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第一章　地球电磁学基础知识1

第一节　地球电磁学方法的物理基础1

1.1　静电场1

1.2　静磁场4

1.3　交变电磁场9

1.4　岩石和矿物的导电性13

1.5　岩石的磁性16

1.7　视电阻率的概念和测量方法18

1.6　地球电磁学两类物理量的观测18

第三节　与地震有关的电磁效应的实验基础21

2.1　受载岩石变形过程中的电阻率变化实验结果21

2.2　受载岩石变形过程中产生的磁效应25

2.3　与介质电性变化有关的感应磁效应28

2.4　流体运动引起的电效应及磁效应30

第三节　电磁观测技术基础知识30

3.1　测量误差30

3.3　测量仪器的输入阻抗35

3.2　测量仪器的准确度35

3.4　测量仪器的抗干扰能力36

3.5　地震监测工作对电磁观测系统的基本要求37

参考文献37

第二章　地电学、地磁学及地球电磁结构39

第一节　地电学简介39

1.1　地电场39

1.2　直流电法41

1.3　激发极化法44

1.4　大地电磁测深法45

1.5　人工场源交变电磁法46

1.6　地震预报中的地电装置系统47

第二节　地磁学简介49

2.1　地球基本磁场49

2.2　地球的变化磁场60

2.3　地球的电磁感应研究70

第三节　地球的电磁环境与地球的导电结构74

3.1　磁层及磁层电流体系75

3.2电离层及电离层电流体系76

3.3　对流层电流78

3.4　地球表面电场——地电场79

3.5　地球内部电导率分布80

参考文献82

第三章　地电观测技术及日常观测工作83

第一节　地电观测系统的外部设施83

1.1电极83

1.2　外线路87

第二节　地电观测系统的供电设备95

2.1　供电设备的基本要求95

2.2　几种常用的供电设备96

2.3　2A稳流电源96

2.4　WL-5稳流电源98

3.2　ZD8地电仪的硬件结构101

3.1　主要技术指标101

第三节　ZD8数字地电仪101

3.3　主要工作流程103

3.4 ZD8地电仪的报警功能103

3.5 ZD8提高观测精度的主要技术措施104

第四节 C·ATS数字地电仪105

4.1 C·ATS的硬件结构105

4.2 C·ATS的软件系统110

4.3 C·ATS的主要技术指标114

第五节 中心设施的安装与调试115

5.1 各类测量仪器安装技术要求115

5.2 设施运行前的调试118

第六节 地电观测系统的辅助设施120

6.1 配线板和操作台120

6.2 避雷系统120

6.3 标定检查仪器122

7.1 概述123

第七节 ZD-9大地电场仪简介123

7.3 ZD-9大地电场仪主要功能和特点124

7.2 ZD-9大地电场仪主要技术指标124

7.4 ZD-9大地电场仪工作情况125

第八节 地电台站观测工作126

8.1 地电观测126

8.2　观测数据处理127

8.3　地电观测系统的维护、保养130

第九节　我国地电观测仪器的发展134

参考文献137

第四章　地电观测台网的建设138

第一节　地电台网布设的原则与我国地电台网的分布138

1.1　台网布设的原则138

1.2　监测能力与网内台站密度的基本要求138

2.1　构造条件140

2.2　测区地下介质结构条件140

第二节　地电台站选建的台址条件及环境条件140

2.3　测区地下介质水文条件142

2.4　测区地形地貌条件142

2.5　为减少观测干扰所需的其他条件143

第三节　地电台站选建的工作程序146

3.1　台站选建的主要环节146

3.2　台址位置的粗选146

3.3　资料收集146

3.4　现场勘测工作147

3.5　试记148

3.6　观测室的建设149

参考文献149

第五章　地电预报地震的方法简介150

第一节　典型震例分析150

1.1　唐山7.8级地震150

1.2　松潘7.2级地震155

1.5　我国大地震及中强震前后地电阻率变化的基本特征159

1.4　部分中强震震例159

1.3　澜沧-耿马7.6级地震159

第二节　地电分析预报工作方法与流程162

2.1　数据的整理和预处理162

2.2　地电异常性质的分析与判定163

2.3　地震三要素的预报164

2.4　《地震分析预报方法指南》地电学科方法部分的软件系统164

参考文献164

第六章　地磁观测技术165

第一节　地磁观测系统的基本概念165

1.1　地磁信号的特点165

1.2　地磁观测的基本任务165

1.3　地磁观测系统的实际组成及功能的划分165

1.4　观测仪器组合166

第二节　经典地磁记录仪166

2.1　仪器结构166

2.2　单悬丝式磁变仪168

2.3　刃口式磁变仪172

2.4　磁变仪的温度补偿174

2.5　磁变仪的布局、安装与调试175

第三节　磁通门磁力仪175

3.1　磁通门探头175

3.2　磁通门磁力仪的工作原理及其稳定性177

3.3　磁通门磁力仪的应用179

第四节　光泵磁力仪180

4.1　工作原理180

4.2　光泵磁力仪181

第五节　超导磁力仪181

5.1　超导现象181

5.2　超导磁力仪181

第六节　绝对观测仪器183

6.1　磁偏角的测量183

6.2　磁倾角的测量185

6.3　偏角／倾角磁力仪187

