DBT 33.3-2009 地震地电观测方法 地电阻率观测 第3部分：大地电磁重复测量

地震地电观测方法地电阻率观测2009-02-09发布2009-06-01实施中国地震局发布前言 I Ⅱ 2规范性引用文件 13术语和定义 4观测对象及要求 15观测原理 16测点观测 27观测环境 38观测数据 3附录A(资料性附录)从观测电场和磁场获取剖面各测点不同频点视电阻率的方法 5附录B(规范性附录)固体不极化电极埋设技术要求 6附录C(规范性附录)介质电性大地电磁响应参数及观测频带视电阻率平均相对偏差的计算方法 7附录D(资料性附录)数据产出方式 8参考文献 I本部分是《地震地电观测方法》系列标准中“地电阻率观测”的第3部分。该系列标准的结构及地震地电观测方法地电阻率观测第1部分：单极距观测(DB/T33.1—2009)地震地电观测方法地电阻率观测第2部分：多极距观测(DB/T33.2—2009)地震地电观测方法地电阻率观测第3部分：大地电磁重复测量(DB/T33.3—2009)地震地电观测方法地电场观测(DB/T本部分由中国地震局提出。本部分起草单位：中国地震局地震预测研究所、海南省地震局、中国地震局地质研究所、甘肃省ⅡDB/T33.3—200920世纪60年代以来，针对地震预测这个世界科学难题，我国采用了多路探索的基本方略，地震地电学方法就是在这个基本方略指导下发展起来的地震预测方法之一。地震地电学方法中地电阻率观测是其重要分支之一，它从地球物理电法勘探(物探电法)中的电阻率勘探方法移植而来，以定点布设装置系统的组网技术，观测一定区域范围内视电阻率随时间的变化及其空间分布，探索它们与地震孕经过40多年的实践，地电阻率观测已发展成为我国地震监测预报和科学研究的主要技术手段之一。地震地电学方法中的地电阻率观测，按照观测技术的差异可以分为三类：单极距观测、多极距观测和大地电磁重复测量，分别源于物探电法中的视电阻率法、垂向电测深法以及大地电磁测深法，并在《地震地电观测方法地电阻率观测》标准中的“地电阻率”,即物探电法中的“视电阻率”;标准中引入“地电阻率”一词，重在标识地震监测预报中的视电阻率观测包含有随时间变化的特点，重复测量”是采用天然电磁场为场源观测介质电性结构的技术，所在观测中不仅测量电场，还要测量磁场；在观测区的多个测点上进行重复观测，不仅涉及剖面视电阻率的空间变化，而且涉及到各个测点视电阻率随时间的变化，因此也被列人地电阻率观测标准的工作范畴之中。技术、观测环境、台站建设、组网观测以及观测数据处理的技术要求，全面指导和推进地电阻率观测DB/T33.3—20091第3部分：大地电磁重复测量本部分规定了地震地电阻率方法中大地电磁重复测量的观测对象和原理下列文件中的条款通过DB/T33的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协GB/T19531.2—2004地震台站观测环境技术要求第2部分：电磁观测表征观测点位地下某一特定探测范围内介质综合导电能力的物理量，其量纲与电阻率相同，又称大地电磁重复测量repeatedmagnetotelluricmeasurement大地电磁重复测量的观测对象，是每个测点多次重复测量中沿测量坐标轴方向(磁南北、磁东西方向)上不同频率的视电阻率pzy和py。4.2.1观测频带应包含0.25s～512s。4.2.3观测频带内视电阻率的平均相对偏差应不大于8%。4.2.4相邻两次观测视电阻率相对变化的分辨力应小于10%。在观测区的多个测点上，通过观测天然电磁场源与地球介质相互作用产生的电场和磁场，获取不同频点的视电阻率；比较不同时间观测结果的差异，以识别测2从观测电场和磁场获取剖面各测点不同频点视电阻率的方法，见附录A。6测点观测6.1观测系统构成观测系统由观测装置和测量仪器组成。