安徽地區地電阻率年變化差異性研究

尹天杰 趙桂寶 孫亮亮 曹勇

摘 要：文章以安徽省嘉山、蒙城、合肥地震臺為例，依據三個臺站的電阻率年變化的基本特征類型進行相應的歸納，探討其差異性出現的主要原因。基于各種原因具體分析，發現年變化的差異主要是因為地下電性結構不同造成的，通過對這一種不同情況的合理分析，能夠了解到規則年變場地的有效獲取情況，以此滿足對于地震預報數據處理的有效服務要求。

關鍵詞：地電阻率;年變化;電測深;地應力

中圖分類號：P315.32 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）07-103-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.050

地電阻率本身基于時間變化，從而對地球淺部介質點血性質進行合理觀測，這樣就可以滿足對于地震的預報處理需求。其自身優點在于：第一，能夠靈敏地響應介質應力和應變狀態。第二，在實際觀測之中，也不需要進行復雜的數據處理，就可以通過直觀形態對異常情況加以了解。但是只有將正常年變化去除，才能夠實現對于震前異常情況的分析。通過地電阻率年變化基本情況的準確識別，就能夠提供預報的基礎條件和前提條件?？紤]到不同的地下結構以及地表影響因素之間的差異，在同一個省域就會呈現出不一樣的變化特征。這種不一致往往就會導致年變出現不規則的情況，并且針對這一種數據，就很難進行數據方面的處理。所以，就需要考慮到對于具有規則年變地電阻率場地的建設。基于三個地電臺站的分析，這樣就可以針對地電阻率變化特征有一個清楚的分析，從而針對影響因素進行合理探討。

1 地電臺站概況

目前，安徽省有六個地電阻率觀測臺站，分布于蒙城、嘉山、合肥、肥東、安慶、黃山，如圖1所示。

安徽省地電阻率觀測臺站的實際觀測場地要求在平坦開闊的地區設置，地址構造相對穩定。以嘉山、蒙城、合肥而言，針對合肥臺和蒙城臺，主要是通過三個方向來布極，嘉山偏向于兩個方向。各個供電極距以及測量極還存在一定的差異。因此，都是選擇利用數字化地電儀進行觀測，儀器本身可以滿足正常運轉的要求，并且產出的數據也是準確、可靠、連續的。

合肥臺位于華北斷塊區的南緣，區域斷裂構造相對發育，地電布極區主要是在合肥市西郊大蜀山森林公園內，這一個地段屬于丘陵地區，實際的覆蓋層相對較薄[1]。

蒙城臺處于郯廬斷裂帶西側，本身的臺基包含了第四紀覆蓋層以及震旦系沙巖，周邊的實際地區覆蓋面積為100m2～300m2左右，主要呈現為南北走向的低山。同時，這一地區的實際構造相對復雜，呈現出NW向的板橋集斷層。

嘉山臺位于淮陽臺隆的張公嶺臺拱內，在本區域中會面臨西側郯廬斷裂的影響，進而就會產生較為強雷的變形。針對新生代，其表現有一定的上升性，屬于離郯廬斷裂帶最近的臺站之一。

2 安徽地區地電阻率年變化特征

針對本次研究的地電阻率年變化形態，主要呈現出規則、不規則、雜亂型這三種形態。只有通過具體的分析與探討，才能夠明確相應的變化特征。

2.1 規律周期型年變化

對于地電阻率的實際規則周期型變化而言，主要是在規則方面能夠呈現出較強的規則性。一般來說，都是呈現出正弦波的變化曲線，每一年的實際地電阻率呈現出相當的變幅，并且波谷和波峰的出現月份是相互貼近的，沒有呈現出線性或者是非線性的上升與下降趨勢[2]。針對蒙城臺的地電阻率變化，其本身是呈現出周期性的規則，整條曲線較似正弦波，每年的4、5月份出現波峰，7、8月份出現波谷，地電阻率年變幅度相當，如圖2所示。

