安徽地区地电阻率年变化差异性研究

尹天杰 赵桂宝 孙亮亮 曹勇

摘 要：文章以安徽省嘉山、蒙城、合肥地震台为例，依据三个台站的电阻率年变化的基本特征类型进行相应的归纳，探讨其差异性出现的主要原因。基于各种原因具体分析，发现年变化的差异主要是因为地下电性结构不同造成的，通过对这一种不同情况的合理分析，能够了解到规则年变场地的有效获取情况，以此满足对于地震预报数据处理的有效服务要求。

关键词：地电阻率;年变化;电测深;地应力

中图分类号：P315.32 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）07-103-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.050

地电阻率本身基于时间变化，从而对地球浅部介质点血性质进行合理观测，这样就可以满足对于地震的预报处理需求。其自身优点在于：第一，能够灵敏地响应介质应力和应变状态。第二，在实际观测之中，也不需要进行复杂的数据处理，就可以通过直观形态对异常情况加以了解。但是只有将正常年变化去除，才能够实现对于震前异常情况的分析。通过地电阻率年变化基本情况的准确识别，就能够提供预报的基础条件和前提条件。考虑到不同的地下结构以及地表影响因素之间的差异，在同一个省域就会呈现出不一样的变化特征。这种不一致往往就会导致年变出现不规则的情况，并且针对这一种数据，就很难进行数据方面的处理。所以，就需要考虑到对于具有规则年变地电阻率场地的建设。基于三个地电台站的分析，这样就可以针对地电阻率变化特征有一个清楚的分析，从而针对影响因素进行合理探讨。

1 地电台站概况

目前，安徽省有六个地电阻率观测台站，分布于蒙城、嘉山、合肥、肥东、安庆、黄山，如图1所示。

安徽省地电阻率观测台站的实际观测场地要求在平坦开阔的地区设置，地址构造相对稳定。以嘉山、蒙城、合肥而言，针对合肥台和蒙城台，主要是通过三个方向来布极，嘉山偏向于两个方向。各个供电极距以及测量极还存在一定的差异。因此，都是选择利用数字化地电仪进行观测，仪器本身可以满足正常运转的要求，并且产出的数据也是准确、可靠、连续的。

合肥台位于华北断块区的南缘，区域断裂构造相对发育，地电布极区主要是在合肥市西郊大蜀山森林公园内，这一个地段属于丘陵地区，实际的覆盖层相对较薄[1]。

蒙城台处于郯庐断裂带西侧，本身的台基包含了第四纪覆盖层以及震旦系沙岩，周边的实际地区覆盖面积为100m2～300m2左右，主要呈现为南北走向的低山。同时，这一地区的实际构造相对复杂，呈现出NW向的板桥集断层。

嘉山台位于淮阳台隆的张公岭台拱内，在本区域中会面临西侧郯庐断裂的影响，进而就会产生较为强雷的变形。针对新生代，其表现有一定的上升性，屬于离郯庐断裂带最近的台站之一。

2 安徽地区地电阻率年变化特征

针对本次研究的地电阻率年变化形态，主要呈现出规则、不规则、杂乱型这三种形态。只有通过具体的分析与探讨，才能够明确相应的变化特征。

2.1 规律周期型年变化

对于地电阻率的实际规则周期型变化而言，主要是在规则方面能够呈现出较强的规则性。一般来说，都是呈现出正弦波的变化曲线，每一年的实际地电阻率呈现出相当的变幅，并且波谷和波峰的出现月份是相互贴近的，没有呈现出线性或者是非线性的上升与下降趋势[2]。针对蒙城台的地电阻率变化，其本身是呈现出周期性的规则，整条曲线较似正弦波，每年的4、5月份出现波峰，7、8月份出现波谷，地电阻率年变幅度相当，如图2所示。

2.2 不规则周期型年变化

地电阻率本身呈现出不规则的周期变化，主要是年变化本身就是基于实际的曲线，然后呈现一定的波形变化，但波峰和波谷出现的时间并无一致性，并且存在较大的差异性。针对嘉山台NS和NE，都会将向地电阻率的实际变化情况分析与表达，但是规则性并不强，出现的波谷和波峰所处的月份是不相同的，并且年度的变幅也会存在较大差异，针对具体的规则变化。

