專利名稱：大地極化自然電場預(yù)測地震方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地震科學(xué)領(lǐng)域，尤其是一種大地極化自然電場預(yù)測地震方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的測震方法雖多，如地球磁場法、電場、重力場、地應(yīng)力、地傾斜、地下水位和 化學(xué)成份變化及各種動(dòng)植物異常反應(yīng)等方法。但均存在技術(shù)缺陷且處于沒有成熟的探索階 段，由于上述方法受到各種自然因素或人工干擾因素或未知因素的影響，以及其本身存在 靈敏度不夠高，可靠性低、多解性大、抗干擾能力弱等特點(diǎn)。所以無法勝任準(zhǔn)確率很高及社 會(huì)責(zé)任重大的測震任務(wù)，致使預(yù)報(bào)地震成為世界難題，導(dǎo)致上級(jí)政府不能像臺(tái)風(fēng)警報(bào)一樣 及時(shí)發(fā)布地震預(yù)報(bào)信息，造成不必要的人民生命財(cái)產(chǎn)和國家財(cái)產(chǎn)的重大損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有操作容易、準(zhǔn)確率高、解釋直觀、可靠性高的大地 極化自然電場預(yù)測地震方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下1、一種大地極化自然電場預(yù)測地震方法，其特征是采用直流電位差計(jì)、銅電極、導(dǎo) 線或光纜在不同方位和不同長度的麗點(diǎn)上觀測不同深度的大地極化自然電場，并研究其 從地震發(fā)育到發(fā)生的九個(gè)時(shí)期的變化規(guī)律，用之解釋和預(yù)測地震活動(dòng)和引發(fā)火山活動(dòng)、海 嘯活動(dòng)的探測方法，具體步驟是1)、麗測量電極，采用直徑Φ 35 Φ 50mm，長1. 2米至1. 5米的紫鋼棒，一端車成 尖狀，另一端用銅螺栓或氧焊接牢固測量電線，電極打入原土 1米深左右；2)、麗測量電極根據(jù)極距與探深要求布點(diǎn)，其系數(shù)為麗=1X3. 14，探深 h ^ MNXk 的關(guān)系，k π ^ 3. 14 ；3)、每一組麗測量電極測量點(diǎn)設(shè)置在中點(diǎn)連接一臺(tái)物探直流電位差計(jì)，如麗= Ikm為一組，麗=5km米為一組，麗=20km為一組，直至根據(jù)需要或地形條件、自然條件設(shè) 置完所須探測深度的觀測點(diǎn)，每組數(shù)據(jù)都同時(shí)同步分別標(biāo)在透明的和不透明的厘米紙上， 形成深度對(duì)比曲線圖，按深度從上而下將不同深度的曲線順序排列，通過已知震級(jí)的電位 差高低資料推斷未知的大小震級(jí)和震源深度，就可提前做出地震發(fā)育發(fā)生的九個(gè)時(shí)期的預(yù) 警預(yù)報(bào)；4)、當(dāng)某一組MN測量電極的電位差基數(shù)上升時(shí)，用平行和垂直十字布線法，在同 一深度分析曲線圖解釋電位差同時(shí)同步升高的異常反映。2、如技術(shù)方案1的大地極化自然電場預(yù)測地震方法，應(yīng)用于海嘯活動(dòng)的水上探測方法。3、如技術(shù)方案1的大地極化自然電場預(yù)測地震方法，應(yīng)用于引發(fā)火山活動(dòng)的陸上 探測方法。本發(fā)明具有操作簡單，準(zhǔn)確度高，解釋直觀，可提前預(yù)報(bào)發(fā)生三級(jí)以上天然地震或
3火山地震，海嘯地震的測震方法。


