吉林四平、榆樹臺(tái)地電場(chǎng)與長(zhǎng)春臺(tái)地磁場(chǎng)、分量應(yīng)變的變化分析

馬銘志 李 飛 李雪梅

1 吉林省豐滿地震臺(tái)，吉林市江西路198號(hào)，132108 2 江蘇省新沂地震臺(tái)，新沂市新安鎮(zhèn)官莊村，221400

?

吉林四平、榆樹臺(tái)地電場(chǎng)與長(zhǎng)春臺(tái)地磁場(chǎng)、分量應(yīng)變的變化分析

馬銘志1李 飛2李雪梅1

1 吉林省豐滿地震臺(tái)，吉林市江西路198號(hào)，132108 2 江蘇省新沂地震臺(tái)，新沂市新安鎮(zhèn)官莊村，221400

對(duì)四平臺(tái)、榆樹臺(tái)地電場(chǎng)北分量Ex和東分量Ey不同時(shí)段分鐘值與長(zhǎng)春臺(tái)分量地磁、分量應(yīng)變資料進(jìn)行日變形態(tài)、日變幅等方面的對(duì)比分析，運(yùn)用FFT將各觀測(cè)資料的優(yōu)勢(shì)周期分解出來，以期進(jìn)一步得到各物理量之間的相互關(guān)系，同時(shí)對(duì)地電場(chǎng)在地震前的對(duì)應(yīng)性進(jìn)行相關(guān)總結(jié)。結(jié)果表明：1)兩臺(tái)地電場(chǎng)日變化都以雙峰單谷為主；兩測(cè)向優(yōu)勢(shì)周期都是以12 h、8 h為主。與分量磁場(chǎng)相比，東分量By與Ex比較吻合，北分量Bx與Ey的對(duì)應(yīng)性很高；與分量應(yīng)變相比，12 h的優(yōu)勢(shì)周期為共有周期。2)兩臺(tái)地電場(chǎng)都能夠記錄到明顯的地電暴同步變化。3)Ey與Bx的日變幅比較同步，Ex與By的日變幅比較同步，且呈現(xiàn)出較明顯的季節(jié)變化。4)兩臺(tái)地電場(chǎng)都能夠較為清晰地記錄到一定的短臨異常，但兩臺(tái)震前異常表現(xiàn)形式不盡相同，出現(xiàn)異常的時(shí)間也不同：震中距越近，出現(xiàn)異常越早，異常幅度也越大。

地電場(chǎng)；地磁場(chǎng)；分量應(yīng)變；日變化；地電暴

地震前地電場(chǎng)存在著異常前兆變化信息，為地電場(chǎng)資料的分析與預(yù)報(bào)提供了理論依據(jù)和方法指南，對(duì)地震預(yù)測(cè)，特別是短臨地震預(yù)測(cè)具有重要的意義[1-6]。由于地電場(chǎng)日變幅和主要周期成分存在區(qū)域性、季節(jié)性變化，就需要多途徑、多方法地開展研究，以期對(duì)地電場(chǎng)的變化規(guī)律及其影響原因獲得科學(xué)認(rèn)識(shí)。本文通過對(duì)四平臺(tái)和榆樹臺(tái)2015年地電場(chǎng)平靜變化時(shí)段分鐘值數(shù)據(jù)及連續(xù)1個(gè)月的資料進(jìn)行處理和分析，同時(shí)結(jié)合長(zhǎng)春臺(tái)同時(shí)段的地磁分量、分量應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析；再結(jié)合頻譜分析結(jié)果，分析各物理量日變化的特征，進(jìn)而認(rèn)識(shí)地電場(chǎng)的變化機(jī)制。此外，對(duì)2013年前郭地震前后兩臺(tái)地電場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)地電場(chǎng)長(zhǎng)短極距的差值與比值在震前存在明顯的短臨異常。

