密山地震臺大地電場儀資料干擾因素的分析

夏忠

【摘 要】經過多年的業(yè)務工作，利用密山地震臺數字大地電場分鐘值資料，分析了各方向、各測道的日變形態(tài)及特征，對干擾大地電場數據變化的一些因素進行分析。通過數據圖形能夠清晰地記錄到各類干擾因素的相關特征。

【關鍵詞】觀測資料;大地電場;干擾因素

黑龍江省密山地震臺始建于1975年10月，1977年2月正式投入使用，臺站位于密山市西北，青年水庫附近。從地質構造上看，它處于張廣才嶺復背斜東緣，郯一廬斷裂帶東北支--郭化--密山斷裂帶附近，這里基巖大面積出露，巖性是略有變質的海西期花崗巖，節(jié)理發(fā)育中等，海拔高度165m。

1 儀器情況介紹

密山地震臺地地電場采用ZD9A-II型數字化地電場觀測儀，該電場儀具有高靈敏度、大動態(tài)范圍、良好抗干擾能力和較高的可靠性等特點，用于觀測地表地電場強度變化。該儀器的主要技術性能為：測量分辨力優(yōu)于0.01mv;采樣率為1次/分鐘;動態(tài)范圍不小于100dB;布設按L形，按照北南、東西、北西3個方向布設測線，長極距為400m，短極距為200m。外線路采用地埋方式，埋深為2.5-3m。電極為蘭州地震研究所生產的固體不極化電極。

2 各種干擾因素

2.1 地電暴對大地電場的影響

磁暴發(fā)生時候，地電場同樣會發(fā)生劇烈的變化，這種在磁暴期間記錄到的地電場劇烈變化稱為地電暴。臺站地電場儀能夠清楚地記錄到地電暴發(fā)生的全過程，其形態(tài)與靜日變化截然不同。密山臺的地電場觀測數據與地磁場變化有較好的同步性，在磁暴開始后，數據日變化形態(tài)發(fā)生變化，其異常特征是以高頻信號或脈沖形式出現，具體變化幅度與磁暴的強度有關，并隨著磁暴強度的增強而幅度增大。由于磁暴的發(fā)生是全球同時性的強烈磁擾，電場的日變形態(tài)產生較大的畸變，在一定的區(qū)域內對地電場同方向長短極距的影響是同步的。

可以通過與地磁觀測的DST指數、k指數進行對比，以區(qū)分其屬外空磁異常信號還是地下電場信號，從臺站的記錄情況看磁暴的特征是在6測道同時出現，而且在以高頻信號或脈沖信號出現嚴重影響日變形態(tài)。這類干擾可以通過長短極距的等幅特征加以識別或與地磁資料做對比分析就可以比較簡單的識別。

2.2雷電對大地電場的影響

雷電的發(fā)生改變了區(qū)域的電場分布環(huán)境。雷電干擾的發(fā)生通常距離觀測場地較近，放電的瞬間引起數據變化幅度也較大。雷電時段儀器的觀測值明顯偏離正常的變化。觀測數據數值變化較大。特別是在放電期間數據呈現出典型的高頻脈沖畸形。受強雷電干擾影響，電場數據會出現尖銳的突跳，各測道同時發(fā)生變化。

2.3游散電流變化干擾

密山臺地電數據長期受到大地游散電流變化干擾。多為尖銳脈沖形式。疑似周圍存在干擾源，其干擾源某一部件漏電造成其電流流向大地，在其周圍形成比較強的干擾電場。由于6個測道同時受到干擾，干擾源可能在觀測區(qū)外不遠，其根據是電場同一方向兩個不同極距測量得到的干擾場強不一樣，但在不同時間具有基本恒定的比值。

2.4電極極化

電極是影響地電場觀測數據的重要因素，電極由于直接與土壤介質接觸。電極極化電位的個體差別較大，且隨著周圍環(huán)境的變化而變化，從而對觀測數據造成影響。在電極不穩(wěn)定的情況下，地電場觀測會出現數據漂移現象，此時各側向長短極距相關系數較小，反映其不穩(wěn)定變化。解決辦法就是及時更換電極。

2.5降雨干擾或冰雪融化的影響

降雨或冰雪融化是地電場觀測中最常見的干擾因素。降雨或冰雪融化造成水位變化，使電極附近的土壤中含水量發(fā)生變化，破壞原有的觀測環(huán)境，導致觀測數據突變。另外電極引線或是測線引線的接頭受潮，與大地接觸產生不極化電位觀測數據通常會出現臺階或畸變。有降雨干擾時長短極距差值明顯增大，同時相關系數也較差。

3 結論

通過對密山地震臺數字大地電場分鐘值資料的分析，總結了大地電場數據變化的一些干擾因素。通過干擾因素的識別有助于提高我們今后對大地電場資料的分析，為進一步提高大地電場觀測數據質量和開展大地電場數據應用的研究提供依據。

參考文獻：

[1]烏什地震臺ZD9A-II大地電場儀資料干擾初步分析[J].內陸地震，2010，24（1）：91-96.

[2]郭建芳，周劍青，佟鑫，等.地電場觀測中的干擾分析[J].華北地震科學，2011，29（4）：38—43.

[3]林向東，徐平，魯躍，等.地電場觀測中幾種常見干擾[J].華北地震科學，2007，25（1）：16—22.