圖1為本發(fā)明的MN測量電極布點(diǎn)示意圖。圖2為本發(fā)明的某組MN測量電極地震發(fā)育曲線圖。圖3為本發(fā)明的某組麗測量電極180°方位同一深度的電位差異常曲線圖。圖4為本發(fā)明的某組麗測量電極90°方位同一深度的電位差異常曲線圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的最佳實(shí)施例是這樣的，參照?qǐng)D1至圖4所示，一種大地極化自然電場預(yù) 測地震方法，其特征是采用直流電位差計(jì)、銅電極、導(dǎo)線或光纜在不同方位和不同長度的 MN測量電極點(diǎn)上觀測不同深度的大地極化自然電場，并研究其從地震發(fā)育到發(fā)生的九個(gè)時(shí) 期的變化規(guī)律，用之解釋和預(yù)測地震活動(dòng)和引發(fā)火山活動(dòng)、海嘯活動(dòng)的探測方法，具體步驟 是1)、麗測量電極，采用直徑Φ 35 Φ 50mm，長1. 2米至1. 5米的紫鋼棒，一端車成 尖狀，另一端用銅螺栓或氧焊接牢固測量電線，電極打入原土 1米深左右，如在水上探測， 也要放置水面下1米深左右；2)、麗測量電極根據(jù)極距與探深要求布點(diǎn)，其系數(shù)為麗=1X3. 14，探深 h ^ MNXk 的關(guān)系，k π ^ 3. 14 ；3)、每一組麗測量電極測量點(diǎn)設(shè)置在中點(diǎn)連接一臺(tái)物探直流電位差計(jì)，如麗= Ikm為一組，麗=5km米為一組，麗=20km為一組，直至根據(jù)需要或地形條件、自然條件設(shè) 置完所須探測深度的觀測點(diǎn)，每組數(shù)據(jù)都同時(shí)同步分別標(biāo)在透明的和不透明的厘米紙上， 形成深度對(duì)比曲線圖，按深度從上而下將不同深度的曲線順序排列，通過已知震級(jí)的電位 差高低資料推斷未知的大小震級(jí)和震源深度，就可提前做出地震發(fā)育發(fā)生的九個(gè)時(shí)期的預(yù) 警預(yù)報(bào)；4)、當(dāng)某一組麗測量電極的電位差基數(shù)上升時(shí)，用平行和垂直十字布線法，在同 一深度分析曲線圖解釋電位差同時(shí)同步升高的異常反映。以下是具體實(shí)施例中參照附圖進(jìn)一步的論述如圖1所示，麗測量電極的加工，采用直徑Φ35 Φ50πιπι，長1. 2米至1. 5米的 紫鋼棒，一頭車成尖狀以便錘入原土，一頭穿孔用銅鑼栓加氧焊接牢測量電線。為了防止 日后產(chǎn)生銅綠影響接地電阻，可采取鍍金鍍銀或不銹鋼包皮的措施。電極必須要打入原土 一米以上，而且要求必須鏟除原土上層的表土雜質(zhì)和碎石等，保持原土干凈、無電極松動(dòng)現(xiàn) 象，否則會(huì)產(chǎn)生電位差虛高或不穩(wěn)定現(xiàn)象，造成觀測資料不準(zhǔn)確不可靠。麗測量電極的極距與探深關(guān)系通過多年來的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)麗測量電極的極距 越小探測深度越小，MN極距越大探測越大的規(guī)律。經(jīng)總結(jié)得出系數(shù)基本上為MN= 1X3. 14。 即探深h MNXk的關(guān)系，k π 3. 14。震源的探測設(shè)計(jì)原則和探測設(shè)計(jì)由于地震震源是一個(gè)未知深度和未知方位的探 測體，我們只知道震源越深，地震烈度越小，破壞性也相對(duì)越小；地震震源越淺，地震烈度越 大，破壞性也相對(duì)越大的關(guān)系。以及震源在人口稀少地區(qū)工業(yè)欠發(fā)達(dá)地區(qū)破壞性較小，但震源在人口密集工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)破壞性相對(duì)較大的關(guān)系。因此，我們從實(shí)用角度來說，應(yīng)側(cè)重探 測淺部幾公里至中部幾十公里深度的震源；探測幾百公里上千公里以上的震源主要是以科 研性或輔助性為主，因?yàn)樘缴钤酱?，MN測量電極的極距也越大，受干擾因素也越多抗干擾技 術(shù)要求相對(duì)越高，難度和工作量也相對(duì)加大。