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子午链地电场日变化时空特征及物理解释

子午链地电场日变化时空特征及物理解释

作者：崔腾发中国地震局兰州地震研究所

学位级别：硕士

本文应用中国大陆两条经度链和两条纬度链上近40个地电场台站2008-2011年每个台站6个测道的的分钟値观测数据，研究了地电场日变化在时间域、频率域变化的特征，即正常变化的时空分布规律。时间域研究方法主要为原始数据波形、时序叠加... 详细信息

本文应用中国大陆两条经度链和两条纬度链上近40个地电场台站2008-2011年每个台站6个测道的的分钟値观测数据，研究了地电场日变化在时间域、频率域变化的特征，即正常变化的时空分布规律。时间域研究方法主要为原始数据波形、时序叠加等波形分析方法，频率域研究方法主要采用快速富氏变换（FFT）、最大熵谱分析MEM、离散富氏变化DFT等方法。研究得到：绝大多数台站的日变化表现为每日两次起伏的半日波和1次起伏的全日波等，两个波峰紧临午前午后出现，且午前峰值高于午后;地电场日变化的主要周期成分按FFT振幅谱由大到小依次为12.4h/12h、8h、24h等，与太阴半日潮M2波、太阳半日潮S2波等其他潮汐调和分量周期一致;地电场日变化的纬度效应主要表现为沿经度链的日变化幅度与地理纬度高/低有关，日变化相位差与当地时差吻合;日变化幅度与天文季节（Loyd季节）有关，在J季节的日变化幅度最大、E季节其次、D季节最小。讨论了产生日变化主要周期成分的可能原因，认为：地电场和地磁场的日变化特征有相似性或者关联性，但是地电场日变化不仅和地磁场变化有关系，还与分布于地面的大地电流涡旋场的空间位置有关，总之地电场日变化是与空间电磁活动、地下介质变化都相关的复杂过程，可能是月、日引潮力引起的地面涡旋电流强度变化和太阳风引起的空间电磁活动共同产生了地电日变化的半日波周期成分。

关键词：地电场日变化周期 FFT 潮汐

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中国大陆经纬链地电场日变化

地球物理学报 2013年第7期56卷 2358-2368页

作者：崔腾发杜学彬叶青陈军营王建军安张辉范莹莹刘君兰州地球物理国家野外科学观测研究站兰州730000 中国地震局兰州地震研究所兰州730000 中国地震台网中心北京100045

本文应用中国大陆两条经度链和两条纬度链上共37个地电场台站的观测数据,研究了地电场日变化的时/频域特征,结果认为,绝大多数台站的日变化表现为两次起伏的半日波,紧临午前午后出现;按FFT振幅谱由大到小,其主要周期成分依次为12.4/12、... 详细信息

本文应用中国大陆两条经度链和两条纬度链上共37个地电场台站的观测数据,研究了地电场日变化的时/频域特征,结果认为,绝大多数台站的日变化表现为两次起伏的半日波,紧临午前午后出现;按FFT振幅谱由大到小,其主要周期成分依次为12.4/12、8、24h等,与潮汐调和分量周期一致;纬度效应主要表现为沿经度链的日变化幅度与纬度高/低有关,日变化相位差与当地时差吻合;Loyd季节的J季节日变化幅度最大、E季节其次、D季节最小.讨论了产生日变化主要周期成分的可能原因,认为月日引潮力引起的地面涡旋电流强度变化和太阳风引起的空间电磁活动共同产生了地电日变化的半日波周期成分.

