山西地電場特征初探

殷志剛 張彩艷

1）山西省大同中心地震臺，山西大同 037008

2）甘肅省嘉峪關中心地震臺，甘肅嘉峪關 735110

山西省地震局在 2005年首次引入了地電場項目，“十五數字地震網絡工程”項目在大同、代縣、太原、臨汾、夏縣建設了地電場觀測臺站，目前已運行兩年多時間。分析研究了山西從北到南全部5個地電場臺站6個測道的2008年、2009年的分鐘值數據，并結合了當天的工作日志，統計了各臺每天的日變情況，并在大同臺做了一系列對比試驗，應用多項前兆分析方法，采用多種科學分析途徑，對山西地電場資料包括地質構造、背景（日變）形態、數據內在質量、干擾，進行綜合分析，并參閱了公開發表的關于地電場的研究文章，以期得出山西地電場一些特征，以方便在日常觀測分析中能正確識別干擾異常和非干擾異常的變化，從而捕捉地震前的異常信息。并促進山西地電場學科的發展。其研究成果將為山西地電場地震短臨前兆識別與判定，提供地電場背景研究基礎，且對今后山西地電場臺站建設中臺址勘選有指導意義。

（1）山西地電場日變特征。大同和太原地電場主要特征是背景噪聲大；日變較弱；數據受雨雪雷電影響比較大，大的電磁暴能夠記錄到，但是電磁擾動一般受背景噪聲干擾記錄不明顯。大同地電場由于外線采用架空方式，也易受大風干擾，太原地電場采用地埋線因此不受大風干擾。大同和太原地電場每月平均弱日變天數10天左右，大同地電場日變幅度為4.90～6.50 mV/km。太原地電場日變幅度為13.44～18.80 mV/km，這在山西5個大地電場中日變幅度是最大的。

代縣地電場背景噪聲小，有連續、清晰的日變化（部分測道），幾乎每天都有弱日變，數據內在質量較高，觀測數據易受降雨、雷電、電磁暴、特別是農田灌溉影響，由于采用地埋線不受大風干擾。日變幅度為4.05～4.69 mV/km。

臨汾和夏縣地電場背景噪聲?。蝗兆冚^弱；觀測數據易受降雨、雷電、電磁暴、農田灌溉影響，都是采用地埋線不受大風干擾；觀測系統工作不穩定，數據經常大幅變化，多次更換電極。臨汾地電場內在精度是山西5個地電場最差的，日變幅度為3.50～4.11 mV/km。夏縣地電場內在精度高，日變幅度為4.77～5.36 mV/km。；臨汾和夏縣地電場平均每月弱日變天數為10天左右。

（2）山西大地電場弱日變分析。①山西地電場弱日變或完全沒有日變化和電極的穩定性密切相關，電極穩定的時候，數據穩定，日變化較明顯，電極不穩定的時候，數據大幅突跳，日變化幾乎沒有。代縣、臨汾、夏縣地電場比較明顯。建議研究人員進一步提高固體不極化電極的穩定性和使用壽命。②山西地電場弱日變和背景噪聲影響密切相關，大同和太原地電場背景噪聲較大，是弱日變化的主要原因。③山西地電場弱日變和地下電性結構密切相關，山西5個地電場中只有代縣地電場在高阻層上，電場的場強較大，因此日變化是連續和明顯的，其余4個地電場臺都在低阻層上，場強較弱，容易受到各種干擾，日變化較弱。④山西地電場弱日變也和季節有關，按地磁學中慣用的勞埃德天文季節，在日變化幅度大的J季節和E季節，也就是3月到10月弱日變天數較多，在日變化幅度小的D季節，11，12，1，2 月份弱日變天數較少，這充分說明山西地電場在日變化幅度小的D季節，更容易受到各種干擾的影響，導致日變化的缺失。

（3）山西大地電場映震能力分析。使用MAPSIS軟件作每次震前半年到1月的各地電場的分鐘值曲線并標注相應地震分析，發現在2008年和2009年所有的5次地震中映震能力都不好，每次地震前幾乎都是大風、降雨、電磁擾動、不明原因的干擾或者是沒有明顯異常。

山西5個地電場臺站電場數據普遍受降雨雪、雷電、電磁暴干擾，部分臺站受大風、農田灌溉干擾；除代縣電場（部分測道）幾乎每天有日變外，其他電場臺站表現為弱日變，平均每月 10天左右日變，弱日變和電極的穩定性、背景噪聲、地下電性結構、季節有密切關系；各地電場臺站自觀測以來映震能力普遍不好，這可能和地電場容易受各種自然因素干擾及其他干擾有一定關系。電極是制約觀測資料最重要的因素。