因此實(shí)用型布網(wǎng)多以中淺震源為主，少量為深 層震源為輔，當(dāng)某網(wǎng)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)某深度有地震異常時(shí)，那時(shí)才加密網(wǎng)點(diǎn)或加大探深，這樣較合理 較經(jīng)濟(jì)。探深與麗測量電極的極距設(shè)計(jì)舉例麗測量極距的設(shè)計(jì)方案可以有多種多樣。 但設(shè)計(jì)探深必須以幾公里淺深至幾十公里中深為原則。根據(jù)麗X3. 14探深換算，當(dāng)麗= 1000米時(shí)(即1/2MN= 500米)，探深可達(dá)3140米左右，即3公里深度左右；當(dāng)麗=10000 米時(shí)(即1/2MN = 5000米)，探深可達(dá)31400米左右，即30公里深度左右，按比例類推，我 們就可根據(jù)需要設(shè)計(jì)出不同的探深和麗極距。由于麗測量極距越大，通過的線路越長，受 到各種干擾因素如氣象、人工電場等因素就越多，所以得到的資料可靠性可能會(huì)降低，故在 自然條件相對(duì)好的情況下可適當(dāng)布置一些探深幾百公里至上千公里或數(shù)千里以上的用于 研究地?；虻睾说柠悩O距，通常麗測量電極距從1公里到30公里長度時(shí)即可探深3公里 到100公里以內(nèi)巖石圈的變化，已經(jīng)達(dá)到我們防震救災(zāi)的目的層。另外，在設(shè)計(jì)MN測量極的極距時(shí)，淺部、中部的測量點(diǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)密一些，深部和超深 部測量點(diǎn)設(shè)置應(yīng)疏一些，既便于工作也減少工作量。如地層下部有斷裂帶、破碎帶，最好是 平行布置加垂直布置方式以便于分析對(duì)比不同深度的變化情況。MN測量電極的測量點(diǎn)觀測方法和地震發(fā)育圖的解釋每一組麗測量電極的測量點(diǎn)配備一臺(tái)mv直流電位差計(jì)，每個(gè)臺(tái)站最好再備用儀 器數(shù)部以備應(yīng)急使用。一般用物探UJ-18型的直流電位差計(jì)即可(在沒有更新型儀器出現(xiàn) 之前可用)，應(yīng)實(shí)行長期觀測，不宜中斷。如麗=Ikm為一組，MN3 = 5km米為一組，MN5 = 20km為一組，直至根據(jù)需要或地形條件、自然條件設(shè)置完所須探測深度的觀測點(diǎn)即可。每組 都同時(shí)同步分別標(biāo)在透明的和不透明的厘米紙上，形成深度對(duì)比曲線圖，按深度從上而下 將不同深度的曲線順序排列。這樣，從曲線上可以直觀地看到各種不同深度的地震發(fā)育過程，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一深層 在危險(xiǎn)基數(shù)異常升高特別快時(shí)，在排除氣候或干擾后這意味著該層地震發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)迅速加 大，此時(shí)應(yīng)將記錄時(shí)間加密為每分鐘或十分鐘一次，應(yīng)連續(xù)不間斷觀測平行方向和垂直方 向的變化。如圖2所示，本發(fā)明采用一種新型的大地極化自然電場的探測技術(shù)和理論，認(rèn)為 地震活動(dòng)從發(fā)育到發(fā)生到再發(fā)育有九個(gè)時(shí)期過程，即平靜期一發(fā)育期一警告期一危險(xiǎn)期 —前震期一主震期一余震期一再平靜期一再發(fā)育期的九個(gè)循環(huán)過程期。地震成因是地殼巖層受擠壓超過極限時(shí)發(fā)生的一種自然現(xiàn)象，地殼巖石受到擠壓 后密度、熱量、磁場、電場、電壓等也同時(shí)產(chǎn)生新的物理化學(xué)變化，其中靈敏度最高的極化自 然電場會(huì)隨之發(fā)生變化，實(shí)質(zhì)上，電場變化過程與地震發(fā)育的九個(gè)過程是同步的一致的。只 是表現(xiàn)形式不同而已，一個(gè)是表現(xiàn)在地殼巖石受到擠壓破壞的物理變形上，一個(gè)是表現(xiàn)在 地殼巖石受到擠壓破壞導(dǎo)致自然電場變化上。