关键词：地电场日变化周期 FFT 潮汐

郯庐断裂带南段大地电磁主轴方位统计分析及其意义

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地球物理学进展 2020年第4期35卷 1238-1249页

作者：崔腾发陈小斌邓琰中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

本文利用多测点-多频点阻抗张量统计成像技术统计分析了三条横跨郯庐断裂带南段的大地电磁剖面上的电性主轴分布特征,从电性主轴的角度描绘了大别郯庐构造区不同构造的特征及构造间的几何关系.统计结果显示:郯庐断裂带南段在断裂带浅部... 详细信息

本文利用多测点-多频点阻抗张量统计成像技术统计分析了三条横跨郯庐断裂带南段的大地电磁剖面上的电性主轴分布特征,从电性主轴的角度描绘了大别郯庐构造区不同构造的特征及构造间的几何关系.统计结果显示:郯庐断裂带南段在断裂带浅部的电性主轴方位及二维有效因子中有明显的显示,同时郯庐断裂带南段可能未影响断裂深部介质;扬子板块及大别块体东南部地区浅部和深部的主轴方位明显不一致,表明浅部和深部之间存在结构不整合,主轴方位表明不同深度的介质受不同方向构造力的作用;大别造山带南部及以南地区深部介质中EW向电性主轴可能是板块汇聚时期扬子板块深部韧性层受NS向挤压应力作用的结果,郯庐断裂带以东地区深部韧性层中NWW向的电性主轴则是扬子板块沿郯庐带向NNE方向运动形成的;北大别块体深浅一致的电性主轴分布特征符合中生代穹隆抬升、增厚的演化过程.对该地区电性主轴的统计结果为认识该地区的深部结构及地下介质的运动极性提供了重要的依据,也为认识大别郯庐构造区的演化过程提供了新的证据.

关键词：阻抗张量分解电性主轴多测点-多频点统计成像技术郯庐断裂带大别造山带

两次近距离大震前成都台视电阻率重现性、相似性和各向异性变化

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地球物理学报 2015年第2期58卷 576-588页

作者：杜学彬刘君崔腾发范莹莹安张辉闫睿王丽中国地震局兰州地震研究所兰州730000 兰州地球物理国家野外科学观测研究站兰州730000 北京市地震局北京100080

本文评价了四川汶川MS8.0、芦山MS7.0地震前后成都台地电观测环境,研究了该台视电阻率变化.结果为:(1)两次大震发生在该台以西的龙门山断裂带、震源机制和震源深度接近,是近距离大震,相应地,在两次地震前该台两个正交测道中的每一测道... 详细信息

本文评价了四川汶川MS8.0、芦山MS7.0地震前后成都台地电观测环境,研究了该台视电阻率变化.结果为:(1)两次大震发生在该台以西的龙门山断裂带、震源机制和震源深度接近,是近距离大震,相应地,在两次地震前该台两个正交测道中的每一测道视电阻率变化均显示了中期异常及其变化过程的重现性和异常幅度的相似性;(2)在每次地震前,两个测道表现了异常变化形态、幅度和起始时间的差异性.其重现性、相似性证明这些异常与两次大震晚期孕育有关;差异性主要展示了与震源机制有直接联系的视电阻率各向异性变化,揭示了震前该台地下介质经历了强烈的电性各向异性变化的过程.

关键词：近距离大震成都台视电阻率变化重现性相似性各向异性

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安徽霍山地震区深部电性结构和发震构造特征

地球物理学报 2020年第1期63卷 256-269页

作者：崔腾发陈小斌詹艳赵凌强刘钟尹中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室

霍山地震区位于大别造山带北缘华北板块与扬子板块接触带上,是大别造山带及周边地震活动最频繁、最集中的地区.83个大地电磁测点组成的大地电磁三维阵列覆盖了整个霍山地震区.用多重网格法、印模迭代重构法和非线性共轭梯度法对阵列数... 详细信息

