安徽地區(qū)地電阻率年變化差異性研究

尹天杰 趙桂寶 孫亮亮 曹勇

摘 要：文章以安徽省嘉山、蒙城、合肥地震臺(tái)為例，依據(jù)三個(gè)臺(tái)站的電阻率年變化的基本特征類型進(jìn)行相應(yīng)的歸納，探討其差異性出現(xiàn)的主要原因。基于各種原因具體分析，發(fā)現(xiàn)年變化的差異主要是因?yàn)榈叵码娦越Y(jié)構(gòu)不同造成的，通過(guò)對(duì)這一種不同情況的合理分析，能夠了解到規(guī)則年變場(chǎng)地的有效獲取情況，以此滿足對(duì)于地震預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)處理的有效服務(wù)要求。

關(guān)鍵詞：地電阻率;年變化;電測(cè)深;地應(yīng)力

中圖分類號(hào)：P315.32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）07-103-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.050

地電阻率本身基于時(shí)間變化，從而對(duì)地球淺部介質(zhì)點(diǎn)血性質(zhì)進(jìn)行合理觀測(cè)，這樣就可以滿足對(duì)于地震的預(yù)報(bào)處理需求。其自身優(yōu)點(diǎn)在于：第一，能夠靈敏地響應(yīng)介質(zhì)應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)。第二，在實(shí)際觀測(cè)之中，也不需要進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，就可以通過(guò)直觀形態(tài)對(duì)異常情況加以了解。但是只有將正常年變化去除，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于震前異常情況的分析。通過(guò)地電阻率年變化基本情況的準(zhǔn)確識(shí)別，就能夠提供預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)條件和前提條件。考慮到不同的地下結(jié)構(gòu)以及地表影響因素之間的差異，在同一個(gè)省域就會(huì)呈現(xiàn)出不一樣的變化特征。這種不一致往往就會(huì)導(dǎo)致年變出現(xiàn)不規(guī)則的情況，并且針對(duì)這一種數(shù)據(jù)，就很難進(jìn)行數(shù)據(jù)方面的處理。所以，就需要考慮到對(duì)于具有規(guī)則年變地電阻率場(chǎng)地的建設(shè)?；谌齻€(gè)地電臺(tái)站的分析，這樣就可以針對(duì)地電阻率變化特征有一個(gè)清楚的分析，從而針對(duì)影響因素進(jìn)行合理探討。

1 地電臺(tái)站概況

目前，安徽省有六個(gè)地電阻率觀測(cè)臺(tái)站，分布于蒙城、嘉山、合肥、肥東、安慶、黃山，如圖1所示。

安徽省地電阻率觀測(cè)臺(tái)站的實(shí)際觀測(cè)場(chǎng)地要求在平坦開(kāi)闊的地區(qū)設(shè)置，地址構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定。以嘉山、蒙城、合肥而言，針對(duì)合肥臺(tái)和蒙城臺(tái)，主要是通過(guò)三個(gè)方向來(lái)布極，嘉山偏向于兩個(gè)方向。各個(gè)供電極距以及測(cè)量極還存在一定的差異。因此，都是選擇利用數(shù)字化地電儀進(jìn)行觀測(cè)，儀器本身可以滿足正常運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，并且產(chǎn)出的數(shù)據(jù)也是準(zhǔn)確、可靠、連續(xù)的。

合肥臺(tái)位于華北斷塊區(qū)的南緣，區(qū)域斷裂構(gòu)造相對(duì)發(fā)育，地電布極區(qū)主要是在合肥市西郊大蜀山森林公園內(nèi)，這一個(gè)地段屬于丘陵地區(qū)，實(shí)際的覆蓋層相對(duì)較薄[1]。

蒙城臺(tái)處于郯廬斷裂帶西側(cè)，本身的臺(tái)基包含了第四紀(jì)覆蓋層以及震旦系沙巖，周邊的實(shí)際地區(qū)覆蓋面積為100m2～300m2左右，主要呈現(xiàn)為南北走向的低山。同時(shí)，這一地區(qū)的實(shí)際構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，呈現(xiàn)出NW向的板橋集斷層。

