佛子岭地震台电磁波数据变化初步探究
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作者:朱厚林 陆栋梁 应允翔 陶方宇 周志 刘浩
摘 要：该文描述了佛子岭地震台GS-2000-DC超低频电磁扰动仪的的基本情况、工作原理等，介绍了GS-2000-DC超低频电磁扰动仪在佛子岭台的运行情况。通过收集佛子岭台近年来电磁波观测资料的处理与映震分析，初步分析了GS-2000-DC电磁扰动仪对近、远震的映震反应以及人为干扰、环境因素对该套设备的影响。通过分析，佛子岭台电磁扰动仪对近震有明显的映震反应，且对于远震映震反映也有映震效应，但每当震前数据有明显变化，且震级越大，对应的电磁波数据异常出现的时间越早，异常持续天数越多，大幅度突跳也更加明显，对人为干扰，如人进山洞对仪器的干扰性并不明显，因电磁波所测的是电磁引起的电场变化、故不难理解，通过该文可知，佛子岭水电站发电对电磁波数据变化的影响甚大。
关键词：地震台 电磁波 数据变化 映震
中图分类号：P315 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）07（c）-0051-04
Preliminary Study on the Changes of Electromagnetic Wave Data at Foziling Seismic Station
ZHU Houlin1，2 LU Dongliang2 YING Yunxiang3，4 TAO Fangyu2 ZHOU Zhi1，2 LIU Hao1，2
（1.Foziling Seismological Station of Anhui Province，Liu'an，Anhui Province，237200 China;2.Dabie Mountain Earthquake Monitoring and Forecasting Experimental field，liu'an，Anhui Province，237000 China;3.Seismological Station of Mengcheng，Bozhou，Anhui Province，233500 China;4.Anhui Mengcheng Geophysical National Field Scientific Observation and Research Station，bozhou，anhui province，233500 China）
Abstract： This article describes the basic situation， working principle and operation of GS-2000-DC ultra low frequency electromagnetic disturbance instrument on Foziling Seismic Station.By collecting data， this paper analyzes the electromagnetic disturbance of nearly， distant earthquake reflect reflect the influence on the set of equipment， and human disturbance has obvious reflect earthquake response to recent earthquakes， and is also at the reflect effect for distant earthquake， and the larger the magnitude， the corresponding anomaly in the earlier time， abnormal last days， the more greatly kick is more apparent， into the cave interference is not obvious to people.
Key Words： Seismic station; Electromagnetic waves; Data changes; Reflection
佛子嶺地震台处于地处霍山地震窗口，位于大别山北麓北淮阳断褶带内。东北距梅山—龙河口断裂17km、西南距青山—晓天断裂1km、西北距落儿岭—土地岭断裂8km，地层主要为下元古界大别山群变质杂岩、震旦一志留系佛子岭群片岩系及株罗系火山岩。霍山地区是小震高发区，并且经常发生震群活动，在小震群活动的高峰时段内，每日可记录到几十次甚至上百次地震、每年累计可记录到几百到上千次地方小震。自公元294年至今，霍山地区地震不断，微震、震群频繁。