1 臺(tái)站及資料概況

1.1 臺(tái)站概況

四平臺(tái)位于吉林省中南部四平市，地處松遼平原西緣，測(cè)區(qū)附近有北東向四平-長(zhǎng)春斷裂和北西向團(tuán)子山-白山斷裂，地理坐標(biāo)為124°45′E、43°25′N，海拔196 m；榆樹臺(tái)位于吉林省北部榆樹市，地處松遼平原東部隆起區(qū)，測(cè)區(qū)附近有北東向四平-長(zhǎng)春、伊通-舒蘭兩個(gè)深大斷裂帶和北西向卡岔河斷裂，地理坐標(biāo)為126°35′E、44°52′N，海拔204 m。兩臺(tái)測(cè)區(qū)地形開闊，地勢(shì)平坦，相對(duì)高差不超過2 m。四平臺(tái)測(cè)區(qū)內(nèi)第四紀(jì)蓋層約20 m，下伏白堊系基巖；榆樹臺(tái)測(cè)區(qū)內(nèi)第四紀(jì)蓋層約40 m，下伏白堊系基巖。兩臺(tái)測(cè)區(qū)地下水位穩(wěn)定，一般在10 m以上。本項(xiàng)目所用臺(tái)站的地理分布見圖1左圖。

圖1 四平臺(tái)和榆樹臺(tái)場(chǎng)地地質(zhì)構(gòu)造、布極示意圖Fig.1 The geological structure and arrangement of Siping and Yushu station

兩臺(tái)觀測(cè)儀器都為ZD9A-Ⅱ型地電場(chǎng)儀，測(cè)量頻段為0～0.005 Hz，觀測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)出為1次/min。兩臺(tái)共布NS、EW向和N45°W向3個(gè)方向，每個(gè)方向又布長(zhǎng)、短兩種極距，其中四平臺(tái)NS、EW向長(zhǎng)極距為300 m，短極距為200 m，N45°W向長(zhǎng)極距為420 m，短極距為280 m；榆樹臺(tái)的長(zhǎng)極距為200 m，短極距為100 m，N45°W向長(zhǎng)極距為280 m，短極距為140 m。電極為Pb-PbCl2不極化電極，電極埋深都為3 m，外線路采用架空方式，觀測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)及布極區(qū)的環(huán)境狀況均符合觀測(cè)規(guī)范[7]。兩臺(tái)的布極方式如圖1右圖。

1.2 資料概況

由于地電場(chǎng)數(shù)據(jù)受到觀測(cè)場(chǎng)地、電磁環(huán)境及觀測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等諸多因素的影響，致使資料呈現(xiàn)出多樣性、復(fù)雜性等[8]。因此在資料的選取時(shí)，應(yīng)綜合考慮以上各因素對(duì)資料進(jìn)行甄取，同時(shí)由于觀測(cè)資料受到電極穩(wěn)定性的影響，利用每天計(jì)算同一測(cè)向長(zhǎng)短極距數(shù)據(jù)的相關(guān)性R值來衡量資料的可用性。本文主要采用兩臺(tái)R值大于0.7的2015年4月份及2015年不同季節(jié)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行論述。

2 地電場(chǎng)日變化

2.1 地電場(chǎng)靜日變化波形

靜日地電場(chǎng)變化是指1月內(nèi)太陽(yáng)活動(dòng)最為平靜的數(shù)天地電場(chǎng)變化。圖2為2015-04-24～04-26兩臺(tái)地電場(chǎng)NS向(Ex)和EW向(Ey)與NS向分量地磁場(chǎng)(Bx)、EW向分量地磁場(chǎng)(By)、分量應(yīng)變分鐘值的對(duì)比曲線。從曲線上可以看出，Ey和Ex存在明顯的潮汐波現(xiàn)象，其日變化基本上呈現(xiàn)出雙峰單谷的特點(diǎn)，但出現(xiàn)峰谷的時(shí)間略有差異。對(duì)于Ex，第一峰值在每日8：00前后，谷值在中午12：00前后，第二峰值在下午16：00前后，且兩個(gè)臺(tái)站具有同步性；對(duì)于Ey，第一峰值在每日5：00～6：00前后，谷值在中午11：00前后，第2峰值在下午15：00～16：00前后，且兩個(gè)臺(tái)站具有同步性。分量地磁場(chǎng)日變化同樣呈現(xiàn)出雙峰單谷的特點(diǎn)，其中By出現(xiàn)峰谷的時(shí)間與Ex比較吻合，Bx出現(xiàn)峰谷的時(shí)間與Ey比較吻合。這是由于地電場(chǎng)與地磁場(chǎng)的快變化部分有相同的場(chǎng)源，其中地電日變化的場(chǎng)源是分布在電離層的電流體系，但地表結(jié)構(gòu)對(duì)地電場(chǎng)的影響要比地磁場(chǎng)的影響大，因此，兩者之間應(yīng)具有類似變化[7]。而分量應(yīng)變與地電場(chǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，明顯不如地磁場(chǎng)與地電場(chǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。同時(shí)注意到，Ey出現(xiàn)的谷值時(shí)間和第二峰值時(shí)間與EW應(yīng)變十分吻合，Ex在25～26日的第二峰值時(shí)間與NS向分量應(yīng)變十分吻合，相關(guān)性不如與分量磁場(chǎng)的對(duì)應(yīng)性。

