第二节 地磁地电观测

Original URL: http://lib.sdsqw.cn/bin/mse.exe?seachword=&K=g0&A=22&rec=23&run=13

地球磁场(简称地磁) 以及大地电场(简称地电)可以直接反映地壳乃至地球不同
深度的物理过程,包括深部的温度、压力、物质运动等变化。在地震科学研究中,地
磁观测对象主要为地磁场强度及各分量,地电观测则主要观测地下介质电阻率的变化
及大地电流和自然电场的变化等。至2005年,全省用于地震科学研究的地磁观测台站
有7个,地电观测台站有8个。

一、地磁观测
(一)相对观测
泰安基准地震台。地磁观测位于台站院内南区,海拔高程249米。台基岩性为太
古代花岗片麻岩,整个地磁观测区北部有黄土覆盖,南部岩石出露。地磁观测区南部
水平梯度较大, 北部水平梯度较小。 记录室和观测室年温差小于25℃,日温差小于
1.0℃。 1977年安装72型地磁记录仪,1978年安装CB-3型地磁记录仪,分别记录地磁
场D、H、Z三个分量的相对变化。1998年安装GM3型磁通门磁力仪后,CB-3型地磁记录
仪停测。
郯城马陵山地震台。 1976年2月,在观测山洞进深400米处安装CR2-69型刃
口式磁力仪投入观测, 采用光记录方式记录Z分量的磁场相对变化量,1985年10月停
测。 1976年7月始在山洞进深380米处安装CH-72型三分量磁变仪,采用光记录方
式记录地磁场D、 H、Z分量的相对变化量。观测洞室面积18平方米。山洞整体均为钢
筋混凝土结构, 对观测磁场有屏蔽。1998年5月在台站东侧山坡60米处建成相对观测
磁房,面积133.5平方米,室内温度年温差小于18℃,日温差小于0.1℃,观测室周围
无干扰源。中国地震局地球物理研究所于1999年6月1日安装GM-3型磁通门磁力仪,通
过串行通信线与DQS-2型通信单元连通进行工作;2001年9月更新仪器,仍采用GM-3型
磁通门磁力仪记录地磁场D、H、Z三分量的相对变化。
烟台地震监测中心台。 1977年10月安装CRJI-69型地磁日变仪观测地磁场Z分量
变化。
莒县陵阳地震台。1981年9月在台站院内建成地磁观测室和地磁记录室。相对观
测室建筑面积45平方米,绝对观测室建筑面积40平方米,建筑材料为无磁性灰岩,水
平梯度小于10nT/m, 观测室垂直梯度小于1nT/m。1983年安装CR2-69型磁变仪,采用
光记录方式记录地磁场Z分量的相对变化。
无棣大山地震台。 观测场地位于台站北侧500米处,场地磁场梯度2nT/m,1976
年建成,1978年7月安装CR2-69型刃口式磁秤观测地磁场Z分量相对变化。因磁房系用
土坯建成,常因维修对观测造成干扰,1983年7月20日暂停观测改造磁房,1985年1月
11日恢复观测。改造后的相对观测磁房,采用石灰岩(磁化率小于10-4CGSM)弱磁性建
筑材料建成,磁房内年温差25℃,日温差0.5℃,相对湿度一般为87%,因磁房内水平
梯度和仪器墩磁化率不均,导致观测精度不高。
菏泽地震监测中心台。1979年7月安装CP-4型三分量磁变仪,观测地磁场D、H、
Z三分量的相对变化,1994年停止观测。1979年10月安装CR2-69型磁秤,记录Z分量的
相对变化。2005年停测。
济南地震台。 1980年6月安装CR2-69型磁秤, 观测地磁场Z分量的相对变化;
2001年改用CB-3地磁记录仪观测,2003年停测。
(二)绝对观测
泰安基准地震台。 1985年10月,在原绝对观测室东侧增建绝对观测室,使用面
积为60平方米, 其磁场水平梯度为3-4nT/m、垂直梯度为3-7nT/m。1975年,CHD-6型
质子旋进磁力仪投入观测(后改为CZM-2型质子旋进磁力仪) ,每晚21点观测F、Z整点
