全方位自然电场观测方法和观测技术研究

席继楼 宋艳茹 胡明朝 刘 超 徐学恭 尚先旗

1）中国地震局地震预测研究所，北京100036

2）上海市地震局，上海 201203

3）天津市地震局，天津 300201

自然电场（又称自然电位）是由地下矿体、电解质与周围介质之间、以及地下岩石结构体之间的物理化学反应产生，包括氧化-还原电场、过滤电场、接触-扩散电场等。一般情况下，自然电场具有局部性和相对稳定性等特点，也会由于局部性的地下水系、裂隙的变化，产生在时间和空间上的剧烈变化等。自然电场的物理意义比较明确，变化（孕震）机理相对明晰，在唐山7.8级地震、海城7.3级地震、松潘7.2级等中强以上地震前后，记录到了可能与地震孕育有关的变化形态。

首先开展了全方位自然电场观测方法研究工作。自然电场产生及变化与地下结构体的物理属性、破碎断裂带的规模与展布、地下水系的发育程度、岩石应力的分布与强度、潮汐力的外力作用以及各种外场效应等因素的关系比较密切。借鉴物探电法中的环形梯度法（又称“8”字型观测法，主要用于地下水流向测定），采用一种全方位装置布设方法，即以观测区域的中心点为基准点，环 360°范围内布设相同测量装置，同步记录各个方位（至少8个方位）的自然电位梯度变化，以便能够捕捉到每个测量方向上自然电场及其随时间的变化特征，避免由于测道方法原因（如目前在地电阻率和地电场观测中的两个[正交]方向的测道布设方法等）造成的自然电场变化信息的遗漏和最大变化方位的缺失。……