圖2 2015-04-24～26四平和榆樹臺(tái)地電場(chǎng)、地磁場(chǎng)、分量應(yīng)變分鐘值對(duì)比曲線Fig.2 Curves of minute value of geoelectric field, geomagnetic field and component strain between Siping and Yushu station, April 24-26, 2015

2.2 地電暴變化波形

地電暴和地磁暴是電場(chǎng)觀測(cè)和地磁觀測(cè)中記錄到的同受遠(yuǎn)源空間電流體系劇烈擾動(dòng)影響而產(chǎn)生的全球性擾動(dòng)現(xiàn)象，電暴(或磁暴)發(fā)生時(shí)，所有電場(chǎng)觀測(cè)項(xiàng)和地磁要素都要發(fā)生不同程度的變化[9]。

從圖3的2015-08-15～08-16電磁暴過程可以看出(因磁暴是按照磁場(chǎng)H分量3 h變化量劃分，因此圖4運(yùn)用H分量進(jìn)行對(duì)比)，當(dāng)磁暴發(fā)生時(shí)，地磁場(chǎng)H分量與兩臺(tái)地電場(chǎng)Ex、Ey同時(shí)出現(xiàn)突變。隨著時(shí)間推移，地磁場(chǎng)快變化與地電場(chǎng)的變化基本同步，并且隨后的變化特征基本同步。對(duì)于變化幅度，榆樹臺(tái)地電場(chǎng)Ex與Ey初始變化幅度基本相同，并且隨后的發(fā)展也相同，僅不同測(cè)向略有差異；四平臺(tái)地電場(chǎng)Ex變化明顯高于Ey，兩臺(tái)地電場(chǎng)Ey的差值基本相同，地電場(chǎng)Ex存在明顯差別。由于地表電性結(jié)構(gòu)對(duì)電場(chǎng)的影響比對(duì)磁場(chǎng)的影響要大[7]，產(chǎn)生此差異的原因可能與兩臺(tái)第四紀(jì)覆蓋層的差異、場(chǎng)地平整度不同以及兩臺(tái)深淺層電阻率不同有關(guān)。

圖3 2015-08-15～16地電場(chǎng)、地磁場(chǎng)分鐘值對(duì)比曲線Fig.3 Curves of minute value of geoelectric field and geomagnetic field, August 15-16, 2015

2.3 頻譜特征分析

利用基于MATLAB的快速傅里葉變換對(duì)2015-04-24～04-26靜日各物理量的分鐘值及4月全月的分鐘值進(jìn)行頻譜對(duì)比分析，結(jié)果如圖4所示：1)四平臺(tái)優(yōu)勢(shì)周期主要以12 h、8 h為主，最大優(yōu)勢(shì)周期都為12 h；榆樹臺(tái)優(yōu)勢(shì)周期較四平臺(tái)更加豐富，24 h、12 h、8 h、6 h的優(yōu)勢(shì)周期都較明顯，兩臺(tái)最大優(yōu)勢(shì)周期都為12 h。2)同方向，特別是Ex，四平臺(tái)譜值較大；對(duì)于Ey，兩臺(tái)的譜值基本相同。與之對(duì)比的地磁頻譜分析，Bx與Ey、By與Ex的優(yōu)勢(shì)周期吻合度都較高；分量應(yīng)變頻譜結(jié)果的對(duì)應(yīng)性似無(wú)關(guān)聯(lián)。為此，計(jì)算全月各物理量的頻譜。從圖4可以看出，地電場(chǎng)與地磁場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)周期都存在12 h、8 h的周期；地電場(chǎng)與應(yīng)變場(chǎng)都存在12 h、24 h的周期，且半月波似有反映。