即在巖石受到擠壓破壞過程中極化自然電 場會(huì)隨之發(fā)生強(qiáng)弱變化甚至極性變化，當(dāng)巖石不斷被擠壓，會(huì)從平靜期進(jìn)入發(fā)育期進(jìn)入警 告期再進(jìn)入危險(xiǎn)期到達(dá)前震期，自然電位差也會(huì)從發(fā)育期的低基數(shù)升高到警告期危險(xiǎn)期和前震期的高異常值基數(shù)，前震期小震還會(huì)發(fā)生正負(fù)極性突變現(xiàn)象或鋸齒狀現(xiàn)象，當(dāng)異常到 達(dá)主震期的更高值后，在主震突發(fā)時(shí)電位差會(huì)從最高值降到的最低值甚至負(fù)極最低點(diǎn)(如 遇到構(gòu)造板塊錯(cuò)位時(shí)即一構(gòu)造板塊插到另一構(gòu)造板塊之上或之下時(shí)還會(huì)造成永久極性相 反)。前震期曲線鋸齒狀突變實(shí)質(zhì)上是地殼巖石受到小極限擠壓時(shí)的被破壞現(xiàn)象和反彈現(xiàn) 象，如果這種曲線反復(fù)起伏升降過程持續(xù)并呈上升趨勢，也往往是反映在小震的同時(shí)還有 主震或更大地震在后的前兆，主震期是自然電位差基數(shù)最高異常值時(shí)鋸齒狀突變或正負(fù)極 性突變現(xiàn)象。包括造成永久性極性相反現(xiàn)象，其后的余震期是大震后的反彈現(xiàn)象，其極化電 位差也與前震期一樣有個(gè)反復(fù)階段。只有當(dāng)極化電位差基數(shù)相當(dāng)長時(shí)間平穩(wěn)才算進(jìn)入再平 靜期，由于地殼運(yùn)動(dòng)和時(shí)間推移，或許若干年后會(huì)再次進(jìn)入發(fā)育期，即重新進(jìn)入下一回地震 期，由于地震的九個(gè)過程產(chǎn)生的自然電位差的起伏變化過程是同步的，我們正是利用這種 關(guān)聯(lián)現(xiàn)象和機(jī)理來觀測了解地震的發(fā)育發(fā)生全過程，并從中提前預(yù)測到地震的發(fā)生，解決 抗震救災(zāi)預(yù)警和避免重大工程項(xiàng)目選在危險(xiǎn)期地段上造成重大損失。大地極化自然電場探測地震的機(jī)理和應(yīng)用本方法主要是針對(duì)天然地震和火山 爆發(fā)地震、海底地震等非人工地震探測，由于上述地震的成因復(fù)雜，尤其是淺源性地震對(duì)人 類危害最大，因而是我們的主要研究和預(yù)防對(duì)象。本質(zhì)上這類地震都是由于地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng) 或地幔運(yùn)動(dòng)而發(fā)生的一種地球物理現(xiàn)象，它從發(fā)育到發(fā)生有其自然規(guī)律和上述九個(gè)變化周 期。也可以說是地殼運(yùn)動(dòng)或地幔運(yùn)動(dòng)過程中從量變到質(zhì)變的過程或能量從積聚到釋放到再 重新取得緩解平衡的周期性過程。其發(fā)生過程和發(fā)展規(guī)律就客觀地改變了大地極化自然電 場的變化，因而觀測大地極化自然電場變化規(guī)律和異常為我們提供了預(yù)測預(yù)報(bào)地震的有利 條件。地球本身就是一個(gè)磁場體和電場體，地殼中到處存在著天然電場和天然磁場，泥 土、巖石、地幔、礦體、水體都是電場的介質(zhì)，我們從這些介質(zhì)中都能直接探測到電場的變化 和存在。壓力和地殼運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生地?zé)岚ǖ匦牡蒯０l(fā)熱是主要原因，而發(fā)熱的良導(dǎo)體(包 括水)比發(fā)熱的非良導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生更高的正向電位差。因地殼深處是什么介質(zhì)目前人類還不 很清楚，即使清楚也不能確切某一位置下面就是什么介質(zhì)。但有一點(diǎn)是人類清楚的，就是介 質(zhì)含水。水在地層深處無處不在，包括巖熔都含有一定比例的水份。所以我們?yōu)榱俗C實(shí)地 熱變化與大地自然電場變化是關(guān)聯(lián)的，即通過觀測大地自然電場的變化可知道深層地溫的 變化，而直接觀測深層地溫變化是不現(xiàn)實(shí)的，所以我們特地用地下水(裂隙水)和蒸餾水分 別加熱做電場變化實(shí)驗(yàn)。將地下水和蒸餾水加熱到一定的溫度，然后讓其自然降溫來觀測電場變化情況 每10°C紀(jì)錄一次，下面是二組水樣的試驗(yàn)結(jié)果第一組裂隙水第二組蒸餾水
