地震地质 ›› 2022, Vol. 44 ›› Issue (5): 1203-1224.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.05.008
李树鹏1)(), 祝意青2),*(), 贾媛1), 崔华伟1), 殷海涛1), 吴双1), 王锋吉1), 陆汉鹏1)
收稿日期:
2021-09-24
修回日期:
2021-11-03
出版日期:
2022-10-20
发布日期:
2022-11-28
通讯作者:
祝意青
作者简介:
李树鹏, 男, 1991年生, 2017年于中国地质大学(武汉)获矿产普查与勘探专业硕士学位, 工程师, 主要从事流动重力观测方面的工作, E-mail: 570349661@qq.com。
基金资助:
LI Shu-peng1)(), ZHU Yi-qing2)(), JIA Yuan1), CUI Hua-wei1), YIN Hai-tao1), WU Shuang1), WANG Feng-ji1), LU Han-peng1)
Received:
2021-09-24
Revised:
2021-11-03
Online:
2022-10-20
Published:
2022-11-28
Contact:
ZHU Yi-qing
摘要:
2010-2020年间利用LCR-G相对重力仪及CG-5相对重力仪对沂沭断裂带地区进行了每0.5a一期的相对重力观测, 通过对重力观测数据、 水文资料和形变资料的处理分析, 发现: 1)2010年8月以来沂沭断裂带北段出现的多年期重力异常与该地区地下水位下降及地面沉降有强相关性, 地下水位变化对重力的影响可达-102.21μGal, 地面沉降产生的最大影响为190.56μGal, 二者叠加影响可达195.72μGal; 2)流动重力观测在基岩出露的山地丘陵区一般不存在非构造背景场干扰, 而当第四系平原地区的重力场出现大幅变化时, 应重点明确是否为水位变化、 地面沉降等因素导致; 3)深层承压水漏斗区往往伴随地面沉降及显著的重力变化, 浅层潜水下降一般不引起地面沉降, 但水体流失会引起地面一定的重力负值变化; 4)日常对流动重力测量资料进行校正时, 可根据测点近年受地下水及垂直形变干扰的量级变化规律计算其年均校正常数, 这对流动重力资料的分析、 应用以及相关研究具有一定的积极意义。
李树鹏, 祝意青, 贾媛, 崔华伟, 殷海涛, 吴双, 王锋吉, 陆汉鹏. 沂沭断裂带地区地下水及地面沉降对流动重力观测的影响[J]. 地震地质, 2022, 44(5): 1203-1224.
LI Shu-peng, ZHU Yi-qing, JIA Yuan, CUI Hua-wei, YIN Hai-tao, WU Shuang, WANG Feng-ji, LU Han-peng. INFLUENCE OF GROUNDWATER AND LAND SUBSIDENCE ON THE MOBILE GRAVIMETRY ALONG THE YISHU FAULT ZONE[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2022, 44(5): 1203-1224.
使用仪器 | 观测年月 | 点值平均精度/μGal | 使用仪器 | 观测年月 | 点值平均精度/μGal |
---|---|---|---|---|---|
G999, G1027 | 2010-03 | 13.6 | G999, G1027 | 2015-08 | 8.5 |
G999, G1027 | 2010-08 | 12.1 | G999, G1027 | 2016-03 | 9.5 |
G999, G1027 | 2011-03 | 11.5 | G999, G1027 | 2016-08 | 8.6 |
G999, G1027 | 2011-08 | 10.3 | C451, C452 | 2017-03 | 14.8 |
G999, G1027 | 2012-03 | 9.1 | C451, C452 | 2017-10 | 14.3 |
G999, G1027 | 2012-08 | 9.4 | C451, C452 | 2018-03 | 14.6 |
G999, G1027 | 2013-03 | 9.7 | C451, C452 | 2018-10 | 13.0 |
G999, G1027 | 2013-08 | 7.9 | C451, C452 | 2019-03 | 14.7 |
G999, G1027 | 2014-03 | 9.1 | C451, C452 | 2019-10 | 13.6 |
G999, G1027 | 2014-08 | 8.3 | C216, C511 | 2020-03 | 9.5 |
G999, G1027 | 2015-03 | 7.2 | C216, C511 | 2020-09 | 8.6 |
表1 山东省重力观测资料情况(LCR-G型及CG-5型重力仪)
Table1 Information of the gravity survey in Shandong Province(using LCR-G and CG-5 gravimeters)