以上地電場(chǎng)日變化說明，地電場(chǎng)變化既與地磁場(chǎng)變化有關(guān)，又與分量應(yīng)變(固體潮)有關(guān)，通過頻譜分析驗(yàn)證其間存在共有周期，這與李飛等[10]研究結(jié)果相類似。

圖4 地電場(chǎng)、地磁場(chǎng)、分量應(yīng)變頻譜曲線Fig.4 Curves of amplitude spectrums of geoelectric field, geomagnetic field and strain component

3 日變幅的變化特征分析

為了體現(xiàn)兩臺(tái)地電場(chǎng)日變化幅度是否存在季節(jié)性變化，對(duì)相關(guān)物理量的日變幅進(jìn)行相關(guān)分析。在計(jì)算日變幅的過程中，先剔除偶然干擾，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行3點(diǎn)滑動(dòng)平均，再分別選取每天最大值點(diǎn)、最小值點(diǎn)前后各3個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算平均值，之后計(jì)算出日變幅。圖5為2015年1、4、7、9月份地電場(chǎng)、分量磁場(chǎng)、分量應(yīng)變的日變幅曲線。從圖中可以看出,地電場(chǎng)存在如下總體特征：

1)兩臺(tái)地電場(chǎng)在1月份無(wú)論是Ex還是Ey，日變幅都最低，4月份開始增大，9月最大。至于4月份地電場(chǎng)日變幅為何開始增大，根據(jù)史紅軍等[11]研究結(jié)果,這與吉林地區(qū)冰封解凍的時(shí)間(東部長(zhǎng)白山地區(qū)為4～5月份，西部松遼平原為3～4月份)具有一定的關(guān)聯(lián)性。

2)在靜日，兩臺(tái)地電場(chǎng)無(wú)論是Ex還是Ey，日變幅都低于擾日時(shí)段的日變幅。

3)四平臺(tái)Ex與Ey的日變幅存在一定的差異性，特別是4月以來差異十分明顯；而榆樹臺(tái)兩測(cè)向基本無(wú)差異。

由于地表電性結(jié)構(gòu)對(duì)電場(chǎng)的影響比對(duì)磁場(chǎng)的影響要大[7]，通過場(chǎng)地介紹可知，四平臺(tái)第四紀(jì)覆蓋層較榆樹臺(tái)少20 m，這可能是兩臺(tái)日變幅不盡相同，且四平臺(tái)日變幅總體略高的一個(gè)原因。通過淺層電測(cè)深計(jì)算結(jié)果可知，榆樹臺(tái)NS向5 m與10 m的電阻率觀測(cè)值分別為55 Ωm與51 Ωm左右，EW向5 m與10 m的電阻率觀測(cè)值分別為49 Ωm與44 Ωm左右；四平臺(tái)NS向5 m與10 m的電阻率觀測(cè)值都維持在19 Ωm左右，EW向5 m與10 m的電阻率觀測(cè)值維持在23 Ωm與21 Ωm左右。兩臺(tái)淺層電測(cè)深的結(jié)果不同，且不同方向存在差異，這可能是兩臺(tái)日變幅差異性的另一個(gè)原因。由深部電測(cè)深曲線知，兩臺(tái)電測(cè)深曲線都為HKH，榆樹臺(tái)NS向電阻率觀測(cè)值要略低于EW向的電阻率，20～100 m的電阻率觀測(cè)值維持在25～35 Ωm，100～400 m的電阻率觀測(cè)值維持在35～60 Ωm；對(duì)于四平臺(tái)NS向與EW向的電阻率觀測(cè)值基本相同，20～100 m的電阻率觀測(cè)值維持在20 Ωm左右，100～400 m的電阻率觀測(cè)值維持在18 Ωm左右。兩臺(tái)深部電阻率的各向異性，可能是兩臺(tái)日變幅差異性的另一個(gè)原因。四平臺(tái)Ex的日變幅較Ey高的原因，可能是在測(cè)區(qū)內(nèi)，EW向存在2 m左右的高差，造成局部地質(zhì)條件改變?cè)斐傻?，而榆樹臺(tái)場(chǎng)地?zé)o高差?？傮w上榆樹臺(tái)淺、深層的電阻率都較四平臺(tái)要高，但日變幅總體是前者小于后者，這與杜學(xué)彬等[12]的研究存在差異，可能與第四紀(jì)覆蓋層的差異及場(chǎng)地平整度不同有關(guān)，具體原因有待深入研究。