6.4　质子旋进磁力仪189

6.5　质子旋进分量磁力仪190

6.6　其他绝对观测仪器194

第七节　地磁脉动仪器195

参考文献198

第七章　地磁台站的日常观测工作199

第一节　标度值的测定199

1.1　标度值线圈常数199

1.2　强度标度值和角度标度值的换算关系199

1.3　标度值的测定方法199

1.4　标度值测量的要求200

1.5标度值与纵值n的关系201

第二节　基线值的测定201

2.1　基线值的功能201

2.2　基线值的意义与计算方法201

3.1　图件内容202

第三节　标度值、基线值图件202

2.3　影响基线值测定结果的主要因素202

3.2　图件坐标203

3.3　时间段要求203

3.4　图件标注203

3.5　平滑曲线203

第四节　磁照图及其处理203

4.1　换相纸203

4.2　洗相技术204

4.3　量图205

第五节　仪器比较206

5.1 目的意义206

5.2　技术思路206

5.3 比较方法207

第六节　数据常规处理207

6.1　地磁观测报告207

6.2　K指数报告211

6.3　地磁快变化报告215

6.4　磁暴报告217

第七节　台站观测资料质量的评定220

7.1　标度值的质量检验220

7.2　基线值的质量检验220

7.3　月均值图在资料质量检验中的应用221

7.4　日均值差值曲线的应用221

7.5　对量图质量的检验222

7.6　磁暴分析和K指数的检验223

7.7　单台如何进行资料质量检验223

第八节　野外地磁测量224

8.1　地磁测网、测点与梯度测量224

8.2　地磁场总强度测量225

8.3　地磁场总强度测量资料的常规分析处理与质量评定227

8.4　地磁场分量测量232

9.1 目的意义及观测条件234

9.2　地磁脉动观测234

第九节　地磁脉动观测234

9.3　观测记录235

9.4　资料处理236

参考文献237

第八章　地磁观测台网与测网的建设239

第一节　地磁基本台网的布局原则239

第二节　台站选址239

2.1　台址背景资料240

3.1　台站的平面布设241

2.2　区域地磁场测量241

第三节　地磁台站的建设241

3.2　建筑材料的磁性检验246

3.3　地磁台场地磁场梯度测量246

3.4　观测室与记录室磁场梯度测量246

3.5　墩差测量248

3.6　仪器布设248

参考文献249

3.7　地磁台站仪器配套249

第四节　观测环境的监测与保护249

第九章　地磁预报地震方法简介250

第一节　震磁研究的科学思路250

第二节　与地震有关的地磁前兆异常现象251

2.1　1975年2月4日海城7.3级地震252

2.2　1976年7月28日唐山7.8级地震254

2.3　江苏地区中强震前的地磁异常254

2.4　1991年3月26日大同5.8级地震257

2.5中强震、强震前地磁前兆的主要特征258

第三节　地磁分析预报工作的基本要求与步骤261

3.1　干扰因素及其排除261

3.2　异常的落实与判别262

第四节　地磁分析预报的主要方法262

4.1　差值法与统计参量法262

4.2　“低点位移”法263

4.3　地磁转换函数法264

4.4　短周期幅度比法265

4.5　其他方法265

参考文献267

第十章　地震电磁辐射方法269

第一节　震前电磁辐射现象和研究概述269

第二节　岩石破裂与电磁辐射的实验研究270

2.1　实验室实验的主要结果270

2.2　野外试验的结果271

第三节　电磁辐射的观测技术与日常观测工作271

3.1　观测系统简介271

3.2　观测资料的常规处理272

3.3　观测资料的质量管理273

3.4　震例观测报告273

第四节　电磁辐射观测台网的选址与布设274

第五节　地震电磁辐射前兆信号的识别与地震短临预报274

5.1　各类干扰波形的识别与排除274

5.2　地震电磁辐射前兆信号的特征与分类276

5.3　典型震例分析277

参考文献281

第十一章　地震研究中电磁学方法发展动态及地球电磁学的应用282

第一节　地震研究中地电方法发展动态与进展282

1.1　国内外发展动态282

1.2　发展趋势284

第二节　地电方法在国民经济建设中的应用285

2.1　电法在经济建设中的服务领域285

2.2　常用探测方法简介286

第三节　地磁观测技术的发展趋势291

3.1　地磁观测的新原理、新仪器和新方法291

3.2　地磁观测的数字化和自动化291

3.3　全球地磁传输台网（INTERMAGNET）293

3.4　卫星磁测和海底磁力仪293

3.5　我国地磁观测技术发展展望293

3.6　震磁前兆及其地震预报的探索研究294

第四节　地磁学研究与应用296

4.1　地磁学研究与应用领域297

4.2　地磁学在国民经济建设中的应用298

第五节　电磁辐射现象在地球科学中的应用300

5.1　国外地震地磁辐射现象的观测和应用300

5.2　电磁波层析技术在工程中的应用300

5.3　地震电磁辐射现象的进一步研究303

参考文献303

附录一　ZD8地电仪电原理介绍305

1.1　A/D转换器305

1.2　ZD8其他部件306

附录二　地磁仪器型号、名称323

2.1　相对记录仪323

2.2　绝对观测仪323

附录三　地磁台站安全距离一览表325

附录四　地磁单位换算326