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大地电流研究进展与展望

地球科学进展 2016年第7期31卷 708-717页

作者：章鑫王丽杜学彬中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000 南京基准地震台江苏南京210014

回顾了关于大地电流的研究历史和当前大地电流研究所取得的成果,包括大地电流的场源理论、传播途径和频谱特点,重点探讨了大地电流方法在构造勘察方面的应用以及大地电流变异与地震活动的关系等问题,同时提出了对大地电流空间分布及涡... 详细信息

回顾了关于大地电流的研究历史和当前大地电流研究所取得的成果,包括大地电流的场源理论、传播途径和频谱特点,重点探讨了大地电流方法在构造勘察方面的应用以及大地电流变异与地震活动的关系等问题,同时提出了对大地电流空间分布及涡旋现象研究的几点新认识。此外,根据大地电流的最新研究成果和相关数据处理新方法,总结出关于大地电流研究的5类新思路。对大地电流研究新成果和新方法的展示,可以促进对大地电流的深入研究,对探索更好的数据处理方法和该学科的发展具有一定的启示意义。

关键词：大地电流地电场涡旋 GIC

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西藏洛扎—羊八井地区的磁大地电流地壳测深

地质学报 1985年第1期59卷 25-32页

作者：袁学诚李立金国元朱建华鹿刚冯益普林秀萱 Pham Van Ngoc D.Boyer P.Thermé J.L.Miel 地质矿产部物探研究所地质矿产部物探研究所地质矿产部物探研究所地质矿产部物探研究所地质矿产部物探研究所地质矿产部第二综合物探队地质矿产部第二综合物探队法国国立应用地质矿产勘探高等学校法国国立应用地质矿产勘探高等学校法国国立应用地质矿产勘探高等学校法国国立应用地质矿产勘探高等学校

1980—1981年中法两国的磁大地电流工作者在西藏洛扎一羊八井地区进行了磁大地电流测深。在剖面的北部深20—30公里处发现一壳内低阻层,在南部还发现一个埋藏深度较浅的低阻层。文中阐述了该区的地电特征,对低阻层的成因进行了探讨。认... 详细信息

1980—1981年中法两国的磁大地电流工作者在西藏洛扎一羊八井地区进行了磁大地电流测深。在剖面的北部深20—30公里处发现一壳内低阻层,在南部还发现一个埋藏深度较浅的低阻层。文中阐述了该区的地电特征,对低阻层的成因进行了探讨。认为北部低阻层是由壳内的花岗岩类物质的部分熔融所引起;南部低阻层的情况较复杂,它可能是由一缓倾角的断层摩擦面附近的花岗岩类物质的部分熔融及饱含热水的岩层所引起。根据地下电阻率及温度的分布推测该区可能有一个温度较低的高阻地块向北俯冲到温度较高的低阻地块之下。

关键词：低阻层埋藏深度花岗岩类部分熔融电阻率电阻系数测深水深测量大地电流洛扎西藏羊八井地球内部地壳地球外壳

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中国大陆大地电流时空分布及涡旋现象研究

中国大陆大地电流时空分布及涡旋现象研究

作者：章鑫中国地震局兰州地震研究所

学位级别：硕士

大地电流是固体地球上天然存在的一种电流,起源于空间电流体系扰动、地下流体活动、地球深部物质运移等引起的地壳物质差异造成的电位分布。一般认为地电流场由大地电流和局部电流两部分组成,大空间尺度电流来源于地球外部空间电流体系... 详细信息