圖5 地電場(chǎng)、地磁場(chǎng)、分量應(yīng)變?nèi)兆兎€Fig.5 Curves of daily variation amplitude of geoelectric field, geomagnetic field and component strain

地電場(chǎng)與地磁場(chǎng)的日變幅相比，當(dāng)出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，兩者的日變幅都增大，而在靜日明顯較低；并且Ey與Bx、Ex與By的日變幅對(duì)應(yīng)，這就進(jìn)一步驗(yàn)證了兩者存在同一物理源。

地電場(chǎng)與分量應(yīng)變?nèi)兆兎膶?duì)應(yīng)性明顯低于與磁場(chǎng)的對(duì)應(yīng)性，但在靜日時(shí)段，還是存在當(dāng)應(yīng)變出現(xiàn)大潮時(shí)，地電場(chǎng)的日變幅略大；應(yīng)變出現(xiàn)小潮時(shí)，地電場(chǎng)的日變幅略小。為此，選取兩臺(tái)2015年7月部分時(shí)段的靜日日變幅進(jìn)行對(duì)比，其對(duì)應(yīng)關(guān)系見表1。從表1基本可以看出兩個(gè)物理量的對(duì)應(yīng)性：北分量Ex與NS分量應(yīng)變對(duì)應(yīng)，東分量Ey與EW分量應(yīng)變對(duì)應(yīng)。

表1 地電場(chǎng)與分量應(yīng)變靜日日變幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系

4 地電場(chǎng)異常分析

地震發(fā)生前，電、磁場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)日變化波形畸變及高頻成分，接近地震發(fā)生時(shí)高頻能量會(huì)加大[13]。2013-10-12吉林前郭發(fā)生M5.8級(jí)震群型地震：10-31最先發(fā)生M5.5級(jí)地震，之后11-23發(fā)生最大震級(jí)M5.8級(jí)地震。四平臺(tái)距離震中約140 km，榆樹臺(tái)距離震中約210 km。

4.1 差值異常分析

首先去掉地電場(chǎng)的背景值，即將每天所有數(shù)據(jù)與第一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相減，再計(jì)算同測(cè)向的差值序列。圖6為2013-09-01～11-30兩個(gè)臺(tái)NS、EW向的分鐘值差值曲線。從圖中可以看出，四平臺(tái)分別于2013-09-10～16、10-23～28、11-07～15出現(xiàn)“下降-平緩-陡升-陡降”的形態(tài)變化，兩個(gè)測(cè)向的3次變化形態(tài)基本相同，打破了正常的日變形態(tài)，并且兩個(gè)測(cè)向最大變化量基本在30 mV/km左右，明顯大于正常靜日變化。從首次出現(xiàn)異常到第一次地震的時(shí)間為51 d，最后出現(xiàn)異常到最后一次地震的時(shí)間為17 d。榆樹臺(tái)自2013-09-24開始兩個(gè)測(cè)向同時(shí)出現(xiàn)高頻變化，改變了正常的日變波形(月初的高頻變化為雷電影響)，同期四平臺(tái)也出現(xiàn)一定的高頻變化；到10-24高頻變化幅度明顯增大，在持續(xù)的過程中發(fā)生第一次地震，從首次出現(xiàn)異常到第一次地震的時(shí)間為39 d。震后異常變化并未結(jié)束，一直持續(xù)到11-17，平靜6 d之后發(fā)生5.8級(jí)震群。兩次震群前，四平臺(tái)兩測(cè)向最大變化幅度基本在20 mV/km左右，EW向變化更為明顯。

圖6 2013-09-01～11-30地電場(chǎng)差值曲線Fig.6 Geoelectric field difference curves, September 1-November 30, 2013