6.2观测装置技术要求6.2.1电极技术指标6.2.1.1电场测量宜采用固体不极化电极。6.2.1.3噪声应不大于1×10⁻³m6.2.2电极布设6.2.2.1应布设两个分别平行和垂直于磁南北的正交测道，布极方式可采用图1(a)的十字形、图1(b)的T形或图1(c)的L形布设，两测量方位的定向误差不应大于1°。6.2.2.2电极距宜为50m～100m,测量极距的相对误差不应大6.2.2.3任意两个电极之间的地形高差不宜大于电极距的5%。6.2.3电极埋设固体不极化电极埋设应符合附录B的技术要求。6.2.4磁传感器埋设6.2.4.1两个水平磁传感器应分别沿磁南北方向(NS)和磁东西方向(EW)水平布设，见图1,方位误差应小于1°;水平磁传感器埋设深度不应小于40cm,对地平面倾斜不应大于1°。6.2.4.2竖直磁传感器应用土埋实，埋入地下的深度应大于磁棒长度的2/3,对铅直方向倾斜不应大6.2.5.1电极和磁传感器引出到仪器的电缆线均不应悬空和并行放置。6.2.5.2电极和磁传感器引出到仪器的电缆线对地绝缘电阻不应小于20MΩ。图1大地电磁重复测量测点观测装置布设示意图36.3.1.1频带应包含0.25s～4096s。6.3.1.2灵敏度应不小于0.4V/nT·Hz。6.3.1.3灵敏度的温度漂移应不大于0.01%/℃。6.3.1.4噪声电平应不大于10⁻⁴nT/Hz¹²(f=1Hz)。6.3.1.5在环境温度-40℃~65℃下应能正常工作。6.3.2.1观测频率范围应包含0.25s～4096s。6.3.2.4电压分辨力应小于0.1×10⁻³mV。主要设备配置见表1。技术要求见6.2.1设备名称13411套个个套套大地电磁处理和分析系统(含计算机)电场测量固体不极化电极观测区内测点间距宜为30km~60km。测点所处地震地质条件应满足下列三个条件之一：c)宜设在地震活动带及附近。7.2.1离开直流轨道交通线的距离应大于40km。7.2.2离开广播电台、雷达站的距离应大于2km。7.2.3离开交流高压输电线的距离应大于500m。7.2.4离开3级以上公路的距离应大于800m。8.1.1各个测点坐标轴视电阻率，计算方法见附录C中C.1。8.1.2各个测点主轴视电阻率，计4DB/T33.3—20098.1.5各个测点观测频带视电阻率平均相对偏差，计算方法见附录C中C.5。数据产出方式分表格方式、图形方式两种，见附录D。8.3.1对每次测量的电场和磁场原始时间序列数据进行谱8.3.2由谱分析结果进行计算，求出观测频带内大地电磁响应参数(测量坐标轴视电阻率，主轴视电阻率，主轴方位角θ,偏离度S),计算方法见附录C.1~C.4。5上述各式中，电场E的单位为mV/km;磁场H的单位为nT;周期T的单位为s;视电阻率Pzy,6(规范性附录)a)电极埋设前应进行电极的配对和挑选，并对挑选的电极清除其表面的杂质，用蒸馏水冲洗e)在沙漠、戈壁、高阻岩石露头和砂土地区，电极埋深应大于80cm,电极坑底面宜添加钻井泥7(规范性附录)或i=y,j=x;Z为阻抗张量元素；T为周期(式(C.2)～式(C.5)各物理量的意C.2主轴视电阻率的计算方法C.3主轴方位角的计算方法式中，*标识阻抗元素的共轭运算。C.4二维偏离度S的计算方法C.5观测频带视电阻率平均相观测频带视电阻率平均相对偏差8按式(C.5)计算：I△p./p|——观测频带内第i个频点视电阻率的相对偏差；n——频带内频点总数。8(资料性附录)Ts测量日期9图D.1是我国西北某地进行的大地电磁重复测量的4号(No.4)测点的一次观图D.1单次测量视电阻率po和p及其平滑视电阻率曲线(示例)图D.2是图D.1同一个测点上6次测量p和pn平滑视电阻率曲线的示例，大地电磁重复测量从1988年10月到1991年10月期间进行。图中右上角用括号内的数字标识重复