嘉山臺(tái)位于淮陽(yáng)臺(tái)隆的張公嶺臺(tái)拱內(nèi)，在本區(qū)域中會(huì)面臨西側(cè)郯廬斷裂的影響，進(jìn)而就會(huì)產(chǎn)生較為強(qiáng)雷的變形。針對(duì)新生代，其表現(xiàn)有一定的上升性，屬于離郯廬斷裂帶最近的臺(tái)站之一。

2 安徽地區(qū)地電阻率年變化特征

針對(duì)本次研究的地電阻率年變化形態(tài)，主要呈現(xiàn)出規(guī)則、不規(guī)則、雜亂型這三種形態(tài)。只有通過(guò)具體的分析與探討，才能夠明確相應(yīng)的變化特征。

2.1 規(guī)律周期型年變化

對(duì)于地電阻率的實(shí)際規(guī)則周期型變化而言，主要是在規(guī)則方面能夠呈現(xiàn)出較強(qiáng)的規(guī)則性。一般來(lái)說(shuō)，都是呈現(xiàn)出正弦波的變化曲線，每一年的實(shí)際地電阻率呈現(xiàn)出相當(dāng)?shù)淖兎⑶也ü群筒ǚ宓某霈F(xiàn)月份是相互貼近的，沒(méi)有呈現(xiàn)出線性或者是非線性的上升與下降趨勢(shì)[2]。針對(duì)蒙城臺(tái)的地電阻率變化，其本身是呈現(xiàn)出周期性的規(guī)則，整條曲線較似正弦波，每年的4、5月份出現(xiàn)波峰，7、8月份出現(xiàn)波谷，地電阻率年變幅度相當(dāng)，如圖2所示。

2.2 不規(guī)則周期型年變化

地電阻率本身呈現(xiàn)出不規(guī)則的周期變化，主要是年變化本身就是基于實(shí)際的曲線，然后呈現(xiàn)一定的波形變化，但波峰和波谷出現(xiàn)的時(shí)間并無(wú)一致性，并且存在較大的差異性。針對(duì)嘉山臺(tái)NS和NE，都會(huì)將向地電阻率的實(shí)際變化情況分析與表達(dá)，但是規(guī)則性并不強(qiáng)，出現(xiàn)的波谷和波峰所處的月份是不相同的，并且年度的變幅也會(huì)存在較大差異，針對(duì)具體的規(guī)則變化。

2.3 雜亂型年變化

地電阻率雜亂型的變化在每一年的曲線之中，低電阻率變化情況各有不同，有的是包括斜線的直線型，有的則屬于不規(guī)則的周期型，年度變幅也沒(méi)有可比性。合肥臺(tái)NE向2014年～2015年的年變化呈較平穩(wěn)的直線，2016年呈現(xiàn)為斜線上升的形態(tài)，2014年～2016年NW向呈現(xiàn)正弦波狀的形態(tài)但不顯著。NS向則整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，屬于典型的雜亂型年變化。

3 地電阻率年變化差異性探討

文章基于電法勘探的實(shí)際理論來(lái)探討：對(duì)于地表裝置分析來(lái)說(shuō)，介質(zhì)內(nèi)主要有兩個(gè)水平界面存在，上界面屬于上部分以及下面一部分的電阻率變化，不會(huì)影響到地電阻率測(cè)量;針對(duì)兩個(gè)界面之間的相關(guān)區(qū)域，主要是基于探測(cè)范圍和勘探面積的分析?？紤]到存在不均勻的地下分層以及相應(yīng)的物質(zhì)差異性問(wèn)題，這樣就會(huì)導(dǎo)致實(shí)際的深度存在較大差異。針對(duì)實(shí)際的探測(cè)而言，范圍上界面較深，這樣就使得地表層不會(huì)對(duì)地電阻率產(chǎn)生太大影響，從而了解到其帶來(lái)的影響不會(huì)太大。

