遼寧地區地球物理場監測地磁網改造及成果應用

劉永強，李 偉，臧石磊，曲 樂，王永江，梁 放

（遼寧省地震局,遼寧 沈陽 110034）

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遼寧地區地球物理場監測地磁網改造及成果應用

劉永強，李 偉，臧石磊，曲 樂，王永江，梁 放

（遼寧省地震局,遼寧 沈陽 110034）

摘要：簡述了遼寧地區地球物理場監測地磁測網的改造情況；利用改造后測網觀測成果，分別繪制了遼寧地區地磁場總強度梯度分布圖、地磁場總強度等值線分布趨勢圖及地磁場年變化分析圖：探討了改造后的地磁測網地磁場梯度分布規律；分析了遼寧地區各重要活動斷裂及老震區地磁場總強度的年變化和鄰期變化特征，為地震預報提供服務支撐。

關鍵詞：地磁場；梯度；等值線；年變化

0　引言

隨著科技進步和高精度先進儀器的應用，地球物理場流動地震地磁監測在地震預測中的作用逐步受到專家們的認可，許多地震發震前后震磁信息已經得到科學的地磁學解釋。為此，為了符合中國地震局監測預報司發布的《流動地磁測量技術級別要求》中有關測區測點布設的相關規范，強化遼寧地區地球物理場監測效能，2013年遼寧省地震局立項對遼寧地區地球物理場監測地磁測網升級改造。省局監測處下達了測網升級改造的具體內容，由省地震局震防中心流動地震地磁項目組實施對管轄測區進行升級改造。

地球物理場地磁監測對地震預報的支撐服務內容包括：提供監測數據和數據產品的共享服務、提供地震地磁異常分析與描述、提供相關的地磁學解釋、提供被確定的地震地磁異常實例。

遼寧省境內的地震地質構造分布以郯廬斷裂、海城河斷裂、牛居油燕溝斷裂、莊河斷裂、朝陽北票斷裂等為主。地磁測網將主要關注測區內斷裂和海城、岫巖老震區的地震活動性。

為此，落實好省局關于遼寧地區地球物理場地磁監測的強化工作要求，即：地磁測網的改造項目，不僅滿足測區的布局符合中國地震局監測預報司最新頒布的《流動地震測量基本技術要求》中測點布局的基本要求，同時會更有效地提供震磁信息，為地震預測服務，具有十分重要的意義。

改造前遼南地區地磁網由23個測點構成（圖1），由于測區異常的判定主要依靠測區內區域性的異常區梯度變化帶的變化幅度來確定，所以老測點的分布存在以下不足：（1）測點少并且環狀分布；（2）對測區內的震磁信息控制能力較差；（3）計算機繪制平面圖較為困難；（4）很難圈定異常區域，影響對震磁信息的獲取。

2　測網改造建設

2.1儀器更新

原流動地震地磁野外觀測使用的G856磁力儀,由于使用年限較長，元器件嚴重老化，重復性差，精度低，經常因無法正常讀數而影響野外工期。2013年，省局責成相關部門，通過招標采購，為流動地震地磁項目組更新了野外及日邊站觀測的三臺原裝進口GSM-19T磁力儀，滿足了流動地震地磁野外觀測工作的需要，不但提高了工作效率還有效的提高了觀測精度。

2.2新測區改造

2.2.1測網布設

根據測區內的地質構造特點，本著對重點斷裂和老震區進行控制的基本要求，按照規范要求，測區呈現出較高密度的測網并形成了五條控制主要斷裂的測線（剖面）：

Ⅰ剖面：由魏家（PLNL24）、張荒（P LNL25）、新北臺子（PLNL26）、老虎屯（PLNL27）、趙家（PLNL29）、郭家嶺（PLNL30）六個測點組成。剖面穿越郯廬斷裂南端和牛居油燕溝斷裂，系控制該斷裂震磁信息的重要測線（剖面）之一。

