地震的地电阻率前兆机制探讨

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1、地震的地电阻率前兆机理探讨陈维会（临沂大学）电法勘探是研允地质构造的地球物理勘探方法，其中理论研宂比较透彻的地电阻率法具有设备简单，技术成熟，得到广泛的应用。此技术也被移植到地震前兆检测中，但探测地质构造和检测地震前兆是大不相同的两种事物，有木质的区别。如果把地质勘探的理论也用于地震前兆检测中就十分不妥，这不仅不能正确的检测和区分地震前兆信息，更重要的是，这种检测方法得不到正确的理论支持,无法进一步改进检测措施，提高利用地电阻率捕捉地震前兆信息的能力。地电阻率的大小决定于地层土壤或岩石的阎体电性、空隙结构、温度、含水量、水中导电离子数量等因素。科学家经过严格的科学实验，得出地电阻率与

2、一些因素的关系如下：1固体骨架的电性构成岩石或土壤的固体物质的电性有两种，一种是电子导电的矿物，如石墨、黄铜矿、磁铁矿、闪锌矿等。这类矿石电阻率一般较低，作地震检测时应尽量避开。一种是靠离子导电的矿物，主要是岩石及土壤。它们是靠空隙中水溶液中的离子运动传导电流的。2岩石电阻率与应力的失系土壤或岩石受到外力时，骨架的空隙结构会发生变化，当应力为压缩力时，具有饱和水的岩石，岩石的颗粒间接触紧密，使孔隙变小.甚至造成孔隙闭合，导致孔隙连通受阻，防碍了流体中导电粒子运动，致使导电能力减弱，电阻率增大，如下图：01€20JO4050tt力（MP垂•UP3分MM/餐I知惠C水相反，当应力为扩张力

3、吋电阻率会减少。如果是不饱和水的岩石，受到压缩应力时，因岩石空隙变小，原空隙屮的液体水会充满空隙，使各空隙联通，这时随压缩应力的增加，电阻率呈减小趋势。反之则相反。3岩石电阻率与岩石水饱和度间的关系岩石在一定温度、压力条件下，岩石电阻率随含水饱和度的增加而降低。相同的条件下，电阻率的大小取决于水充满有效孔隙体积时，水所占孔隙的比例。图S岩裨食水憶K度与电囲寒关累QE岩石水占有效孔隙体积的百分数一定程度地消除了孔隙度的影响，在岩性实验中证明，岩石电阻率与水饱和度有很强规律性。4岩石电阻率与温度的关系地层水电阻率与温度有密切的关系，温度影响水溶液中带电离子的迁移速度，在外电场的作用下，离

4、子迁移速度与温度成正比，所以温度升高，水的导电能力加强，电阻率降低。反之电阻率升高。5岩石电阻率与水中带电离子的关系靠离子导电的岩石，其干燥的岩石电阻率非常大，可看做是绝缘体，纯水的电阻率也非常大，地层岩石的导电主要靠溶解到水中的带电离子，在水中定向移动。所以水中的电荷直接影响到地层岩石的电阻率，这也是影响岩石电阻率的主要因素，岩石电阻率与水中带电粒子数量成反比关系。地电阻率用于检测地震前兆信息己有儿十年的历史，全国布置了大量的地电阻率检测台站，收集了大量信息，经对数据分析，地电阻率与地震有一定的对应关系。地震前绝大多数台站的地电阻率均呈现下降异常。对地电阻率与地震的联系机制，学者们

5、都理所当然的套用地质勘探的理论，用地震前夕地层应力变化，地下水位变化，地层温度变化三个方而来解释。当仔细研宄这些台站的地电阻率检测环境和异常数据时，会发现用地质勘探的理论解释根本解释不通。例如，昌黎地电台检测到了固体潮引起的地电阻率变化曲线，说明地层电阻率会随固体潮的应力变化而变化，有大有小。见下图：00)002060IG200SCJ/^IH^S由于地电阻率的检测系统都安置在地表，安置在深井的也不过几西米深，所以所检测的岩石处于半围压状态，上部是自由空间，垂直方向几乎不受地震应力作用。地震后，地面有隆起，有裂隙。这就证明地震孕育后期的地层岩石，有区域受到的应力为压缩力，有区域为扩张力

6、。按照岩石电阻率与应力的关系，无论是水饱和岩石还是水的不饱和岩石，地震前检测的地电阻率，应像受到hM体潮应力那样，应该有升高，也有降低。但实际是绝大多数为地电阻率是降低的。这与理论和实际不符。如果说这是由于地T水上升引起的，地震前，井水有降有升，说明地下水并不是只有上升没有下降。按照岩石电阻率与岩石水饱和度间关系，地震前检测的地电阻率，应该是也有升有降。实际是绝大多数为地电阻率是降低的。这也与理论不符。近几年为了消除地表的各种干扰，采用深井法检测地电阻率。莒县深井的电极全部在潜水水位以下，费县的地电阻率检测电极全部放入井屮。这些深井的检测电流大部分集中在井筒的水中，很少经过岩层。从实

7、际检测结果分析，这些采用深井检测地电阻率数据，除避免一些地面干扰外，异常信号特征与远距离电极地表检测系统相同。因卯筒里的水不像岩石那样受到什么应力变化作用，或空隙变化，或饱和度变化，但电阻率依旧冇应震现象，而II还是电阻率降低。这用岩石电阻率与岩石水饱和度间关系、岩石电阻率与应力的关系根本无法解释。这说明我们必须另外寻找地震引起地电阻率变化的原因。除了岩石的水饱和度、岩石的应力能引起地电阻率变化外，岩石缝隙水中带电离子的多少也会引起地电阻率的变化。结合地震