2.2 不規則周期型年變化

地電阻率本身呈現出不規則的周期變化，主要是年變化本身就是基于實際的曲線，然后呈現一定的波形變化，但波峰和波谷出現的時間并無一致性，并且存在較大的差異性。針對嘉山臺NS和NE，都會將向地電阻率的實際變化情況分析與表達，但是規則性并不強，出現的波谷和波峰所處的月份是不相同的，并且年度的變幅也會存在較大差異，針對具體的規則變化。

2.3 雜亂型年變化

地電阻率雜亂型的變化在每一年的曲線之中，低電阻率變化情況各有不同，有的是包括斜線的直線型，有的則屬于不規則的周期型，年度變幅也沒有可比性。合肥臺NE向2014年～2015年的年變化呈較平穩的直線，2016年呈現為斜線上升的形態，2014年～2016年NW向呈現正弦波狀的形態但不顯著。NS向則整體呈現下降趨勢，屬于典型的雜亂型年變化。

3 地電阻率年變化差異性探討

文章基于電法勘探的實際理論來探討：對于地表裝置分析來說，介質內主要有兩個水平界面存在，上界面屬于上部分以及下面一部分的電阻率變化，不會影響到地電阻率測量;針對兩個界面之間的相關區域，主要是基于探測范圍和勘探面積的分析。考慮到存在不均勻的地下分層以及相應的物質差異性問題，這樣就會導致實際的深度存在較大差異。針對實際的探測而言，范圍上界面較深，這樣就使得地表層不會對地電阻率產生太大影響，從而了解到其帶來的影響不會太大。

3.1 各臺電測深曲線對比

蒙城臺測深曲線表明NS向為KH型、EW向為KH-A型、表層50M為低阻區、50-330M為中阻區，330M以下為高阻基巖。

基于嘉山臺電測的資料進行分析，NS向及EW向主要呈現出KH（A）型。所以，在KH型曲線中就能夠實現清晰的K型分布處理。不過H型之中還有另一層的存在，這樣就會呈現出臺階狀，然后不斷朝著深部電阻率逐漸增加，同時還能夠同大極距形成A型的曲線。

合肥臺電測深曲線為HA型，尾支電阻率值均趨于20Ωm，說明此處地下基巖均在不很厚的第三系紅色砂巖;地表覆蓋層（浮土）不厚，大致在0～5m，75m～125m為含水層，NS、N45°E向電測深曲線。

3.2 地電阻率年變化與地下電性結構的關系

蒙城臺、嘉山臺NS向、EW向電測深曲線均呈KH型，且從表層到深部，電阻率值逐漸加大。根據蒙城臺分層結構規律，表明表層因素基本上都不會影響到地電阻率的年變化情況，這樣就會導致其年變化基本上都存在于50M以下的電性層，因此，針對蒙城臺的實際變化，主要屬于規則性的變化。而由于嘉山臺電阻率呈臺階狀向深部增加，則表明分層結構較為復雜，大致可推出嘉山臺地電阻率的年變化，其本身是會受到地表層的影響[3]，同時也會產生相應的出反年變和不規則屬性。合肥臺三個測向的電阻率值均較小，這是由其場地電性結構決定的，電性結構從上到下非常接近，且表層電阻和深層電阻基本一致，電流能夠供到一定的深度，在一般情況下就不易出現年變。

4 結論與建議

基于同一個省域、不同的臺站，地電阻率本身也會呈現出復雜多樣的年變化情況，就是有規則的周期，同時也包含了不規則的周期。所以，變化就是存在差異性的，同時也有著明顯的復雜性。

針對實際變化的差異性，直接關聯到觀測場地地下結構以及地表因素。

對于地震分析預報，低電阻率年變化有著重要意義。對于新建臺站，就需要考慮到電測探實驗的實施，基于地下電性結構分析，最終就可以找準數據變化的內部因素。

參考文獻

[1] 王燚坤，隆愛軍，張有林，等.安徽省地電阻率臺址電性結構特征參數的初步分析[J].地震地磁觀測與研究，2011，32（2）：25-25.

[2] 戴勇.地電阻率特征變化研究[C].內蒙古自治區自然科學學術年會.呼和浩特：內蒙古自治區科協，2012.

[3] 薛志明，胡連芝，李偉，等.蒙城地震臺地電阻率數字化與模擬觀測資料的對比分析[J].華北地震科學，2005（4）：31-35.