70 0C -9mv 60 °C -5mv 50 °C —20mv 40 °C — 14mv 30 °C —22mv60 °C -84mv50 °C -62mv40 °C -43mv30 °C -33mv25 °C -35mv由此看出，在相同的熱交換或熱輻射條件下，良導(dǎo)體的水會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的正向自然電場。并且良導(dǎo)體的水比非良導(dǎo)體的水產(chǎn)生的電場強(qiáng)得多即電位差高得多，而非良導(dǎo)體的 水，只在高溫狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)度較弱的正向電場，較低溫度時(shí)都是產(chǎn)生負(fù)向電位差。由于地殼的運(yùn)動(dòng)，不管是板塊漂移或地幔熔巖活動(dòng)都主要受到地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的 影響，其變化有相當(dāng)快的也有相當(dāng)緩慢的也有反復(fù)變化的，所以它運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生擠壓就會(huì)產(chǎn) 生熱量，產(chǎn)生熱量就會(huì)產(chǎn)生正向自然電場即電位差。這是一種因果關(guān)系。雖然自然電場成 因比較復(fù)雜有不同頻率的高低變化和反復(fù)變化，但我們預(yù)測地震選擇容易觀察和較穩(wěn)定的 直流或甚直流電場就能達(dá)到目的。選擇頻率從零點(diǎn)幾赫到幾赫的直流電場，它基數(shù)相對(duì)穩(wěn) 定所以可靠性高。探測這種直流電場不宜使用不極化電極，如使用不極化電極的話就會(huì)過 濾掉很多有用的電場信息，可能變成得不償失或失真。相反，通過觀測大地極化自然電場中 的直流電場可更接近實(shí)際地間接觀測地震發(fā)育過程和發(fā)生前后的電磁物理變化過程，可間 接預(yù)測和觀察地震發(fā)生的全過程變化規(guī)律，就像醫(yī)生觀察心電圖腦電圖就能感知心臟或大 腦有無異常一樣。如果用地震發(fā)育發(fā)生前后的九個(gè)變化期曲線對(duì)應(yīng)同期同步的極化自然電場變化 曲線，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它與極化自然電場的電位差升降變化或極性變化是相互吻合的因果關(guān)系， 例如當(dāng)平靜期時(shí)極化自然電位差基數(shù)也是平穩(wěn)的，當(dāng)發(fā)育期時(shí)極化自然電位差基數(shù)是緩 慢升高的，當(dāng)警告期和危險(xiǎn)期時(shí)，電位差基數(shù)已升高較快幅度也相對(duì)較大，甚至開始出現(xiàn)小 幅度的鋸齒狀變化。當(dāng)前震期的時(shí)候已發(fā)生小震，極化自然電位差會(huì)呈較大鋸齒狀的上升 型曲線，當(dāng)電位差達(dá)到主震期的最高點(diǎn)時(shí)就是主震要發(fā)生的臨界點(diǎn)；當(dāng)電位差曲線在主震 期最高點(diǎn)急劇下跌到最低時(shí)或?qū)ΨQ的負(fù)極時(shí)就是地震發(fā)生時(shí)的電位變化，即電位差從最高 點(diǎn)到最低點(diǎn)的鋸齒狀過程就是一次地震活動(dòng)的時(shí)間過程。