文中对景谷台站记录到的7次同震电磁现象及2次较强地震在周围几个极低频台站引起的同震电磁现象进行了研究, 发现了总体形态与地震波相近的电磁波, 其幅度远大于地球感应产生的背景信号, 且垂直磁场强度约为水平磁场的10倍。对于同一台站记录到的多次同震电磁信号, 幅值与震级在对数域基本满足线性关系, 同时也受震源深度与震中距影响。 在同一地震中, 震中距越大, 台站记录到的同震电磁信号出现的时间越晚, 持续时间也相对较长, 但信号的幅值不仅受到震中距的影响, 还与观测点的近地表介质有关。通过小波能量谱可以看出, 同震电磁信号的主要频率为1~2Hz, 在同震信号初始阶段高频成分较多, 并表现出随震中距增加频率降低的特点; 同时相对于电场, 磁场记录的高频信息更加丰富。2014年景谷M6.6地震发生时, 在距离震中很近的台站记录到比同震信号更强的尖峰信号, 其在地震波到达之初出现。推测偶然的电磁强干扰与地面震动互相叠加是引起电磁信号强烈变化的原因。
文中使用时间域波形分析、 滑动傅式去年变分析、 归一化变化速率方法和矢量方位角方法处理分析了2020年7月12日古冶 MS5.1 地震震中距400km范围内的地电阻率、 地电场、 极低频观测数据。在排除各台站仪器运行、 台站观测环境、 空间电磁活动等影响因素后, 认为有6个地电阻率台站于震前出现了“趋势性下降—加速下降—震后恢复”的变化过程, 7个地电阻率台站在震前1a内的归一化变化速率超过±2.4阈值; 滦县地电场NS和NW向测道于震前3个月出现先下降后回升的变化, 且矢量方位角在震前向古冶地震方向偏移, 后恢复为沿滦县-乐亭断裂方向; 文安和丰宁极低频台清晰地记录到16hz天然源磁场同震变化, 磁场垂直分量的变化超过水平分量的2倍, 由于台站的地下结构存在巨大差异, 2个台站的电场观测值差别较大, 且电场同震扰动淹没在背景噪声中。文中利用首都圈极低频台站观测数据反演了地下电性结构, 发现古冶地震的震源位于电性发生变化的边界附近, 北边为高阻区, 西南方向为低阻区, 宝坻和文安处于局部低阻区, 并据此初步分析了古冶地震的电磁现象特征。针对异常空间选择性问题, 认为可能与京津唐地区NEE和NW向2个主要共轭构造方向有关。对地震电磁异常机理开展研究时, 应从地震电磁同震现象入手, 从地震电磁信号产生的源和传播路径2方面展开相关工作。
开展极低频电磁(CSELF)台网区、 台站的地下背景电性结构探测对于发挥其在地震预测预报研究中的作用具有重要意义。文中在首都圈CSELF电磁台网的每个台站附近布设了一条短的宽频带大地电磁剖面, 共完成了60个测点的数据采集, 对数据进行了处理与分析。首先, 通过大地电磁一维反演获得每个台站和测点下方的电阻率结构; 然后, 利用二维反演技术获得每个台站沿剖面的地壳电性结构; 最后, 对整个台网区的台站数据进行三维反演, 获得台网区三维地壳电性结构。结果表明, 华北北部阴山-燕山造山带、 中部的太行山地区和东部的胶-辽地块的地壳电性结构主要表现为高阻特征, 华北平原和山西断陷区域表现为相对低阻; 太行山重力梯度带与郯庐断裂带两侧的电性结构差异明显, 表现为电性边界带; 台网区的电性结构特征与区域地质构造、 地震活动性特征具有明显的相关性。首都圈CSELF台网区地下电性结构探测为区域的孕震环境、 地震电磁异常信号的产生机理以及地震预测预报研究工作提供了重要的参考资料。
2014年10月7日云南景谷地区发生MS6.6地震，震源机制显示此次地震为逆走滑型，地震断层面走向140°，同时余震分布显示破裂面走向也为NNW向。文中对1条横穿景谷震区，与地震破裂面垂直的大地电磁测线数据进行了由定性到定量的全面分析，通过二维非线性共轭梯度（NLCG）反演得到了震源区较为详细的地壳电性结构。结果表明：1）震源区电性结构可以分为4层：地表以下约4km为相对低阻层，主要由中、新生代盆地沉积岩组成，电阻率10～100Ω·m；地下5～10km为相对高阻层，可能由元古界变质岩系组成，电阻率>1 000Ω·m；15～30km为中下地壳低阻层，电阻率<10Ω·m；30km以下为壳幔过渡层，电阻率值约为30Ω·m。2）景谷地震主震发生在高阻层和壳内低阻层的分界面上。3）对余震的震源深度统计发现5km和10km两个深度范围内余震较多，与电性梯度带的位置相对应。
在华北克拉通东北边界带,完成了1条NW-SE走向长约900km的大地电磁测深剖面工作;该剖面西北始于中亚造山带内部的贺根山杂岩带,向SE依次穿过宝力道弧、索伦-林西缝合带、温都尔庙杂岩带、白乃庙弧、内蒙地轴、燕山造山带、最后终止于华北克拉通内部的辽河坳陷。采用大地电磁阻抗张量分解技术对所有测点的维性、区域地电走向进行了分析,沿剖面的数据具有较好的二维性。利用NLCG二维反演方法,得到了沿剖面地下二维电阻率结构。从电性结构上看,沿剖面电阻率结构具有横向分块的特征,大致可以分为3个主要的电性区,呈现高阻-低阻-高阻的变化;中亚造山带与华北克拉通显示出不同的电阻率变化特征,前者变化剧烈,后者变化相对平缓;索伦-林西缝合带和内蒙地轴中下地壳分别存在1个大范围的低阻体,可能是由深部流体以及部分熔融所致。基于研究区的深部电性结构及其他地质与地球物理观测资料,我们推测:1)西伯利亚板块与华北板块的最终缝合位置可能在锡林浩特断裂与西拉木伦河断裂之间的区域; 2)燕山造山带下较厚的高阻体可能起到了构造屏障的作用,使克拉通内外的上地幔顶部具有不同的对流模式,从而减弱了中亚造山带构造演化对华北克拉通东部破坏的影响作用。