Ⅱ剖面：由北鎮（PLNL 01）、鄭家店（PL NL02）、牛莊（PLNL05）、海城（PLNL06）、板屯（PLNL07）、小偏嶺（PLNL08）、岫巖（PLNL09）、何家堡（PLNL10）、新立（PLNL11）九個地震地磁測點組成。該測線（剖面）穿越并控制著下遼河平原斷裂中部、金州斷裂、海城老震區、莊河斷裂北端的震磁信息。與Ⅰ測線（剖面）相互輔助的重要測線。

Ⅲ剖面：由瓦房屯（PLNL02）、盤山（PL NL03）、大洼（PLNL21）、田莊臺（PLNL24）、營口（PLNL19）、蓋縣（PLNL18）、楊樹房（PLNL17）、雙嶺（PLNL16）、桂云花（PLNL15）、魏屯（PLNL14）、莊河（PLNL13）、共十一個地震地磁測點組成。該測線（剖面）控制著下遼河斷裂、郯廬斷裂、莊河斷裂南端的震磁信息。

Ⅳ剖面：由下達河（PLNL28）、趙家（PL NL29）、板屯（PLNL07）、下湯池（PLNL33）、楊樹房（PLNL17）、楊運（PLNL35）、費屯（PLNL36）、九龍（PLNL39）共八個地震地磁測點組成。該測線（剖面）控制著海城河斷裂和郯廬斷裂南端及海城老震區的震磁信息。

Ⅴ剖面：由永勝（PLNL31）、郭家嶺（PL NL30）、岫巖（PLNL09）、張家溝（PLNL40）、魏屯（PLNL14）、曲屯（PLNL38）六個地震地磁測點組成。該測線（剖面）控制著海城河斷裂末端及岫巖老震區的震磁信息。

2.2.2測點建設

測區升級改造于2013年四月份開始勘選，五月份實施建設，六月份開始投入使用。

地磁測點設置主測點和輔助測點，主測點和輔助測點的間距為30～50m。測點標樁為20×20×70cm的天然弱磁性石材打制，材料的選取應用原裝進口磁化率監測儀SM-30對測樁進行嚴格的測試。標樁磁化率為0.5×10-6CGSM,遠小于規范要求的1.0×10-6CGSM。標樁的側面標注了“中國地震局地震地磁監測點”，起到了測點的保護作用。測點梯度變化均滿足規范要求即水平梯度小于3nT/M,垂直梯度5nT/M。按規范要求填寫測點點志記，并繪制《地磁測點地磁總強度梯度分布圖》 。

3　新測網簡介

改造后地磁測網（圖3）共布設了40個流動地震地磁監測點，測點布設原則為由原來的環形網方式演變為測線與測網聯合方式。測線和測網均穿越、覆蓋了測量區域內的主要構造及老震區。測點間距滿足規范要求。所有流動地震地磁監測的測點均按照規范要求編制了唯一的測點代碼，測區內的所有測點進行了統一編號。原23個測點的測點編號為PlALNL（1～23），新建測點為PlALN（24～40）。

測量時間采用世界時。野外觀測使用GSM-19T（950#、971#）磁力儀，自設日變站觀測使用GSM-19T（162#）磁力儀，儀器工作穩定。每期出測前后嚴格按照規范要求對儀器進行同步交換儀器法進行比測，精度滿足規范要求。野外觀測數據處理首先對原始數據資料進行重復校正，然后將原始數據輸入計算機進行觀測數據的初步處理，確定數據準確無誤后再進行最后的資料通化計算，資料處理程序采用Excel電子表格對流動地震數據處理，圖件制作采用中國地震局編寫的MapSIS軟件。日變站設置在營口地震臺，日變通化零日均為實際野外觀測時間段最近的磁靜日。每期完成了《野外地磁測量手簿》的電子化、《地磁日變通化數據集》的制作，并按時向中國地震局地震地磁技術管理組和中國地震臺網預報中心、省局地震預報分析中心提交數據和分析報告，闡述測區內地磁場總強度的空間分布特征、各測點地磁場總強度的鄰期變化特征及分析報告。

4　成果應用

4.1測區地磁場總強度梯度分布規律

從測區地磁場總強度梯度分布可以看出，測區自東南部向西北呈現由小至大的一個均勻遞增的特點。測區內除了張荒單點出現梯度異常外，其它測點相鄰測點梯度變化均勻。圖中隆起點為測點新北臺子，表明該測點為梯度異常點，經對周圍地磁總強度的普查，該地區地表淺部存在一定范圍的鐵礦，應對該測點進行重新的勘選，保證測區地磁場總強度的均勻分布性。