霍山地震区位于大别造山带北缘华北板块与扬子板块接触带上,是大别造山带及周边地震活动最频繁、最集中的地区.83个大地电磁测点组成的大地电磁三维阵列覆盖了整个霍山地震区.用多重网格法、印模迭代重构法和非线性共轭梯度法对阵列数据进行三维带地形反演,获得了地震区深部三维电性结构.电性结构显示,北大别、北淮阳区的中上地壳为电阻率1000Ωm以上的高阻区,中下地壳为电阻率数十欧姆米的相对低阻区;六安盆地电阻率整体较低,中地壳存在显著的电阻率为几欧姆米的壳内高导层.北西向的晓天—磨子潭断裂分隔了北大别高阻层和北淮阳高阻层,在浅部向NE倾,深部向SW倾;北东向的落儿岭—土地岭断裂切穿北大别上地壳高阻层.小震双差定位结果表明,地震主要发生在NE向延伸的落儿岭—土地岭断裂附近的北大别、北淮阳中上地壳的高阻区,并集中于NW向的晓天—磨子潭断裂运动所造成的构造薄弱带中;2014年M S4.3霍山地震震源深度较深,位于北大别高阻区内部的电性梯度较大的区域.综合上述结果我们认为,霍山地震区的主要发震断裂为落儿岭—土地岭断裂,断裂的运动变形充分利用了晓天—磨子潭断裂早先活动所形成的构造薄弱带,断裂下方壳源高导体中的流体沿断层传播使断层强度弱化,使得这些薄弱带区易于发生小地震.由于北大别、北淮阳构造区显著高阻层的存在,我们认为霍山地震区存在发生6级以上中强震的深部孕震环境.

关键词：大地电磁三维反演深部电性结构安徽霍山地震区发震构造

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区域地电观测网地电场日变化模型研究

地震学报 2015年第5期37卷 830-841,885页

作者：王丽杜学彬武震章鑫刘君崔腾发中国地震局兰州地震研究所中国兰州730000 兰州地球物理国家野外科学观测研究站中国兰州730000

应用泰勒多项式和曲面样条函数法建立了我国地电场观测台网中华东、华北两个区域台网的地电场日变化(Kp≤5)模型,并对拟合结果进行了对比分析.结果表明:1尽管地电场变化复杂,但用这两种方法建立的日变化模型相当吻合,模型曲线随时间的... 详细信息

应用泰勒多项式和曲面样条函数法建立了我国地电场观测台网中华东、华北两个区域台网的地电场日变化(Kp≤5)模型,并对拟合结果进行了对比分析.结果表明:1尽管地电场变化复杂,但用这两种方法建立的日变化模型相当吻合,模型曲线随时间的变化符合样本曲线随时间的变化;2用模型曲线可以描述其它年份同农历日期、同等磁情时实测的地电场日变化;3用模型曲线描述实测地电场日变化时,低磁情时得出的结果要优于高磁情时的结果;4用多日样本曲线得到的模型曲线更能清晰地展示出地电场日变化的两次起伏波形、幅度以及极值集中在午前午后等变化特点.今后建立全国各区域台网不同磁情、不同农历日期的地电场日变化模型可定量评价区域台网的地电场观测资料的质量,同时根据该模型能够分离出地电场的非正常变化,进而研判真实的异常,以服务于地震等灾害事件的预测以及地球电磁环境变化的监测等方面.

关键词：地电场地电场日变化泰勒多项式模型曲面样条函数模型

郯庐断裂带合肥-宿迁段及邻区大地电磁三维成像

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地球物理学报 2022年第4期65卷 1336-1353页

作者：范晔陈小斌汤吉崔腾发孙翔宇王培杰刘钟尹中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 中国地震台网中心北京100045 应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085 中国地震局地震预测研究所北京100036

本文利用覆盖郯庐断裂带合肥—宿迁段及邻区的大地电磁阵列数据,应用大地电磁三维反演技术和印模重构方法,获得了测区可靠的三维电阻率模型.该电性模型中,郯庐断裂带东西两侧在浅部均有高阻分布,在深部电性结构显著不同,具有西低东高的... 详细信息

