合肥形變臺地電阻率異常與周邊地震活動性分析

于磊　劉澤民　戚浩　陳俊　孫軍　王哲

摘 要：合肥形變臺是安徽省內(nèi)離郯廬斷裂帶最近的臺站，所在區(qū)域為丘陵崗地微地貌，地理位置特殊。在2013年進行了地電阻率觀測手段的建設，4年的時間里，臺站地電阻率運行連續(xù)率高，穩(wěn)定性好，有很好的年變規(guī)律。觀測期間，在臺站周邊分別發(fā)生了霍山Ms4.3，肥東Ms3.2，阜陽Ms3.6，舒城Ms2.1，廬江Ms2.0等地震。通過歸一化處理、各向異性度分析等方法，發(fā)現(xiàn)震前存在短臨異常。

關(guān)鍵詞：地電阻率；異常；各向異性度；對應關(guān)系

中圖分類號：P315.722 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）09-0184-02

1 合肥形變臺地電阻率臺址情況

合肥形變臺所在區(qū)域為丘陵崗地微地貌，地理位置特殊。郯廬斷裂帶兩側(cè)的大別、蘇魯造山帶之間的變質(zhì)巖為張八嶺隆起。張八嶺群出露區(qū)處于肥東群變質(zhì)雜巖的上部層位，是張八嶺群出露區(qū)的主體，東西部之間為向西陡傾的控盆正斷層。在郯廬斷裂帶早白堊世左行平移中這一層位表現(xiàn)為局部的脆性斷裂活動，由此保存著華北、華南板塊碰撞造山過程中的構(gòu)造。因此這個地區(qū)是了解郯廬斷裂帶起源及兩大板塊碰撞過程的有利地區(qū)。歷史上1585年巢湖南Ms5級地震，1673年合肥南Ms5.0級地震的震中位置都離臺站不遠。

2 地電阻率場地建設和觀測情況

地電阻率電測深工作使用DUK-2型測量系統(tǒng)，采用對稱四極觀測裝置，運用十字測深剖面法。通過電測深結(jié)果，表明合肥形變臺測量場地符合DB/T18.1-2006的要求。合肥形變臺地電阻率觀測在建設初期就接入臺站避雷網(wǎng)。系統(tǒng)運行至今，經(jīng)過不斷的調(diào)試和維護，目前觀測數(shù)據(jù)連續(xù)穩(wěn)定。2013年-2017年的4年的時間里，合肥形變臺地電阻率運行連續(xù)率高，穩(wěn)定性好，有很好的年變規(guī)律。

合肥形變臺多年來地電阻率觀測系統(tǒng)工作正常，儀器、外線路等各項常規(guī)檢查結(jié)果均符合地電觀測規(guī)范（中國地震局監(jiān)測司，2001）要求，測區(qū)環(huán)境無大的變動，觀測資料受外界因素影響很小。地電阻率年年變幅度較小，符合地電觀測規(guī)范不超過3%的要求。2個測線的年變化形態(tài)大致呈現(xiàn)冬高夏低特征，一般3月開始逐漸下降，7-8月為低值，9-12月逐漸回升，于12月、次年1月達到最高值。究其原因，主要受降雨及溫度影響。

3 震前異常分析

3.1 歸一化變化速率

不同臺站地電阻測區(qū)的介質(zhì)不同，地電阻率測量對不同介質(zhì)的敏感程度不同，從而在測量時會產(chǎn)生一定的差異。由于常規(guī)處理方法存在人為甄別和確定地電阻率背景值、異常值的困難，不同學者對同一次異常確定的異常參數(shù)有差異。歸一化變化速率方法能夠避免人為判定上升或者下降等異常變化的困難，并克服了判斷的隨意性。同時能夠保留原有曲線的趨勢形態(tài)。其公式為：

Si=Ri*Ki/σn-1，（i=n，n+1，…，N）

如圖1，做歸一化速率與地震的對應關(guān)系曲線，在一次地震中，不同方向的異常形態(tài)和幅度不同，這就說明電阻率數(shù)據(jù)變化的變化受多因素的影響，比如震中方位、地質(zhì)構(gòu)造、應力加載方向等。

3.2 各向異性度分析

地震是應力集中、積累和釋放的過程。當應力在某一區(qū)域集中，地下介質(zhì)的電性結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化。隨著應力的不斷加強，地下介質(zhì)的電性結(jié)構(gòu)隨著改變，但這種改變有時候是單方向的，也可能是一方向強另一方向弱。在一般的數(shù)據(jù)分析中，可能只能分析某一方向電性結(jié)構(gòu)的變化，也可能某一方向異常幅度值較小，異常情況淹沒在大量數(shù)據(jù)中。幅值比NS/EW能夠突出這種變化，增大應力積累方向性改變的的顯示度，給地震預報提供了依據(jù)。

如圖2，做S值與地震的對應關(guān)系，通過對比，可以發(fā)現(xiàn)：

（1）2014年3月份開始，S值持續(xù)上升45天后發(fā)生霍山4.3級地震；（2）2014年6月份開始，S值較大波動50天后發(fā)生肥東3.2級地震；（3）2015年阜陽兩次地震，S值變化不明顯，可能是因為震級較少，并且離臺站較遠。（4）2016年舒城和廬江地震分別有35天和40天的異常變化。

把這些變化進行列表分析（表1），可得出異常數(shù)據(jù)的時間范圍和異常幅度。

4 結(jié)語

（1）合肥形變臺所在地質(zhì)條件特殊，地電阻率觀測4年以來，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，連續(xù)率高，年變值符合規(guī)范。（2）通過原始數(shù)據(jù)分析，運用歸一化速率，各向異性度等分析方法，發(fā)現(xiàn)合肥形變臺數(shù)據(jù)對觀測時期內(nèi)臺站周邊地震有較好的對應關(guān)系。各向異性度S值的異常顯示為上升或下降變化，一般在S值恢復正常后，發(fā)生地震。（3）在臺站周邊發(fā)生的幾次Ms3.0級左右地震中，發(fā)現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)在震前有了異常變化。這些異常為以后異常核實、前兆會商等提供了依據(jù)。

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