗区北郊虎头山的西侧半山坡上,原观测环境基本满足地磁区域台的规范要求(图2)。
图2 龙岩台地磁观测场地5 米宽距磁场梯度(1984 年)
近年来随着城镇化进程的加速,距离磁通门观测房十五米左右建有民房,车辆进出造成观测资料存在大量的车辆干扰产生台阶,观测资料质量下降。为了避免车辆进出产生的干扰,在台站围墙内现有场地条件勘察选址,寻找适合磁通门仪器观测的场地。台站东面是山地,主要种植有果树,通常不会有铁磁性物质干扰;距离应急指挥大楼>30m。对该场地进行实地勘测(图3)。
图3 龙岩地震台平面图
3 场地勘测
3.1 测试设备及测试成员
磁场梯度测试仪器为GSM-19T 磁力仪(两套),主要技术指标灵敏度:0.15nT(1s 采样间隔),0.05(4s 采样间隔,梯度容差:>7000nT/m;连续试记仪器为FGM-01磁力仪;测试成员为厦门地震斟察研究中心人员及我台站相关人员。
3.2 测试过程
首先在拟选场址附近选择水平梯度不大于1nT/m 的点,在该点架设一台GSM-19T 磁力仪作为观测日变点,观测日变点约在观测前60 分钟投入观测,观测采样间隔为30 秒。该日变点所记录到的观测值记为Ft。
在初选地址大约8m×13m 面积内,以1m 为间隔,大约设置8 行12 列的测线组成方格网络,共计96 个测点,每个测点插设好小竹杆,以行列编号作标记,并设置第1 行第1 列的测点为起始点。以该点为起点,从南向北,从西向东逐行逐列进行测量,观测值记作Fi。观测采用世界时整分读取。
前期请厦门地震勘测研究中心的同志来进行初测,在场地未进行任何清理的情况下测量,初步认为此场地梯度基本符合区域地磁台观测的要求;然后利用龙岩台的新仪器FGM-01 架设在此场地连续观测,测量场地是否会受院内及围墙外车辆干扰,经过记录的数据来看,基本不受院内及围墙外车辆的干扰;场地经过平整处理后,再次请厦门地震勘测研究中心的同志来进行测试场地梯度,经过测试,整理后的场地梯度明显比上次测试的效果要好,前次因为场地附近有老蓄水池,水池由钢筋混凝土建成,老蓄水池铲除后,梯度明显变小(附场地梯度图4)
图4 平整前后场地梯度图
从梯度等值线图上可以看出,平整后整个场地的梯度较好,基本都在1nT/m 以内,整个场地的磁场梯度较为均匀。
利用我台的新FGM-01 放在此场地的观测曲线基本不受外界车辆干扰,日变形态正常,符合地磁观测环境要求,而我台现有观测房记录的曲线受外界车辆干扰严重,如图5,圆圈处为车辆干扰产生的台阶,台阶多而且台阶量较大,严重影响我台的观测资料质量。从图中对比来看场地符合地磁观测环境要求
图5
4 结果及分析
4.1 场地磁场梯度:从平整后测量的场地磁场梯度(图4)来看,场地磁场梯度完全符合区域台地磁观测,场地磁场梯度每米小于1nt. 符合《地震台站观测环境技术要求》第2 部分:电磁观测(GB/T 19531.2-2004)要求。
4.2 车辆干扰:从拟建场地观测曲线图(图5),可以看出此场地基本不受外界车辆干扰,而现观测房所记录的观测曲线图(图5)受外界车辆干扰严重,台阶量大而且台阶非常多,白天车辆对地磁观测记录影响非常大。
因此,初步认为在此场地新建地磁观测房较适合。
文中数据来源于福建省地震局前兆台网中心、厦门地震勘察研究中心现场勘察的数据及台站资料的数据整理,感谢厦门地震勘察研究中心现场勘察人员及向审稿专家和为本文修改提供意见的编辑致敬。