《地震電磁信號的數值模擬和野外觀測的對比研究》是依託中國科學技術大學，由任恆鑫擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：地震電磁信號的數值模擬和野外觀測的對比研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：任恆鑫
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
大量的野外觀測研究已經證實了地震電磁信號的客觀存在性。研究表明，地震電磁信號在認識和理解斷層的破裂過程、天然地震預報等方面具有潛在的套用價值。作為震電效應主要原因的動電效應是合理的且最有可能的地震電磁信號的產生機制之一，近20年來基於數值模擬的震電效應理論研究取得了重要的進展，但是目前尚未開展關於震電效應理論研究和實際野外觀測資料對比分析的研究。本項目計畫在申請人所發展的斷層破裂過程中地震電磁信號的數值模擬方法的基礎之上，開展數值模擬結果和實際野外觀測結果的對比分析研究，總結兩種結果中地震電磁信號的特徵規律，找出其中的異同點，分析差異產生的根源，進一步研究能否從物理模型方面找到可能與真實地球介質模型相符合的補償機制，使得理論的數值模擬結果和實際的野外觀測結果能夠更吻合。
結題摘要
地震電磁信號被認為有可能套用於天然地震預警和油氣水等流體資源的勘探。但是，由於理論研究進展緩慢，目前對地震電磁現象的理解和認識還相當有限，這一現狀極大地制約了震電資料的實際套用。申請人基於動電效應發展了一套伴隨斷層動態破裂過程的地震電磁信號的數值模擬方法，並開展了相應的數值模擬研究。在研究過程中，發現數值模擬結果和實際觀測結果在某些方面還存在差異，這是申請人計畫開展對比研究的直接原因。地震電磁信號是由孔隙介質中的地震波誘發的，本課題組首先通過數值模擬分析了層狀孔隙介質中地震波的傳播特徵；隨後，本課題組通過進一步的震電波場數值模擬以及與實際觀測結果的對比分析等工作，發現接收點位於地表時，數值模擬得到的磁場水平分量和實際觀測結果明顯不符，因此提出了一種面電荷假設，它可以使得數值模擬的磁場水平分量表現特徵與實際觀測結果相符合，並且通過和汶川地震餘震觀測實例的對比，估算了地表面電荷密度可能的參考範圍。以往地震電磁研究中所採用的純孔隙介質模型與地球中存在固體介質這一實際情況是不符的，所以，本課題組對固體-孔隙分界面上的震電轉換進行了細緻的數值模擬和理論分析，由此獲得了一項新認識——震電轉換可以產生隱失電磁波。而進一步的數值模擬以及與觀測結果的對比表明：隱失電磁波也有可能是同震電磁信號的主要成分，此外，敏感性分析表明它在探測淺層地下流體方面具有潛在的套用價值。本課題組提出的基於動電效應和面電荷假設的數值模擬可以較好地解釋實際的地震電磁觀測結果。震電隱失電磁波是一項新的理論發現，它為地震電磁現象的理解和認識以及震電勘探方法的實際套用提供了更加完善的理論依據。
