基于滇西北地磁台阵的地下电性结构时空演化过程研究

The study on the evolution of the underground electrical structure plays an important role for the lithosphere composition, structure transformation and the related regional tectonic stress field. Almost 2 years observational data of the magnetometer array in northwestern Yunnan Province will be used in this research combined with the seismic data. The time-frequency distribution of vertical magnetic field transfer functions and induction vectors will be obtained by using the remote reference technique and robust data processing technique. The 3-D inversion method ModEM3DMT will be used trying to make clear the time-spatial evolution of the underground electrical structure during the seismogenic process. The possible seismogenic model will be found to explain the evolution of the underground electrical structure and other related factors such as the velocity ratio, deep well water temperature and water level during the seismogenic process. The research will be helpful to explain the seismo- electromagnetic phenomena.

研究地下电性结构的时空变化规律对于探索岩石圈物质组成、结构转变以及相关的区域构造应力场具有重大意义。本申请拟利用滇西北地磁台阵近2年的连续观测数据及台阵区地震资料，利用远参考道技术和Robust技术计算得到地磁垂直场转换函数及感应矢量，对其在地震前后的时频变化特征进行分析。利用ModEM3DMT三维反演方法计算得到地下电阻率的反演模型，探讨研究区孕震过程中地下电性结构的变化过程。对比分析地震波速比、流体（水温、水位、水化）等其他前兆资料的时间变化特征，探索台阵内部已经发生的Ms5.5地震的孕震理论模式，这对深入认识和理解地震电磁现象的产生机制具有重要意义。

大量观测事实表明，地震的孕育和发生过程中确实伴随有电磁场的变化。由于地震的孕育和发生是一个极其复杂的过程，当前对这些地震电磁现象的认识和理解依然十分有限。了解孕震过程中地下电性结构的变化，结合流体、地震波速比等其他地球物理参量的时间变化特征，可为相应的孕震理论模式提供地球物理学方面的依据。.地磁测深是研究地下深部电性结构的有效方法，地下电性结构的时空变化规律对于探索岩石圈物质组成、结构转变以及相关的区域构造应力场具有重大意义。本项目利用滇西北地磁台阵近2年的连续观测数据，利用Robust技术计算得到地磁垂直场转换函数及感应矢量，对其在地震前后的时频变化特征进行分析，发现震前1-2个月震中50km范围内2个测点多个周期的转换函数实部绝对值存在增大—转折—恢复的过程，异常变化幅度超过1倍标准差。利用ModEM三维电磁反演方法分别对地震平静期、震前两周和震后三周的垂直场转换函数结果进行三维电性结构反演，结果显示在洱源Ms5.5地震发生前两周左右，震中附近岩石电阻率对比围岩电阻率明显降低，幅度达到1-2个数量级，与岩石应力与电阻率关系实验结果类似。结合震前电阻率降低，洱源站波速比下降后恢复、水汞浓度上升后恢复等多种地球物理参量变化过程，推断洱源Ms5.5级地震的孕震模式为扩容模式。本项目研究成果对深入认识和理解地震电磁现象的产生机制具有重要意义。