4.2 比值異常分析

比值法是田山等[14]提出的提取地電場(chǎng)短臨異常的一種方法，即采用同測(cè)向長(zhǎng)極距觀測(cè)值比上短極距觀測(cè)值，因此比值是無(wú)量綱的。圖7為2013-09-01～11-30兩個(gè)臺(tái)NS、EW向的分鐘值差值曲線，從曲線可以看出，同臺(tái)比值法與差值法曲線變化形態(tài)一致，異常出現(xiàn)的時(shí)間也一致，都表現(xiàn)出較為明顯的短臨異常。

通過以上差值法、比值法的對(duì)比可以看出，兩臺(tái)震前異常表現(xiàn)形式不盡相同，出現(xiàn)異常的時(shí)間也不同，其中四平臺(tái)要早于榆樹臺(tái)，這與震中距有關(guān)：震中距越近，出現(xiàn)異常越早，異常幅度也越大。

圖7 2013-09-01～11-30地電場(chǎng)比值曲線Fig.7 Geoelectric field ratio curves, September 1- November 30, 2013

5 結(jié) 語(yǔ)

1)兩臺(tái)地電場(chǎng)Ex和Ey存在明顯的潮汐波現(xiàn)象，日變化基本上呈現(xiàn)出雙峰單谷的特點(diǎn)，但出現(xiàn)峰谷時(shí)間略有差異。對(duì)于Ex，第一峰值在每日8：00前后，谷值在中午12：00前后，第2峰值在下午16：00前后；對(duì)于Ey，第一峰值在每日5：00-6：00前后，谷值在中午11：00前后，第2峰值在下午15：00～16：00前后，且兩個(gè)臺(tái)站具有同步性。與分量磁場(chǎng)相比，By與Ex比較吻合，Bx與Ey的對(duì)應(yīng)性很高，與分量形變相比，兩者對(duì)應(yīng)性不如與分量磁場(chǎng)的對(duì)應(yīng)性。產(chǎn)生地電場(chǎng)日變化主要周期成分的可能原因是在日月引潮力作用下，地球介質(zhì)的潮汐作用和電離層、大氣層等電磁活動(dòng)的共同作用。

2)從兩臺(tái)地電場(chǎng)頻譜結(jié)果來看，兩臺(tái)優(yōu)勢(shì)周期主要以12 h、8 h為主，最大優(yōu)勢(shì)周期都為12 h。與分量磁場(chǎng)、分量應(yīng)變相比，兩臺(tái)地電場(chǎng)既與地磁場(chǎng)存在關(guān)聯(lián)，又與應(yīng)變分量存在關(guān)聯(lián)：地電場(chǎng)與地磁場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)周期都存在12 h、8 h的周期；地電場(chǎng)與應(yīng)變場(chǎng)都存在12 h、24 h周期，且半月波似有反映。

3)榆樹臺(tái)地電場(chǎng)兩測(cè)向的日變幅基本相同，四平臺(tái)兩測(cè)向的日變幅相差較大?？傮w上，Ex的日變幅與By的日變幅比較同步，Ey的日變幅與Bx的日變幅比較同步。在擾日，地電場(chǎng)的日變幅更與分量磁場(chǎng)的日變幅變化同步。在靜日，地電場(chǎng)日變化在大潮時(shí)的日變幅較出現(xiàn)小潮時(shí)的日變幅要大。這與分量應(yīng)變?nèi)兆兎兓慕Y(jié)果同步。

4)不同季節(jié)兩臺(tái)地電場(chǎng)日變幅及優(yōu)勢(shì)周期的譜值呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化，4月份日變幅突然變大，可能與該地區(qū)特有的季節(jié)性氣候變化有關(guān)，特別是冰封解凍期有一定的關(guān)聯(lián)，其變化特點(diǎn)也和Sq電流系的季節(jié)變化一致。

5)地電場(chǎng)的譜值大小與觀測(cè)臺(tái)址的淺層電阻率有關(guān)，電阻率越高，地電場(chǎng)各種周期成分譜值越大。兩臺(tái)地質(zhì)構(gòu)造、第四紀(jì)覆蓋層、淺表、深部層電阻率各不相同，同時(shí)裂隙的發(fā)育和走向不盡相同，致使兩臺(tái)地電場(chǎng)呈現(xiàn)出不同的變化形態(tài)與日變幅存在一定的差異性。