如電位差再次上升到更高點(diǎn)又跌 落到更低點(diǎn)時(shí)，說明這次震級(jí)比上次預(yù)計(jì)的主震還大，如電位差只是再次上升只到次高點(diǎn) 又跌落到次低點(diǎn)時(shí)，說明這次震級(jí)比上次主震小些。具有電位差越高地震烈度越大的同步 性。我們正是通過已知的電位差高低差資料推斷未知的震級(jí)的大小就可提前作出預(yù)警預(yù) 報(bào)。所以我們要多到地震多發(fā)區(qū)采集自然電場資料和震級(jí)資料做參考，對(duì)震級(jí)預(yù)報(bào)預(yù)警就 更為有利。如發(fā)現(xiàn)電位差在某一深層發(fā)生正負(fù)極長久換位時(shí)說明一個(gè)大板塊插到另一大板 塊下面導(dǎo)致電場極性換位的結(jié)果。如電位差在主震期和余震期正負(fù)極始終不變只是反復(fù)急 劇升降或只是暫時(shí)極性相反時(shí)，說明巖層只是受到擠碎性破壞成為一般破碎帶(斷層帶)。 當(dāng)極化自然電場電位差曲線又開始平緩恢復(fù)到平靜期的基數(shù)水平說明已經(jīng)進(jìn)入再平靜期 階段，屆時(shí)地震活動(dòng)趨于平息，這是巖層壓力釋放后進(jìn)入新穩(wěn)定期的表現(xiàn)。如電位差基數(shù) 曲線又再次長時(shí)期緩慢升高時(shí)，這是地震又進(jìn)入下一輪再發(fā)育期。這種極化自然電場電位 差變化過程與地震發(fā)育發(fā)生和再發(fā)育發(fā)生的過程是同步的是因果的，基本上同步到不差分 秒。實(shí)質(zhì)上是地震活動(dòng)中地殼或板塊受到擠壓后才影響了大地極化自然電位差的變化，雖 然一個(gè)地震周期可能是幾十年或幾百年或幾千年，但不管周期長短，我們都可利用這種同 步異常關(guān)系來判斷我們現(xiàn)在處于那類活動(dòng)期達(dá)到我們觀測地震和預(yù)報(bào)地震的目的。如圖3、圖4所示，當(dāng)某一組MN測量電極的電位差基數(shù)上升時(shí)，用平行180°和垂 直90°十字布線法，在同一深度分析曲線圖解釋電位差同時(shí)同步升高的異常反映。大地極 化自然電場預(yù)測預(yù)報(bào)地震必須要長期觀測記錄不同深度的地殼運(yùn)動(dòng)和地幔運(yùn)動(dòng)變化過程 中產(chǎn)生的自然電場變化活動(dòng)。如利用地殼或地幔運(yùn)動(dòng)過程中與自然電場的同步變化規(guī)律， 當(dāng)觀測到某一層深度有基值升高異常時(shí)，就要重點(diǎn)跟蹤觀測，重點(diǎn)是深度在5 50公里深
7度的地震發(fā)育層(尤其是5 30公里發(fā)育層)，并要對(duì)比其它深度的地層有無異?，F(xiàn)象，所 以，研究大地極化自然電場的變化規(guī)律更直觀更同步更準(zhǔn)確，在辨別干擾因素或減少多解 性或減少異常假像方面相對(duì)更為有利，可以為地震預(yù)報(bào)提供更理想更直接更準(zhǔn)確的可靠平臺(tái)。這樣，從曲線上可以直觀地看到各種不同深度的地震發(fā)育過程，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一深層 在危險(xiǎn)基數(shù)異常升高特別快時(shí)，在排除氣候或干擾后這意味著該層地震發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)迅速加 大，此時(shí)應(yīng)將記錄時(shí)間加密為每分鐘或十分鐘一次，應(yīng)連續(xù)不間斷觀測平行方向和垂直方 向的變化。十字布線加上MN測量電極的觀測多點(diǎn)設(shè)置的好處是能夠同時(shí)觀測不同深度不同 方向的地震發(fā)育差異，同時(shí)可排除局部MN極距受到干擾后異常升高的假異常，對(duì)于因自然 或人工干擾造成電位差迅速升高的現(xiàn)象都屬假異常，真正的地震異常，在平行和垂直十字 布線的同一深度必須有電位差同時(shí)同步升高的異常反映。