3.1 各臺(tái)電測(cè)深曲線對(duì)比

蒙城臺(tái)測(cè)深曲線表明NS向?yàn)镵H型、EW向?yàn)镵H-A型、表層50M為低阻區(qū)、50-330M為中阻區(qū)，330M以下為高阻基巖。

基于嘉山臺(tái)電測(cè)的資料進(jìn)行分析，NS向及EW向主要呈現(xiàn)出KH（A）型。所以，在KH型曲線中就能夠?qū)崿F(xiàn)清晰的K型分布處理。不過(guò)H型之中還有另一層的存在，這樣就會(huì)呈現(xiàn)出臺(tái)階狀，然后不斷朝著深部電阻率逐漸增加，同時(shí)還能夠同大極距形成A型的曲線。

合肥臺(tái)電測(cè)深曲線為HA型，尾支電阻率值均趨于20Ωm，說(shuō)明此處地下基巖均在不很厚的第三系紅色砂巖;地表覆蓋層（浮土）不厚，大致在0～5m，75m～125m為含水層，NS、N45°E向電測(cè)深曲線。

3.2 地電阻率年變化與地下電性結(jié)構(gòu)的關(guān)系

蒙城臺(tái)、嘉山臺(tái)NS向、EW向電測(cè)深曲線均呈KH型，且從表層到深部，電阻率值逐漸加大。根據(jù)蒙城臺(tái)分層結(jié)構(gòu)規(guī)律，表明表層因素基本上都不會(huì)影響到地電阻率的年變化情況，這樣就會(huì)導(dǎo)致其年變化基本上都存在于50M以下的電性層，因此，針對(duì)蒙城臺(tái)的實(shí)際變化，主要屬于規(guī)則性的變化。而由于嘉山臺(tái)電阻率呈臺(tái)階狀向深部增加，則表明分層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，大致可推出嘉山臺(tái)地電阻率的年變化，其本身是會(huì)受到地表層的影響[3]，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的出反年變和不規(guī)則屬性。合肥臺(tái)三個(gè)測(cè)向的電阻率值均較小，這是由其場(chǎng)地電性結(jié)構(gòu)決定的，電性結(jié)構(gòu)從上到下非常接近，且表層電阻和深層電阻基本一致，電流能夠供到一定的深度，在一般情況下就不易出現(xiàn)年變。

4 結(jié)論與建議

基于同一個(gè)省域、不同的臺(tái)站，地電阻率本身也會(huì)呈現(xiàn)出復(fù)雜多樣的年變化情況，就是有規(guī)則的周期，同時(shí)也包含了不規(guī)則的周期。所以，變化就是存在差異性的，同時(shí)也有著明顯的復(fù)雜性。

針對(duì)實(shí)際變化的差異性，直接關(guān)聯(lián)到觀測(cè)場(chǎng)地地下結(jié)構(gòu)以及地表因素。

對(duì)于地震分析預(yù)報(bào)，低電阻率年變化有著重要意義。對(duì)于新建臺(tái)站，就需要考慮到電測(cè)探實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，基于地下電性結(jié)構(gòu)分析，最終就可以找準(zhǔn)數(shù)據(jù)變化的內(nèi)部因素。

參考文獻(xiàn)

[1] 王燚坤，隆愛(ài)軍，張有林，等.安徽省地電阻率臺(tái)址電性結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的初步分析[J].地震地磁觀測(cè)與研究，2011，32（2）：25-25.

[2] 戴勇.地電阻率特征變化研究[C].內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì).呼和浩特：內(nèi)蒙古自治區(qū)科協(xié)，2012.

[3] 薛志明，胡連芝，李偉，等.蒙城地震臺(tái)地電阻率數(shù)字化與模擬觀測(cè)資料的對(duì)比分析[J].華北地震科學(xué)，2005（4）：31-35.