專利名稱：大地極化自然電場(chǎng)預(yù)測(cè)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(chǎng)預(yù)測(cè)地震方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的測(cè)震方法雖多，如地球磁場(chǎng)法、電場(chǎng)、重力場(chǎng)、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(cè)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(guó)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(chǎng)預(yù)測(cè)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(chǎng)預(yù)測(cè)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(zhǎng)度的麗點(diǎn)上觀測(cè)不同深度的大地極化自然電場(chǎng)，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(cè)地震活動(dòng)和引發(fā)火山活動(dòng)、海 嘯活動(dòng)的探測(cè)方法，具體步驟是1)、麗測(cè)量電極，采用直徑Φ 35 Φ 50mm，長(zhǎng)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(cè)量電線，電極打入原土 1米深左右；2)、麗測(cè)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(cè)量電極測(cè)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(cè)深度的觀測(cè)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(cè)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(chǎng)預(yù)測(cè)地震方法，應(yīng)用于海嘯活動(dòng)的水上探測(cè)方法。3、如技術(shù)方案1的大地極化自然電場(chǎng)預(yù)測(cè)地震方法，應(yīng)用于引發(fā)火山活動(dòng)的陸上 探測(cè)方法。本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)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(cè)震方法。


圖1為本發(fā)明的MN測(cè)量電極布點(diǎn)示意圖。圖2為本發(fā)明的某組MN測(cè)量電極地震發(fā)育曲線圖。圖3為本發(fā)明的某組麗測(cè)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(cè)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(chǎng)預(yù) 測(cè)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(zhǎng)度的 MN測(cè)量電極點(diǎn)上觀測(cè)不同深度的大地極化自然電場(chǎng)，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(cè)地震活動(dòng)和引發(fā)火山活動(dòng)、海嘯活動(dòng)的探測(cè)方法，具體步驟 是1)、麗測(cè)量電極，采用直徑Φ 35 Φ 50mm，長(zhǎng)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(cè)量電線，電極打入原土 1米深左右，如在水上探測(cè)， 也要放置水面下1米深左右；2)、麗測(cè)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(cè)量電極測(cè)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(cè)深度的觀測(cè)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(cè)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(cè)量電極的加工，采用直徑Φ35 Φ50πιπι，長(zhǎng)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(cè)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(cè)資料不準(zhǔn)確不可靠。麗測(cè)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(cè)量電極的極距 越小探測(cè)深度越小，MN極距越大探測(cè)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(cè)設(shè)計(jì)原則和探測(cè)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(cè)體，我們只知道震源越深，地震烈度越小，破壞性也相對(duì)越??；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(cè)淺部幾公里至中部幾十公里深度的震源；探測(cè)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)樘缴钤酱螅琈N測(cè)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(cè)量電極的極距設(shè)計(jì)舉例麗測(cè)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(cè)量極距越大，通過的線路越長(zhǎng)，受 到各種干擾因素如氣象、人工電場(chǎng)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(cè)量電極距從1公里到30公里長(zhǎng)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(cè)量極的極距時(shí)，淺部、中部的測(cè)量點(diǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)密一些，深部和超深 部測(cè)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(cè)量電極的測(cè)量點(diǎn)觀測(cè)方法和地震發(fā)育圖的解釋每一組麗測(cè)量電極的測(cè)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(zhǎng)期觀測(cè)，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(cè)深度的觀測(cè)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(cè)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(chǎng)的探測(cè)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(chǎng)、電場(chǎng)、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(chǎng)會(huì)隨之發(fā)生變化，實(shí)質(zhì)上，電場(chǎng)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(chǎng)變化上。即在巖石受到擠壓破壞過程中極化自然電 場(chǎng)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(shì)，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(zhǎng)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(cè)了解地震的發(fā)育發(fā)生全過程，并從中提前預(yù)測(cè)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(chǎng)探測(cè)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(cè)，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(chǎng)的變化，因而觀測(cè)大地極化自然電場(chǎng)變化規(guī)律和異常為我們提供了預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)地震的有利 條件。