4.2測區地磁場總強度年變化分析

圖5展示了2014年9月測期和2015年9月測期地磁場總強度等值線的分布趨勢，地磁總強度等值線形態、走向趨勢吻合良好，表明年變化平穩的特征。

4.2.1地磁場年變化分析（2014年6月—2015年6月）

地磁場（圖6）呈現正變化集中在測區南部，負變化集中在測區北部，自南向北均勻漸變變化的特征。測區內主要斷裂構造金州郯廬斷裂北端點表現了正負變化交替的現象，中部兩側均勻。海城河斷裂上下盤變化均勻。莊河斷裂上下盤表現均勻。牛居油燕溝斷裂上下盤變化均勻。從測區宏觀上看出，以郯廬斷裂中部為原點，正變化集中在ⅠⅡ Ⅲ象限，負變化集中分布在第Ⅳ象限。年變化高梯度帶主要出現在Ⅳ象限即位于牛居油燕溝斷裂上盤。

4.2.2地磁場年變化分析（2014年9月—2015年9月）

地磁場（圖7）負變化在測區內占據了主導地位，正變化集中在測區南部。測區內牛居油燕溝斷裂中部（臺安地區）處在正負交替變化高梯度交匯處。海城河斷裂板屯附近為正負交替變化高梯度交匯處。莊河斷裂上下盤變化均勻。金州郯廬斷裂中部大石橋—蓋縣段處正負交替變化高梯度交匯處。以上測區的地磁場總強度的年變化特征對今后的流動地磁監測提供了重點關注的對象。

5　結語

流動地震地磁監測對磁測環境要求很高，隨著社會的不斷發展，測點磁環境的改變直接影響著觀測數據的穩定，故今后的磁測工作中對測點的勘選要具備一定的前瞻性，每期的監測要很好的對測點進行維護，經落實確認的受干擾的測點要及時進行重新勘選，保證數據的連續性。

流動地震地磁在向地震預報提供震磁信息中，主要靠區域性變化，故建議遼寧測區繼續增加測點密度，擴大控制范圍。

為了更好的將流動地震地磁分析成果與測區內的活動構造及地震活動性相結合，今后要對所有地震地磁測點的局部地質構造及巖性特征進行詳細考察，并結合地震活動性，對測區的異常變化進行分析對比，更好的為地震預報提供技術支撐。

參考文獻：

[1]中國地震局.地震及前兆數字觀測技術規范（電磁觀測）[M].北京：地震出版社，2001,56-60.

[2]Jankowski,suksdoff,地磁測量與地磁臺站工作指南[M].北京：地震出版社，1999,21-30.

ACHIEVEMENTS APPLICATION AND RECONSTRUCTION OF THE GEOMAGNETIC OBSERVATION NETWORK OF GEOPHYSICAL FIELD IN LIAONING

LIU Yong-qiang,LI Wei,ZANG Shi-lei,QU Le,WANG Yong-jiang,LIANG Fang
（Earthquake Administration of Liaoning Province,Liaoning Shenyang 110034,China）

Abstract:This paper resumed the reconstruction of the geomagnetic network at the geophysical field in Liaoning.Based on the observation data after reconstruction,the gradient distribution and the total geomagnetic intensity isoline distribution trend map are drawn.The gradient distribution law of the geomagnetic network after reconstruction has been discussed.The annual variation and the adjacent variation features of the important active faults and the old seismic zone in Liaoning are analyzed,which could provide support for the seismic prediction.

Key words:geomagnetic network;gradient;isoline;annual variation

作者簡介：劉永強（1964-），男，遼寧省沈陽市人，1983年畢業于國家地震局天水地震學校，工程師，現主要從事地震地磁流動監測工作。

收稿日期：2015-09-20

修訂日期：2015-12-28

中圖分類號：P315.8

文獻標志碼：A

DOI:10.13693/j.cnki.cn21-1573.2016.01.006

文章編號：1674-8565（2016）01-0032-06