3375 期 / 第4版:科学生活
地电阻率在地震前兆监测中的应用

■ 廖晓峰  王玮铭  任越霞

地电阻率,通常指的是电流垂直通过单位体积的岩石或矿石时所受阻力的大小。但因为地球地下介质是不均匀且分层的,所以电阻率分布也不均匀。如果此时采用测量地电阻率的方式来对地下介质进行测量,测量的电阻率即为视电阻率,是地下电性不均匀的一种综合反映。

上世纪50~80年代,日本、苏联、美国等先后将地电阻率方法用于地震的监测和预测研究中,通过观测地电阻率(这里也称视电阻率)测值随时间的变化曲线,发现多次中强地震(5级地震及以上)前有显著的地电阻率下降变化。

我国应用地电阻率方法进行观测的时间是从1967年开始的,测量电极埋藏在地表(距地面3米以内),也称浅表地电阻率观测方法。由于台站所属区域城市化进程加快,地电阻率电极附近、观测场地内外的地表杂散电流、基建、地表金属管线等干扰因素显著增多,给地电阻率观测、数据质量和异常信度造成了严重干扰。于是近年来,地震系统又集中进行了井下地电阻率的建设和观测(距地表50m以上),实践表明井下地电阻率能够明显弱化地表杂散电流的影响,有效减小地电阻率年变化幅度和解决地表环境干扰日趋严重的问题。

通过地表和井下地电阻率的观测,一些中强地震前会较为明显显示出异常变化形态,这种异常变化形态包括,地电阻率数值在地震发生前一段时间内出现的下降或上升的异常形态。例如唐山7.8级、松潘-平武7.2级、张北6.2级、汶川8.0级、芦山7.0级、泸定6.8级地震前均有部分台站出现了异常。另外,从有关学者对中国7.0级以上地震前地电阻率变化的异常特征总结来看,地电阻率异常出现时间距地震发震约在2~22个月不等,不同地震前异常台站数量不一,异常台站的震中距从5~420km不等。此外,还是存在如玛多7.4级地震前,震中距较近的台站无明显地电阻率异常变化等情况。从地震预测的角度看,地电阻率方法及震例还不能完全对未来发生中强地震的三要素(时间、地点、震级)做出精准的分析意见。

综上,地电阻率方法虽然作为地震监测的一个主要手段,但仍需要与地震学、电磁学、大地测量学、地球化学等多学科、多手段相结合,以提高地震预测的准确性,减轻自然灾害给人类带来的损害。(作者单位:四川省地震局)