值。1981年起,用CJ6-800/23型地磁经纬仪,观测地磁场D分量。1998年,安装FHD-1
型质子磁力仪, 连续记录地磁场F、H、D三个分量。1999年,安装CTM-DI型磁力仪,
观测地磁场D分量和I分量。设有观测环境监测墩2个,分别位于原观测室东南约60米、
东北方向约55米处,每年观测两次。虎山观测标志位于绝对观测室东南方向(148°02
′)526米处,标志为直径25厘米的钢管,置于完整基岩,标志牢固安全,一般全年随
季节有0.02′—0.05′的变化。
聊城地震水化试验站地磁台。 聊城地震水化试验站地磁台位于聊城市蒋官屯,
台基为松散沉积,黄土覆盖层达800米以上。地磁观测室磁场水平梯度小于等于2nT/m,
垂直梯度小于等于2nT/m; 年温差小于等于35℃,日温差小于等于2℃。1980年9月安
装CHD-6型质子旋进磁力仪投入观测,线圈定向北东向3.0°,补偿电流90.0mA,工作
电源12V—15V,每晚21点观测地磁场F、Z整点值。2004年后,聊城地震台受其东
侧的钢管城和一些中小型机械企业建设影响,观测环境遭受干扰,观测资料质量下降。
郯城马陵山地震台。1976年11月,采用CHD-6型质子旋进磁力仪进行地磁场绝对
观测。 1991年1月改用CZM-2型质子旋进磁力仪,1995年12月更换为CHD-6型质子旋进
磁力仪,1998年9月改用CZM-2型质子旋进磁力仪,每晚21点观测地磁场F、Z整点值。
绝对观测室建于1976年6月,在地震台院南60米处,面积54平方米,南临3.5米深山沟,
北为深1.5米池塘,观测墩随旱、涝季节稍有倾斜。台址及台站周围磁场梯度小于1nT
/m,台址周围无明显干扰源。1999年4月在绝对磁房内安装FHD-1型质子磁力仪,通过
串行通信线与DQS-2型通信单元连通进行观测。 经过1999年下半年的调试和处理数据
软件的不断完善,整个系统工作正常。以分钟值记录地磁场D、H、F三分量。
烟台地震监测中心台。1982年8月在烟台地震监测中心台安装地磁观测仪器,用
CHD-6型质子旋进磁力仪,至2005年每日21点观测地磁场F、Z整点值。
济南地震台。1980年6月安装CHD-6型质子旋进磁力仪,每晚21点观测地磁场F、
Z整点值。
莒县陵阳地震台。1982年10月安装CHD-1型质子旋进磁力仪,每日21点观测地磁
场F、Z整点值。2000年起,由于核旋分量仪老化,观测资料误差较大。
无棣大山地震台。 1984年6月1日安装CHD-6型质子旋进磁力仪,1992年5月10日
安装CZM-2型质子旋进磁力仪,分别于每日21点观测地磁场F、Z整点值。
菏泽地震监测中心台。 1981年9月,菏泽地震监测中心台安装CHD-6型质子旋进
磁力仪,每日21点观测地磁场F、Z整点值,2005年停测。

二、地电观测
(一)郯城马陵山地震台
郯城马陵山地震台地电阻率观测场地位于马陵山台西侧200米坡地处,地势东高
西低。地下水埋深13米左右,地势较高无积水。1981年选址建台,地电观测室建筑面
积30平方米, 1982年起开始观测。1981年7月11日至1988年12月观测仪器为DDC-2A型
自动补偿仪,1989年1月至1998年12月采用DDC-2B型仪器观测,1998年4月起安装ZD8B
地电仪进行观测。 观测项目包括地电阻率、自然电位。地电阻率观测场地分N5°W向
和N75°E向两个测道,采取四极对称法布极,供电极距为1000米,测量极距300米。
(二)安丘地震台
1.大地电场观测
1998年6月,安装ZD9A地电场观测仪开展大地电场观测。观测场地内按两个方向
布极,东西、南北、北东三个方向进行观测,且每个测向都分为长短两种极距,长极
距为150米, 短极距为70米。2002年进行改造后,长、短极距分别延长至335米和135