2.3 杂乱型年变化

地电阻率杂乱型的变化在每一年的曲线之中，低电阻率变化情况各有不同，有的是包括斜线的直线型，有的则属于不规则的周期型，年度变幅也没有可比性。合肥台NE向2014年～2015年的年变化呈较平稳的直线，2016年呈现为斜线上升的形态，2014年～2016年NW向呈现正弦波状的形态但不显著。NS向则整体呈现下降趋势，属于典型的杂乱型年变化。

3 地电阻率年变化差异性探讨

文章基于电法勘探的实际理论来探讨：对于地表装置分析来说，介质内主要有两个水平界面存在，上界面属于上部分以及下面一部分的电阻率变化，不会影响到地电阻率测量;针对两个界面之间的相关区域，主要是基于探测范围和勘探面积的分析。考虑到存在不均匀的地下分层以及相应的物质差异性问题，这样就会导致实际的深度存在较大差异。针对实际的探测而言，范围上界面较深，这样就使得地表层不会对地电阻率产生太大影响，从而了解到其带来的影响不会太大。

3.1 各台电测深曲线对比

蒙城台测深曲线表明NS向为KH型、EW向为KH-A型、表层50M为低阻区、50-330M为中阻区，330M以下为高阻基岩。

基于嘉山台电测的资料进行分析，NS向及EW向主要呈现出KH（A）型。所以，在KH型曲线中就能够实现清晰的K型分布处理。不过H型之中还有另一层的存在，这样就会呈现出台阶状，然后不断朝着深部电阻率逐渐增加，同时还能够同大极距形成A型的曲线。

合肥台电测深曲线为HA型，尾支电阻率值均趋于20Ωm，说明此处地下基岩均在不很厚的第三系红色砂岩;地表覆盖层（浮土）不厚，大致在0～5m，75m～125m为含水层，NS、N45°E向电测深曲线。

3.2 地电阻率年变化与地下电性结构的关系

蒙城台、嘉山台NS向、EW向电测深曲线均呈KH型，且从表层到深部，电阻率值逐渐加大。根据蒙城台分层结构规律，表明表层因素基本上都不会影响到地电阻率的年变化情况，这样就会导致其年变化基本上都存在于50M以下的电性层，因此，针对蒙城台的实际变化，主要属于规则性的变化。而由于嘉山台电阻率呈台阶状向深部增加，则表明分层结构较为复杂，大致可推出嘉山台地电阻率的年变化，其本身是会受到地表层的影响[3]，同时也会产生相应的出反年变和不规则属性。合肥台三个测向的电阻率值均较小，这是由其场地电性结构决定的，电性结构从上到下非常接近，且表层电阻和深层电阻基本一致，电流能够供到一定的深度，在一般情况下就不易出现年变。

4 结论与建议

基于同一个省域、不同的台站，地电阻率本身也会呈现出复杂多样的年变化情况，就是有规则的周期，同时也包含了不规则的周期。所以，变化就是存在差异性的，同时也有着明显的复杂性。

针对实际变化的差异性，直接关联到观测场地地下结构以及地表因素。

对于地震分析预报，低电阻率年变化有着重要意义。对于新建台站，就需要考虑到电测探实验的实施，基于地下电性结构分析，最终就可以找准数据变化的内部因素。

参考文献

[1] 王燚坤，隆爱军，张有林，等.安徽省地电阻率台址电性结构特征参数的初步分析[J].地震地磁观测与研究，2011，32（2）：25-25.

[2] 戴勇.地电阻率特征变化研究[C].内蒙古自治区自然科学学术年会.呼和浩特：内蒙古自治区科协，2012.

[3] 薛志明，胡连芝，李伟，等.蒙城地震台地电阻率数字化与模拟观测资料的对比分析[J].华北地震科学，2005（4）：31-35.