大地电流是固体地球上天然存在的一种电流,起源于空间电流体系扰动、地下流体活动、地球深部物质运移等引起的地壳物质差异造成的电位分布。一般认为地电流场由大地电流和局部电流两部分组成,大空间尺度电流来源于地球外部空间电流体系,局部电流来源于地壳各种电位过程,而大地电流变化是两者变化的综合响应。因此,大地电流与地球变化磁场密切相关,两者的场源都是来自地球外部的各种电流体系在地球内部的感应,或地球深部物质运移产生的电流向地表传导,因此两者具有相似的成分和变化形态。近年来,大地电流的研究涉及了地震预报、自然电场机理、高压输电损耗计算及其它基础性的研究。然而,上述研究都较少考虑大地电流与构造活动、水文地质、电磁扰动及地球深部结构的联系。随着观测资料的积累和相关研究的深入,这些问题都需要进一步的考量和解决。本文从微分欧姆定理出发,使用地电台站观测数据和浅层电阻率计算得到大地电流矢量,该矢量具有平面正交的2分量。使用矢量插值法绘制大地电流流线图和矢量图,通过大地电流矢量场得到其涡度和散度,可以用来表征的大地电流分布和随时间变化情况。另外,大地电流的时变性与地磁场相关,基于部分台站的秒采样(1 Hz)数据考虑了地电、磁场的频谱范围;进一步基于电磁场传播的平面波理论和电阻率测深资料,计算了地磁感应电流(GIC)的大小,并与实测大地电流对比,分析其空间分布状态。本研究从以下5个方面展开讨论:(1)使用平面波模型由变化地磁场计算得出的地磁感应电流(GIC)与原始观测有较强相关性,地电暴主相前后地电场与地磁感应电场(GIE)存在一些幅度差,其相位具有很好的一致性。考虑到地电暴是大区域电磁扰动,其场源具有某种均衡性和同步性。因此,采用地电暴的最大幅度获取大地电流具有特殊的意义,地电暴时大地电流涡旋中心北漂明显。通过1 Hz采样的地电场频谱与地磁场频谱对比,对前人总结的电磁频谱进行了补充,拓展了地电脉动部分的频率,明确了4.8 h和12 h等频率成分。(2)大地电流时空分布与构造活动和近地表的水文环境有关。华北地区郯庐断裂带对于大地电流流向具有明显的分异作用,断裂带两侧大地电流的方向显示为不相关甚至相反方向,在断裂带被错断处,大地电流具有局部的延续性。在川滇地区,大断裂带对流线显示为汇集作用,沿断裂带走向,大地电流的流线束状发散或汇聚。因此在该分布状态改变时,可能意味着断裂带的活动、地震的萌发,因此考虑将该方法应用于监测地震活动。(3)在中国大陆东部沿海,大地电流方向一般指向海洋,个别站点(即台站)电流方向随季节改变明显。在海南岛和崇明岛,大地电流的方向与周边水流的水文条件相关,冬季和夏季的洋流受季风影响,在北部湾和海南岛形成不同方向的环流,进而影响海岛大地电流的方向,而崇明岛大地电流方向主要受长江不同方向沉积的局部电流控制。(4)我国大陆具有4个相对完整的似电流涡旋场,分别分布在东北、华北、西南和西北地区,涡旋中心处于30°N(2个)和38°N(1个)附近,另一个涡旋中心处于东北地区的榆树附近。为了更好地解释大地电流的涡旋现象,本文建立了涡旋电流模型。涡流的源是某种空间等效环电流产生的垂直于地面的变化磁场,尽管这种涡流的电流比较小,但高导电地质块体的存在能使等效电流环的感应磁场在地面引起涡流。(5)通过推导涡流对于导体块加热的计算公式,讨论了涡旋电流分布区域的加热效应,模拟涡旋电流对于地层的加热效果和对局部热流的响应。涡旋电流具有一系列的附带效应,涡流导致的导电块体中心热值较周围为大,这可能形成局部区域的地质块体地层加热,涡旋附近的地磁Z分量应大于周围非涡旋地区,该现象能够通过其他的地球物理观测数据予以证实。在大地电流涡旋的分布区域,由于特殊的导电结构,在近地表存在导电块体,从而具有良好的电流通道,这些都是产生涡流的必要条件。在文中提出了一些新的研究方法,这很大程度地扩展了地球物理观测资料的应用,比如用流场来表征大地电流。另外,数据处理方面使用相对变化值而不是测值的均值,这在很大程度上规避了电极漂移、观测系统不稳定以及其他偶然因素造成的基准值差异,使大范围内的观测值具有可比性,同时也是研究大尺度大地电流流向和涡旋现象的基础。该研究工作虽是初步的,仍具有一定程度的创新和意义,但由于观测台站稀少、数据质量不高和基础理论较为模糊的现状,本研究尚需深入。因此,在文末展望了数据处理新方法和研究新理论,期望能对开展该方面的后续研究提供思路。

关键词：大地电流涡旋电流地电场断裂带磁暴地磁感应电流(GIC)

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大地电流图整理的初步的快速工作法

地球物理勘探 1959年第5期 31-33页

作者：徐有信四川石油局地质调查处701队

我们四川石油局地质调查处701大地电流队的解释员们,在党的领导和教育下不断提高了阶级觉悟,发扬了敢想敢做的共产主义风格,苦干加巧干,从59年元月以来不断跃进,每月超额完成资料整理计划。3月份4人以19至23个实际整理工作日完成264.5... 详细信息

我们四川石油局地质调查处701大地电流队的解释员们,在党的领导和教育下不断提高了阶级觉悟,发扬了敢想敢做的共产主义风格,苦干加巧干,从59年元月以来不断跃进,每月超额完成资料整理计划。3月份4人以19至23个实际整理工作日完成264.5折合点(关于这一单位见本文末段),其中高产日指标达到9、9、8(1/2)、7(1/2)并且质量是好的。