地球本身就是一個(gè)磁場(chǎng)體和電場(chǎng)體，地殼中到處存在著天然電場(chǎng)和天然磁場(chǎng)，泥 土、巖石、地幔、礦體、水體都是電場(chǎng)的介質(zhì)，我們從這些介質(zhì)中都能直接探測(cè)到電場(chǎng)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(chǎng)變化是關(guān)聯(lián)的，即通過觀測(cè)大地自然電場(chǎng)的變化可知道深層地溫的 變化，而直接觀測(cè)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(chǎng)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(cè)電場(chǎng)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(chǎng)。并且良導(dǎo)體的水比非良導(dǎo)體的水產(chǎn)生的電場(chǎng)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(chǎng)，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(chǎng)即電位差。這是一種因果關(guān)系。雖然自然電場(chǎng)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(cè)地震選擇容易觀察和較穩(wěn)定的 直流或甚直流電場(chǎng)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(chǎng)，它基數(shù)相對(duì)穩(wěn) 定所以可靠性高。探測(cè)這種直流電場(chǎng)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(chǎng)信息，可能變成得不償失或失真。相反，通過觀測(cè)大地極化自然電場(chǎng)中 的直流電場(chǎng)可更接近實(shí)際地間接觀測(cè)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(cè)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(chǎng)變化 曲線，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它與極化自然電場(chǎng)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(chǎng)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(zhǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(zhǎng)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(chǎng)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(zhǎng)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(cè)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(cè)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(chǎng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)地震必須要長(zhǎng)期觀測(cè)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(chǎng)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(chǎng)的同步變化規(guī)律， 當(dāng)觀測(cè)到某一層深度有基值升高異常時(shí)，就要重點(diǎn)跟蹤觀測(cè)，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(chǎng)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(cè)平行方向和垂直方 向的變化。十字布線加上MN測(cè)量電極的觀測(cè)多點(diǎn)設(shè)置的好處是能夠同時(shí)觀測(cè)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(chǎng)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(cè)震源的方法探測(cè)震源的位置意義非常重大，如某個(gè)MN測(cè)量電極捕捉到 震源的極化自然電場(chǎng)較快升高的信息后，震源以上的地層麗測(cè)量電極觀測(cè)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(cè)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(cè)法來尋找更準(zhǔn) 確的震源位置。MN測(cè)量電極的防干擾處理MN測(cè)量電極的防干擾處理非常重要，直接關(guān)系到測(cè)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(cè)量電極的兩極的漫長(zhǎng)電線會(huì)被感應(yīng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(cè)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(cè)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(cè)量電極的防干擾措施主要是①麗測(cè)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(chǎng)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(cè)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(cè)量電極導(dǎo)線的防干擾處理要求①M(fèi)N測(cè)量電極接地電阻越小越好，得到的觀 測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)相對(duì)準(zhǔn)確可靠，但導(dǎo)線長(zhǎng)度較長(zhǎng)，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(chǎng)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(cè)點(diǎn)資料的可 靠性，采取銅導(dǎo)線和光纜兩聯(lián)觀測(cè)對(duì)比，加上天氣預(yù)告和現(xiàn)場(chǎng)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(cè)站設(shè)在麗測(cè)量電極的中點(diǎn)，可方便不同方向和多組麗測(cè)量電極點(diǎn) 測(cè)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(chǎng)預(yù)測(cè)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(zhǎng)度的MN點(diǎn)上觀測(cè)不同深度的大地極化自然電場(chǎng)，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(cè)地震活動(dòng)和引發(fā)火山活動(dòng)、海嘯活動(dòng)的探測(cè)方法，具體步驟是1)、MN測(cè)量電極，采用直徑Φ35～Φ50mm，長(zhǎng)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(cè)量電線，電極打入原土1米深左右；2)、MN測(cè)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(cè)量電極測(cè)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(cè)深度的觀測(cè)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(cè)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(chǎng)預(yù)測(cè)地震方法，應(yīng)用于海嘯活動(dòng)的水上探測(cè)方法。
3.如權(quán)利要求1的大地極化自然電場(chǎng)預(yù)測(cè)地震方法，應(yīng)用于引發(fā)火山活動(dòng)的陸上探測(cè)方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大地極化自然電場(chǎng)預(yù)測(cè)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(zhǎng)度的MN測(cè)量電極點(diǎn)上觀測(cè)不同深度的大地極化自然電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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