中深井綜合地球物理監測試驗初步進展

李 麗 彭 華 楊周勝 白寶榮

1）中國地震局地球物理研究所，北京 100081

2）中國地質科學研究院地質力學研究所，北京 100081

3）云南省地震局，昆明 650224

4）普洱市地震局，云南普洱 665000

探索深井綜合地球物理監測可以分為3 個步驟，在構造運動顯著、地震多發區域選擇造價合理的井口后，第一步進行同一深度、多手段綜合監測；第二步進行不同深度、單一手段的對比監測；第三步進行不同深度、不同手段的綜合監測。每一步試驗中，都應進行多手段數據綜合解析、地下觀測與地面觀測對比分析。因而，有計劃、有步驟、試驗性地開展深井地球物理綜合觀測，從同一深度不同手段的綜合觀測，到不同深度同一手段的觀測，到不同深度多手段的綜合觀測，最終發展到規模性深井地球物理監測，在地震行業是一項非常有意義的探索。

我國首次中深井綜合地球物理監測試驗在云南省普洱市進行。位于云南省普洱市思茅區倚象鎮的大寨地震觀測站內，2009 年12 月由地方政府出資完成了一口目標深度410 m 的地震專用觀測井，其中0～50.38 m 深為孔徑225 mm 的套管，50.38～350.31 m 為孔徑150 mm 的套管，350.31～410.31 m 為孔徑130 mm 的裸孔。2011 年2 月，對該井進行溫度、井徑和地磁測井。結果顯示360～378.74 m 為裸孔段，由于鉆孔垮塌，局部孔徑較大，呈圓鼓狀，在深度367.81 m 處井徑達到最大201.464 mm。井底深度約為379 m。

項目研制的總長6.3 m、重約120 kg 的深井綜合地球物理探頭在下井前經過嚴格的室內防水、耐壓、抗腐蝕測試后，在現場進行了各通道測試。下井之后，1 個小時即記錄到井口35 km 附近發生的2.8 級地震。目前各項記錄完整，同時下井的光纖傳感器記錄顯示歷史地震記錄清晰，地表對比觀測地震計工作正常。

本項研究首次提供了同一觀測點、同一觀測深度上多個分量的綜合地球物理觀測數據。其中，測震觀測帶寬2 s～60 Hz，由24 位數據采集器在地面單獨記錄；傾斜觀測范圍是±800×104，分辨率為2×10-4〞，地磁觀測范圍是±10×104nT，分辨率為0.1 nT；分量應變觀測范圍是±800×104，分辨率2×10-10；體應變觀測范圍是±800×104，分辨率為2×10-11；地溫觀測分辨率為0.0001℃；水位觀測分辨率為0.1 mm。

此項初步探索，在多手段設備集成技術、綜合地球物理觀測技術、多手段觀測信息聯合分析方法等方面，為我國規模化開展深井綜合地球物理觀測奠定技術基礎和資料聯合處理基礎。

圖1 我國首個中深井綜合地球物理監測試驗臺站概略圖