見圖2中，極化自然電位差必須 有某一層深度的警告期基數(shù)緩慢升高到危險(xiǎn)期的情況下再快猛升高到前震期的過程。一切 從平靜期基數(shù)跨過發(fā)育期警告期突然升高的到危險(xiǎn)期或前震期的異常都不是自然地震異 常。只能解釋為烏云雷雨的天氣之類的干擾異?；蛉斯ぴ斐傻牡卣甬惓；蛏奖赖叵菰斐傻?或大隕石撞擊造成的地震異常。另外，當(dāng)深部某一層產(chǎn)生地震異常時(shí)，相對(duì)比它淺層的電位 差也會(huì)跟隨小幅升高。這是受到電場輻射影響的緣故，而比它深度大的電位差一般則不受 異常影響，電位差基數(shù)基本不變。這對(duì)我們區(qū)別掌握自然地震資料的可靠性判斷震源深度 是非常有利的。調(diào)整觀測震源的方法探測震源的位置意義非常重大，如某個(gè)MN測量電極捕捉到 震源的極化自然電場較快升高的信息后，震源以上的地層麗測量電極觀測點(diǎn)可能會(huì)產(chǎn)生 不同程度的電位差升高現(xiàn)象。但震源以下的地層麗測量電極電位差則不會(huì)升高或升高不 大。我們正好利用這種現(xiàn)象分界震源的深淺，這對(duì)防震工作具有積極的意義，太深震源的地 震對(duì)地表影響相對(duì)極小，較淺的震源對(duì)地表影響相對(duì)較大。既可用來提前防范有害地震又 能區(qū)分真假異常，當(dāng)發(fā)現(xiàn)真異常以后，可十字布線或用加密極距或剖面探測法來尋找更準(zhǔn) 確的震源位置。MN測量電極的防干擾處理MN測量電極的防干擾處理非常重要，直接關(guān)系到測量 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精確度和真?zhèn)味?，關(guān)系到地震預(yù)報(bào)的可靠性甚至成敗問題。自然界的雨、烏云、雷電等惡劣天氣是最大的干擾源(雪天因南方?jīng)]有經(jīng)歷尚不 明確)比人工的高壓線、低壓線、接地線、地下電纜、無線電、通信線路等還厲害得多。由于 麗測量電極的兩極的漫長電線會(huì)被感應(yīng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，當(dāng)嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生燒 毀儀器影響地震數(shù)據(jù)的連續(xù)觀測效果，造成真假異常難辨，最擔(dān)心的最難處理的是這類天 氣現(xiàn)象，因天氣有時(shí)與地震有同步的可能性，所以，除及時(shí)與氣象部門加強(qiáng)聯(lián)系外，平時(shí)積 累各個(gè)地震時(shí)期的基數(shù)資料是非常關(guān)鍵和重要的。由于基數(shù)值是數(shù)年數(shù)月以上的積累升高 過程，與一時(shí)一日的基數(shù)升高是有明顯區(qū)別的。當(dāng)有這類天氣現(xiàn)象時(shí)，往往可排除與地震同 步的可能性，只有在基數(shù)到達(dá)危險(xiǎn)期4或前震期5之后遇上這種天氣異常加上十字測深時(shí) 同一深層電位差同步異常時(shí)才考慮地震的可能性。麗測量電極的防干擾措施主要是①麗測量電極位置不能設(shè)置在高壓線、低壓 線、變壓器、電視臺(tái)、無線電臺(tái)、雷達(dá)、供電站等有干擾環(huán)境附近；②電極位置附近不要使用