关键词：向量端点点(数学) 测量方法三角形法量板大地电流测站

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大地电流場中傾斜断层的正演問題

地球物理学报 1962年第2期 178-182页

作者：李佩霞

在前文中已討論过大地电流場中垂直断层的正演問題。本文是討論傾斜断层的大地电流場正演問題。一、傾斜断层

关键词：大地电流正演断层地质构造变换函数

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大地电流与地震——日本的地电观测

国际地震动态 1997年第4期18卷 16-19页

作者：长尾年恭罗岚

1995年1月17日5时46分关西地区发生了称为阪神一淡路大震灾的 M 7.2直下型地震。地震使6 000多人丧生。这次地震果真不能预报吗?本文以电磁学预报地震的方法,尤其是针对近些年借助地电观测预报地震的方法作一探讨。引言'地震预报'这句... 详细信息

1995年1月17日5时46分关西地区发生了称为阪神一淡路大震灾的 M 7.2直下型地震。地震使6 000多人丧生。这次地震果真不能预报吗?本文以电磁学预报地震的方法,尤其是针对近些年借助地电观测预报地震的方法作一探讨。引言'地震预报'这句话的定义因人而异。首先有必要给'预报'这个词下定义。常常听到长期预报、中期预报和短期预报这样的提法。

关键词：地震预报大地电流地电观测

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郯庐断裂带南段对近地表大地电流的分异性

地震地质 2020年第4期42卷 909-922页

作者：章鑫杜学彬广东省地震局地震监测与减灾技术重点实验室广州510070 中国地震局兰州地震研究所兰州730000

文中以渤海湾以南的郯庐断裂带南段为研究对象,应用华北地区27个地电场台站的观测数据,计算大地电流密度矢量和流线场,并获取流线场的散度和涡度。结果显示:郯庐断裂带南段对表层大地电流的流向有分异作用,在郯庐断裂带两侧的表层大地... 详细信息

文中以渤海湾以南的郯庐断裂带南段为研究对象,应用华北地区27个地电场台站的观测数据,计算大地电流密度矢量和流线场,并获取流线场的散度和涡度。结果显示:郯庐断裂带南段对表层大地电流的流向有分异作用,在郯庐断裂带两侧的表层大地电流矢量方向相反,东侧流向为NW向,西侧流向为SW或W向;断裂带对流线场的散度和涡度也存在分异作用,散度和涡度的正(负)最大值主要出现在断裂带附近的浅层高导区域。文中通过模拟断裂带两侧的磁感应电流,并与前人的研究进行对比,建立了断裂带分异作用的解释模型。该模型显示电流方向的差异与郯庐断裂带南段深部的电性结构相关,电性差异是近地表大地电流方向分异的主要原因。研究断裂带对表层电流的分异现象对于理解深部电性差异具有参考意义。

关键词：郯庐断裂带南段大地电流分异作用数值模拟

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磁大地电流测深曲线的两种表示方法

世界地质 1985年第Z1期 221-226页

作者： Y.Murakami 王兴泰曲增芳

绪言一种用于确定地壳电阻率结构的方法—磁大地电流(MT)测深法(Cagrtiard,1953;Vozoff,1972)已被广泛地用于深部探侧之中。该方法利用天然电磁(EM)波来测量地表的波阻抗,并把它作为频率的函数来计算视电阻率。MT测深曲线是一种和频率... 详细信息

绪言一种用于确定地壳电阻率结构的方法—磁大地电流(MT)测深法(Cagrtiard,1953;Vozoff,1972)已被广泛地用于深部探侧之中。该方法利用天然电磁(EM)波来测量地表的波阻抗,并把它作为频率的函数来计算视电阻率。MT测深曲线是一种和频率有关的视电阻率曲线,横座标较大时(高频)所表示的测深曲线反映了浅层地电断面的结构。有时,测深曲线是相对于大地电磁场的周期(频率的倒数)来绘制

关键词：测深 MT 大地电流水深测量视电阻率曲线视深度

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利用大地电流进行地震预报的可能性

国际地震动态 1993年第6期14卷 31-36页

作者：小嶋美都子许晏平

前言提到“地震预报”,那就像大家常说的那样,必须指出地震发生的时间、地点和震级。尤其是要指出时间和地点的精确度。在日本,虽然政府对此做出了不懈的努力,但目前尚未取得地震预报的成功经验。另一方面,多年来,日本始终致力于捕捉短... 详细信息

前言提到“地震预报”,那就像大家常说的那样,必须指出地震发生的时间、地点和震级。尤其是要指出时间和地点的精确度。在日本,虽然政府对此做出了不懈的努力,但目前尚未取得地震预报的成功经验。另一方面,多年来,日本始终致力于捕捉短极距的大地电流(地电位)地震前兆,如今仍对用大地电流预报地震的可能性寄予厚望。

关键词：地震预报大地电流可能性