本文利用覆盖郯庐断裂带合肥—宿迁段及邻区的大地电磁阵列数据,应用大地电磁三维反演技术和印模重构方法,获得了测区可靠的三维电阻率模型.该电性模型中,郯庐断裂带东西两侧在浅部均有高阻分布,在深部电性结构显著不同,具有西低东高的特征,而郯庐断裂带则是两侧高低阻明显分界带;在南北方向,电性结构也存在较大不均匀性,嘉山地区呈现低阻特征,是断裂带上的电性分界点,郯庐断裂带在此处由北部的四条主断裂变成南部的两条.结合研究区地质、大地测量和地震学等资料,综合分析结果表明:郯庐断裂带作为苏鲁造山带和张八岭隆起高阻体陡立的西边界,切割深度超过莫霍面.嘉山地区相对低阻分割了张八岭高阻条带与苏鲁高阻体,阻碍了断层上应力的传递,造成了嘉山北、南两侧断裂带构造变形强、弱的变化,从电性结构上证实了郯庐断裂带具有分段性的特征;苏鲁高阻体南端向西偏转穿过郯庐断裂带,阻碍断层滑动,致使泗洪—嘉山段存在应力积累和断层闭锁的地震孕育环境,其地震危险性值得关注.

关键词：郯庐断裂带大地电磁三维电性结构苏鲁造山带张八岭隆起

四川芦山M_S7.0和汶川M_S8.0地震前地电场变化研究

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地球物理学报 2013年第11期56卷 3868-3876页

作者：安张辉杜学彬谭大诚范莹莹刘君崔腾发中国地震局地震预测研究所兰州科技创新基地兰州730000 中国地震局兰州地震研究所兰州730000

应用四川芦山Ms7.0和汶川Ms8.0震中周围部分地电场观测台站的资料,主要利用地电场波形比较和极化方位变化两种方法,并结合观测台站的工作日志,对两次地震前地电场观测资料进行了分析研究,并得出：芦山Ms7.0和汶川M8.0地震前部分台站地... 详细信息

应用四川芦山Ms7.0和汶川Ms8.0震中周围部分地电场观测台站的资料,主要利用地电场波形比较和极化方位变化两种方法,并结合观测台站的工作日志,对两次地震前地电场观测资料进行了分析研究,并得出：芦山Ms7.0和汶川M8.0地震前部分台站地电场波形出现变异现象,主要表现为两种形式：日变波形的畸变（如盐源台和泸沽湖台）和相应时段地电场频谱特性出现变化,这些变异基本上出现在震前1～2个月内;利用两次地震前地电场观测的日均值计算了部分观测台站的地电场极化方位,发现在震前地电场的极化方位出现了大幅变化,最大变化幅度达160°,最小变化幅度也有10°;初步研究还发现,两次地震前夕,震中周围部分台站极化方位的正向或反向延长线,相汇集的区域与地震的震中有一定联系;对于研究所得结果,从地震电信号的产生机制和震源特性方面进行了尝试性理论解释.

关键词：汶川地震芦山地震地电场变化波形变异极化方位

芦山M_S7.0与岷县漳县M_S6.6地震前电磁扰动异常变化

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地震 2015年第4期35卷 43-52页

作者：刘君安张辉范莹莹杜学彬崔腾发中国地震局地震预测研究所兰州科技创新基地兰州730000 中国地震局兰州地震研究所兰州730000

应用四川芦山MS7.0和甘肃岷县漳县MS6.6地震震中周围部分电磁扰动观测台站资料,主要利用电磁扰动原始波形比较以及电磁脉冲能量分析两种方法,对两次地震前电磁扰动观测资料进行分析研究。结果表明：1两次地震前4个电磁扰动台站原始曲线... 详细信息

应用四川芦山MS7.0和甘肃岷县漳县MS6.6地震震中周围部分电磁扰动观测台站资料,主要利用电磁扰动原始波形比较以及电磁脉冲能量分析两种方法,对两次地震前电磁扰动观测资料进行分析研究。结果表明：1两次地震前4个电磁扰动台站原始曲线出现异常变化,主要表现形式为观测值脉冲信号频繁突跳、增大以及震前波形畸变、反复出现阶跃;2两次地震前,电磁扰动台站都记录到了明显的脉冲能量增大的异常现象,主要异常出现的时间在几天~2个多月;3电场分量和磁场分量都在地震前记录到了异常变化,但反映出的异常时间及变化幅度不同步。对于研究所得结果,从地震电磁辐射的产生机制方面进行了尝试性的理论解释。

关键词：电磁扰动异常变化芦山MS7.0地震岷县漳县MS6.6地震