8電器或微波爐等有輻射電場的電器；③不宜使用有放射性物質(zhì)的器材或材料；④電極不能 打在腐殖土、松土、煤渣、煤炭、沙土、石頭等地方；⑤一定要清除好上層的浮土，把電極打在 原土里，深度在1米至1. 5米之間，但MN測量電極深度要統(tǒng)一；電極最好設(shè)置在豎井或保護(hù) 罩中，以獲得保護(hù)和方便維護(hù)管理。 MN測量電極導(dǎo)線的防干擾處理要求①M(fèi)N測量電極接地電阻越小越好，得到的觀 測數(shù)據(jù)會(huì)相對(duì)準(zhǔn)確可靠，但導(dǎo)線長度較長，中間難免遇到天氣變化干擾和其它人工干擾，所 以導(dǎo)線要求是全銅的或銀的帶屏蔽功能導(dǎo)線，并且套上二層塑料管，深埋地下1.5米以上， 盡量避免受到自然氣候雷電和人工電場等干擾；②導(dǎo)線也可采用光纜和光電轉(zhuǎn)換等通信技 術(shù)，這樣可以較少地受到沿途的天氣干擾和人工電磁波干擾；③為了增加觀測點(diǎn)資料的可 靠性，采取銅導(dǎo)線和光纜兩聯(lián)觀測對(duì)比，加上天氣預(yù)告和現(xiàn)場氣象觀察報(bào)告，使資料數(shù)據(jù)的 可靠性成倍提高；④觀測站設(shè)在麗測量電極的中點(diǎn)，可方便不同方向和多組麗測量電極點(diǎn) 測量，有利尋找震源位置，也方便查線查干擾等管理工作。
權(quán)利要求
一種大地極化自然電場預(yù)測地震方法，其特征在于，是采用直流電位差計(jì)、銅電極、導(dǎo)線或光纜在不同方位和不同長度的MN點(diǎn)上觀測不同深度的大地極化自然電場，并研究其從地震發(fā)育到發(fā)生的九個(gè)時(shí)期的變化規(guī)律，用之解釋和預(yù)測地震活動(dòng)和引發(fā)火山活動(dòng)、海嘯活動(dòng)的探測方法，具體步驟是1)、MN測量電極，采用直徑Φ35～Φ50mm，長1.2米至1.5米的紫鋼棒，一端車成尖狀，另一端用銅螺栓或氧焊接牢固測量電線，電極打入原土1米深左右；2)、MN測量電極根據(jù)極距與探深要求布點(diǎn)，其系數(shù)為MN＝1×3.14，探深h≈MN×k的關(guān)系，k≈π≈3.14；3)、每一組MN測量電極測量點(diǎn)設(shè)置在中點(diǎn)連接一臺(tái)物探直流電位差計(jì)，如MN＝1km為一組，MN＝5km米為一組，MN＝20km為一組，直至根據(jù)需要或地形條件、自然條件設(shè)置完所須探測深度的觀測點(diǎn)，每組數(shù)據(jù)都同時(shí)同步分別標(biāo)在透明的和不透明的厘米紙上，形成深度對(duì)比曲線圖，按深度從上而下將不同深度的曲線順序排列，通過已知震級(jí)的電位差高低資料推斷未知的大小震級(jí)和震源深度，就可提前做出地震發(fā)育發(fā)生的九個(gè)時(shí)期的預(yù)警預(yù)報(bào)；4)、當(dāng)某一組MN測量電極的電位差基數(shù)上升時(shí)，用平行和垂直十字布線法，在同一深度分析曲線圖解釋電位差同時(shí)同步升高的異常反映。
2.如權(quán)利要求1的大地極化自然電場預(yù)測地震方法，應(yīng)用于海嘯活動(dòng)的水上探測方法。
3.如權(quán)利要求1的大地極化自然電場預(yù)測地震方法，應(yīng)用于引發(fā)火山活動(dòng)的陸上探測方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大地極化自然電場預(yù)測地震方法，其特征在于，是采用直流電位差計(jì)、銅電極、導(dǎo)線或光纜在不同方位和不同長度的MN測量電極點(diǎn)上觀測不同深度的大地極化自然電場變化，研究其從地震發(fā)育到發(fā)生的九個(gè)時(shí)期的變化規(guī)律，并可尋找震源地點(diǎn)及震源深度，利用地殼構(gòu)造板塊擠壓過程中產(chǎn)生大地極化自然電場電位差持續(xù)升高的特征，包括局部樓梯狀升級(jí)變化或板塊結(jié)構(gòu)錯(cuò)位造成的極性變換的自然電場規(guī)律來解釋地震的發(fā)育發(fā)生全過程，可提前一至七天預(yù)報(bào)地震及火山爆發(fā)、海嘯爆發(fā)等天然地震的新理論新方法。具有操作容易，解釋直觀，準(zhǔn)確率高，可靠性高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01V3/08GK101915942SQ201010252880
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者楊世松 申請(qǐng)人:楊世松