佛子岭台于2014年8月29日安装GS-2000-DC电磁扰动仪，运行至今已有3年。数据库仅有2016年之后的部分数据。其探头放置于形变山洞内，目前总体情况良好。此系统的新建，对于霍山地区地震监测能力有所提高。
1 GS-2000-DC电磁扰动仪概述及工作原理
GS-2000-DC电磁扰动仪主要由磁扰动传感器、电磁扰动监测仪、数据采集仪和前兆仪器专用充电机等设备构成，该仪器把深井传感器上感应到的Z分量电磁扰动信号进行放大处理、转换为电信号用于记录地震孕育、能量聚集、释放过程、震源产生的电磁辐射的异常变化等情况，进行临震预报，电磁扰动仪还具有对低频弱磁场的放大作用。
电磁扰动仪的磁扰动传感器是根据“磁感应”原理设计而成，其结构上具有对低频弱磁场放大作用，材料上采用低频敏感磁芯，在制作成的磁芯上绕制一定数量的线圈，并有严格的静电屏蔽层，提高了抗干扰能力。磁传感器安装在一个压力容器内，达到了防潮和减少热噪音的作用。电磁扰动仪把传感器上感应到的电磁扰动信号转换为电信号，并进行分频率段处理，在不同波段上输出的电磁扰动强度。波段划分3个通道：通道1为0.01～1Hz，甚低频段反映岩石挤压脉冲辐射;通道2为1～10Hz，超低频段反映岩石微破裂辐射;通道3为10～20Hz。低频观测通道，其主要作用是检测是否有工业及其他环境电磁干扰。3个通道可以起到互相对比、相互印证的作用。 2 安徽电磁扰动台站分布
2008年以来增上淮北、淮南、滁州、肥西、合肥5个电磁波。“十二五”新增上金寨、六安、肥东、白山、安庆、池州6个电磁波。2014-2015年，相继发生了长丰震群，霍山4.3级地震，金寨震群，阜阳4.2级地震。短临跟踪的有金寨、佛子岭、桐城3个台（郑州GS-2000）。
3 佛子岭地震台观测资料数据分析与映震分析
3.1 观测资料数据分析
选取了2016年4月至2018年12月三通道数据。通道1是0.0～1Hz的甚低频段，反映岩石挤压脉冲辐射，通道2为1～10Hz超低频段，反映岩石微破裂辐射，通道3为10～20Hz低频观测通道，检测是否有工业及其他环境电磁干扰。3个通道可以起到互相对比、相互印证的作用。其中通道一受到时常受到干扰，2017年1月21日继安庆枞阳ML3.1级地震、青海门源Ms6.7级地震（据佛子岭台测震单台系统测定）后，三通道均发生数据突跳，极为一致性。
3.2 观测资料映震分析
3.2.1 2017年4月29日安徽金寨Ms3.0级地震
2017年4月29日，安徽金寨Ms3.0级地震，由于金寨地震与台站距离近，可以看到第二通道和第三通道有明显数据变化，具体见图1。
3.2.2 2017年8月8日四川九寨沟Ms7.0级地震
2017年8月8号，四川九寨沟Ms7.0级地震，震中距离台站1189km，佛子岭台形变仪器清晰记录到地震所导致的形变变化，GS-2000-DC可以看到三通道有明显数据变化，具体见图2。
由图3可知，四川九寨沟Ms7.0级地震前电磁扰动仪却有明显异常，且当天未有发生人进山洞情况，佛子岭水库未发生水库泄洪，但不排除电站发电的叠加性的可能。
4 GS-2000-DC与人为干扰、环境变化之间的相关性
2016年3月8日人进山洞维修仪器叙述如下。
2016年3月8日08：40～22：06，NS分量（2221）、EW分量（2222）因武汉所刘军和省局赵希磊、陈胜，及台站人员进山洞維修VP摆造成错误数据，按学科组要求作缺数处理;二分量数据于22：07恢复，对GS-2000-DC无影响，具体见图4。
5 结语
GS-2000-DC超低频电磁观测扰动仪在佛子岭地震台已运行3年多，电磁波观测数据一直十分稳定。通过以上示例，初步分析，干扰数据规律可人工排除，记录的数据较完整。
对于近震，佛子岭台电磁波数据有明显的映震反应，比如2017年4月29号，安徽金寨Ms3.0级地震，并且对于远震映震反应也有映震效应，再比如2017年8月8日四川九寨沟Ms7.0级地震，但每当震前数据有明显变化，且震级越大，对应的电磁波数据异常出现的时间越早，异常持续天数越多，大幅度突跳也更加明显。
通过第四节对于人为干扰，如人进山洞对仪器的干扰性并不影响，因电磁波所测的是电磁引起的电场变化，故不难理解，但是显然可以看出，佛子岭电站的发电对电磁波数据变化的影响尤其之大，且发电是长期的、持续的，受此长期影响，由所绘图件可知数值时常达到2500mv。
对GS-2000-DC研究前景广泛，目前尚未有成熟的研究分析系统支撑，尚有很多未知领域及可探究之处，因笔者能力有限及所有台站电磁波数据资料时间是不同步的，具有局限性和个别差异性，暂初步探究于此，下一步计划将皖西地区乃至全省所有电磁波设备进行综合对比分析，深入探究超低频电磁波对未来短临预报的重要意义。
参考文献
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