6)兩臺(tái)地電場(chǎng)都能夠較為清晰地記錄到一定的短臨異常，但兩臺(tái)震前異常表現(xiàn)形式不盡相同，出現(xiàn)的異常的時(shí)間也不同：震中距越近，出現(xiàn)的異常越早，異常幅度也越大。

[1] 毛桐恩, 席繼樓, 王燕瓊,等. 地震過程中的大地電場(chǎng)變化特征[J]. 地球物理學(xué)報(bào), 1999, 142(4): 520-527(Mao Tongen, Xi Jilou, Wang Yanqiong, et al. The Variation Characteristics of the Telluric Field in the Process of Earthquake[J]. Chinese Journal of Geophysics, 1999, 142(4): 520-527)[2] 馬欽忠.地電場(chǎng)多極距觀測(cè)裝置系統(tǒng)與文安M5.1地震前首都圈地電場(chǎng)異常研究[J].地震學(xué)報(bào),2008,30(6)：615-625(Ma Qinzhong. Multi-Dipole Observation System and Study on the Abnormal Variation of the Geo-electric Field Observed at Capital Network before the 2006 Wenn’an, Hebei of China, MS5.1 Earthquake[J]. Acta Seismologica Sinica, 2008,30(6)：615-625)

[3] 譚大誠(chéng)，趙家騮，席繼樓等.青藏高原中強(qiáng)地震前的地電場(chǎng)變異及構(gòu)成解析[J].地球物理學(xué)報(bào), 2012，55(3):875-885(Tan Dacheng, Zhao Jialiu, Xi Jilou, et al. The Variation of Waveform and Analysis of Composition for the Geo-electric Field before Moderate and Strong Earthquakes in Qinghai-Tibetan Regions[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2012，55(3)：875-885)

[4] 范瑩瑩,解滔,安張輝,等.2008年汶川MS8.0與2010年玉樹MS7.1地震前電磁現(xiàn)象研究[J].地震學(xué)報(bào)，2014,36(2):275-291(Fan Yingying, Xie Tao, An Zhanghui, et al. Electromagnetic Phenomena before 2008 Wenchuan MS8.0 and 2010 Yushu MS7.1 Earthquakes[J]. Acta Seismologica Sinica, 2014,36(2):275-291)

[5] 安張輝 ,杜學(xué)彬,范瑩瑩,等.2013年蘆山7.0地震前地電場(chǎng)變化特征研究[J].地震，2015,35(1):91-99(An Zhanghui, Du Xuebin, Fan Yingying, et al. Characteristics of Geo-electrical Field Changes before the 2013 Lushan MS7.0 Earthquake[J]. Earthquake, 2015,35(1):91-99)

[6] 范瑩瑩,杜學(xué)彬,譚大誠(chéng),等.蘆山MS7.0與岷縣漳縣MS6.6地震前甘肅地區(qū)部分臺(tái)站地電場(chǎng)變化[J].地震, 2015, 35(1):100-111(Fan Yingying, Du Xuebin, Tan Dacheng, et al. Geo-electrical Field Variations in Gansu Area Before the 2013 Lushan MS7.0 and Minxian Zhangxian MS6.6 Earthquakes[J]. Earthquake, 2015, 35(1):100-111)

[7] 中國(guó)地震局科技監(jiān)測(cè)司. 地震地磁觀測(cè)技術(shù)[M]. 北京: 地震出版社, 1995(Science and Technology Monitoring Department of China Seismological Bureau. Seismological and Geomagnetic Observations and Research[M]. Beijing:Seismological Press,1995)

[8] 張秀霞, 李飛, 蘇澤云, 等. 新沂地震臺(tái)新建地電場(chǎng)資料分析[J]. 華北地震科學(xué), 2009, 27(4): 41-45(Zhang Xiuxia, Li Fei, Su Zeyun, et al. Analysis of the New Geoelectric Field’s Observation at Xinyi Station[J]. North China Earthquake Sciences, 2009, 27(4): 41-45)

[9] 徐文耀. 地球電磁現(xiàn)象物理學(xué)[M]. 合肥: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社, 2009(Xu Wenyao. Geo-Electromagnetic Physics[M]. Hefei:University of Science and Technology of China Press, 2009)