米。电极布设区域位于丘陵顶部,测区高差为10米—20米,无沟壑,地表为农田,
测区为白垩系王氏族含砾砂岩、砂岩、页岩,岩石透水性差。除降水影响外,无其他
明显干扰源。电极使用铅板电极,观测外线路采用25芯粗铜线作为传输线,中心公用
电极距仪器主机距离小于30米。仪器主机安装于办公楼一楼观测室内,采用分钟值采
样、数字存储方式。
2.电磁波观测
1998年6月,安装地震电磁辐射观测仪。电极埋深2米(共用点处距断层约30米),
磁探头(距断层面约20米) 埋深1.5米,按NS、EW方向布设电极线路,极距长40米,观
测电EW、电NS、磁EW、磁NS四个参量,其中超低频段为0.01—10HZ;高频部分按
3KHz、 4KHz、30KHz、40HZ的频段进行观测。仪器采用事件采集方式,超出背景值仪
器自动开机采集数据。2000年,改为数字化后,数据采集采用取均值为分钟值的方式
进行采集。
(三)菏泽地震监测中心台
1974年菏泽地震监测中心台在菏泽市西关建成菏泽地电台。 该台位于聊考断裂
东盘, 菏泽断裂南侧,地表为黄土覆盖,基岩埋深800米—1000米。1975年布设
地电观测装置, 观测电阻率和自然电位。观测场地内,分N5°W向和N75°E向两个测
道, 采取对称四极法布极,供电极距为1500米,测量极距300米。1975年采用DDCJ-1
型电子自动补偿仪,1976年更换为DDC-2B型电子自动补偿仪,1998年更换为ZD8B型数
字地电仪。由于观测区内有小型排灌河渠、坑塘、鱼池和村庄,且受附近居民新建住
房等影响,其观测环境经常受到干扰。特别是2002年菏泽市引黄供水工程实施以及菏
泽工业园区建设以来,菏泽地电台观测环境受到一定程度的破坏,之后,该台着手选
建新台址。
(四)昌邑地震台
建成于1969年9月, 位于昌邑市城区,海拔高程8.2米。台站地处郯庐断裂带中
段, 昌邑-大店断裂带西侧,台基岩性属松散沉积岩。昌邑地震台地电观测装置采用
四极对称法,使用DDC-2B型电子自动补偿仪观测电阻率,使用JWC220-5型直流稳流源、
C41-mA.A型直流电流表观测自然电位, 使用UJ33a型便携式直流电位差计进行日常标
定。 供电极距AB段1500米,测量极距MN段500米。供电线路采用钢芯铝胶线,测量线
采用8号铁丝。线路全部使用8米—11米水泥杆架空拉线,供电线杆间距50米,测
量线杆间距30米, 供电线采用高绝缘悬垂瓷瓶,测量线采用15T瓷瓶。电极为铅板,
埋深3米。 2000年以后,台站周边工业项目增多,自来水管道及天然气管道在测区内
外基本形成网状,对观测环境的干扰日益明显。
(五)临沂地震监测中心台
地电观测位于距临沂地震监测中心台2公里处的五里堡地震台,土层埋深8米,台
基岩性为奥陶纪灰岩。1969年底石油部物探大队在此选点,采用地面观测方式,使用
DDC-2A型电子自动补偿仪观测地电阻率、自然电位。其中南北向、东西向供电极距均
为744米, 测量极距均为140米,观测室距布极中心50米。因地表干扰大,1979年6月
由省地震地质队在地震台院内钻四个井孔,改为井下水平布极,并进行深井电阻率实
验性观测。 孔深均为30米,电极放置于井底,供电极距21米,测量极距7米,观测室
距布极中心5米。 电极为铅锤,用防水电缆连接引到记录室。地面电阻率观测于1984
年停止。由于观测区含水层埋深为10米—20米,地下径流发育,城市建设、地下
水过量开发等对观测均有影响。该台电阻率与地下水位呈明显的负相关性,相关系数
大于0.9, 并呈逐年下降趋势。20世纪70年代至90年代末,临沂地震监测中心台在五
里堡地震台做过多项试验,包括激发极化法实验观测,多极距、多类型的深井电阻率
观测,地表地电阻率的长极距观测,地下水与地电阻率的关系实验研究等。