[10]李飛, 韓小飛, 孫雷, 等. 新沂臺(tái)地電場(chǎng)與地磁場(chǎng)、連云港臺(tái)體應(yīng)變的日變化分析[J]. 地震研究, 2011, 34(4): 457-465(Li Fei, Han Xiaofei, Sun Lei, et al. Study on the Daily Variation of the Geo-Electric Field and Geomagnetic Field at Xinyi Station and Volume Strain at Lianyungang Station[J]. Journal of Seismological Research, 2011, 34(4): 457-465)

[11]史紅軍, 席繼樓. 吉林地區(qū)地電場(chǎng)變化特征分析研究[J]. 地震, 2011, 31(4): 125-132(Shi Hongjun, Xi Jilou. Analysis of the Characteristics of Geo-Electrical Field Changes in the Jilin Region[J]. Earthquake, 2011, 31(4): 125-132)

[12]杜學(xué)彬, 葉青, 趙杰, 等. 地電場(chǎng)日變化研究[J]. 地震, 2007, 27(增刊): 121-130(Du Xuebin, Ye Qing, Zhao Jie, et al. Study on Daily Variation of Geo-electricity[J]. Earthquake, 2007, 27(S):121-130)

[13]趙和云,阮愛國(guó),楊榮,等.天祝大地電場(chǎng)異常與1995年永登5.8、1996年天祝5.4級(jí)地震[J].西北地震學(xué)報(bào),2002,24(1):56-64(Zhao Heyun, Ruan Aiguo, Yang Rong, et al. The Geoelectric Field Anomaly of Tianzhu and Relationship with Yongdeng Earthquake(MS5.8) in 1995 and Tianzhu Earthquake(MS5.4) in 1996[J]. Northwestern Seismological Journal, 2002,24(1):56-64)

[14]田山,王建國(guó),徐學(xué)恭,等.大地電場(chǎng)觀測(cè)地震前兆異常提取技術(shù)研究[J].地震學(xué)報(bào),2009,31(4):424-431(Tian Shan, Wang Jianguo, Xu Xuegong, et al. Research on the Technique of Extracting Seismic Precursory Anomaly from Telluric Electric Field Observation[J]. Acta Seismologica Sinica, 2009,31(4):424-431)

About the first author:MA Mingzhi, engineer,majors in earthquake monitoring, prediction,E-mail:jilinmmz@sina.com.

Analysis of Geoelectric Field at Siping and Yushu Station, Geomagnetic Field and Strain Component at Changchun Station of Jilin Province

MAMingzhi1LIFei2LIXuemei1

1 Fengman Seismic Station of Jilin Province, 198 Jiangxi Road, Jilin 132108, China 2 Xinyi Seismic Station of Jiangsu Province, Guanzhang Village, Xinyi 221400, China

Bycomparing minute value of the geoelectric fieldsExandEyat different times at Siping and Yushu stations with the geomagnetic and strain components of Changchun station, this article analyzes the relations of all physical quantities by further calculating their dominant period with FFT. The results demonstrate that: firstly, daily variation of the geoelectric fields at the two stations presentdouble peaks and one valley, and the dominant period of NS and EW trending is 12 h, 8 h. Compared with geomagnetic field,ByandExhave high suitability of fit andBxandEyhave suitability of fit. The dominant period 12 h is the common period. Secondly, the geoelectric storm recorded has obvious synchronous change. Thirdly, daily variation amplitude betweenEyandBxhas a relative synchronous change, as does that betweenExandBy. Moreover, it varies obviously with the season. Finally, some short-impending anomalies may be clearly recorded at two stations, but the form and occurrence time of anomaly before earthquakes differ: the nearer the epicentral distance, the earlier occurrence time and the bigger amplitude of anomaly.

geoelectric field; geomagnetic field; strain component; daily variation; geoelectric storm

National Natural Science Foundation of China,No.41374080.

2015-12-28

項(xiàng)目來源：國(guó)家自然科學(xué)基金(41374080)。

馬銘志，工程師，主要從事地震監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)研究,E-mail:jilinmmz@sina.com。

10.14075/j.jgg.2016.11.015

1671-5942(2016)011-1014-06

P315

A