使用仪器 | 观测年月 | 点值平均精度/μGal | 使用仪器 | 观测年月 | 点值平均精度/μGal |
---|---|---|---|---|---|
G999, G1027 | 2010-03 | 13.6 | G999, G1027 | 2015-08 | 8.5 |
G999, G1027 | 2010-08 | 12.1 | G999, G1027 | 2016-03 | 9.5 |
G999, G1027 | 2011-03 | 11.5 | G999, G1027 | 2016-08 | 8.6 |
G999, G1027 | 2011-08 | 10.3 | C451, C452 | 2017-03 | 14.8 |
G999, G1027 | 2012-03 | 9.1 | C451, C452 | 2017-10 | 14.3 |
G999, G1027 | 2012-08 | 9.4 | C451, C452 | 2018-03 | 14.6 |
G999, G1027 | 2013-03 | 9.7 | C451, C452 | 2018-10 | 13.0 |
G999, G1027 | 2013-08 | 7.9 | C451, C452 | 2019-03 | 14.7 |
G999, G1027 | 2014-03 | 9.1 | C451, C452 | 2019-10 | 13.6 |
G999, G1027 | 2014-08 | 8.3 | C216, C511 | 2020-03 | 9.5 |
G999, G1027 | 2015-03 | 7.2 | C216, C511 | 2020-09 | 8.6 |
震级/MS | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
---|---|---|---|---|---|---|
重力变化量级/μGal | 胡敏章等( | 25 | 49 | 73 | 96 | 120 |
胡敏章等( | 28 | 50 | 72 | 93 | 115 | |
祝意青等( | ≥50 | ≥80 | ≥100 | ≥120 | ||
重力变化平面范围/km | 贾民育等( | 160 | 300 | 440 | 580 | |
祝意青等( | 100 | 200 | 400 | 600 | ||
胡敏章等( | 140 | 220 | 350 | 660 | ||
异常时间/a | 祝意青等( | 0.5~1 | 1~3 | 3~5 | ≥5 |
表2 重力变化与震级的定量指标
Table2 Quantitative indexes of gravity variation and seismic magnitude
震级/MS | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
---|---|---|---|---|---|---|
重力变化量级/μGal | 胡敏章等( | 25 | 49 | 73 | 96 | 120 |
胡敏章等( | 28 | 50 | 72 | 93 | 115 | |
祝意青等( | ≥50 | ≥80 | ≥100 | ≥120 | ||
重力变化平面范围/km | 贾民育等( | 160 | 300 | 440 | 580 | |
祝意青等( | 100 | 200 | 400 | 600 | ||
胡敏章等( | 140 | 220 | 350 | 660 | ||
异常时间/a | 祝意青等( | 0.5~1 | 1~3 | 3~5 | ≥5 |
岩性分类 | 卵砾石 | 粗砂 | 中砂 | 细砂 | 粉细砂 | 粉砂 | 粉土 | 粉质黏土 | 黏土 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
山前平原 | 0.25 | 0.195 | 0.165 | 0.15 | 0.127 5 | 0.11 | 0.08 | 0.054 | 0.035 |
中东部平原 | 0.23 | 0.15 | 0.13 | 0.12 | 0.1 | 0.097 | 0.062 | 0.045 | 0.028 |
古黄河冲洪积平原 | 0.18 | 0.13 | 0.12 | 0.1 | 0.082 5 | 0.067 | 0.053 | 0.038 | 0.035 |
表3 岩性分类及单一岩性的μ值(钱永, 2007)
Table3 Lithologic classification and single lithologic μ values(adapted from QIAN Yong, 2007)
岩性分类 | 卵砾石 | 粗砂 | 中砂 | 细砂 | 粉细砂 | 粉砂 | 粉土 | 粉质黏土 | 黏土 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
山前平原 | 0.25 | 0.195 | 0.165 | 0.15 | 0.127 5 | 0.11 | 0.08 | 0.054 | 0.035 |
中东部平原 | 0.23 | 0.15 | 0.13 | 0.12 | 0.1 | 0.097 | 0.062 | 0.045 | 0.028 |
古黄河冲洪积平原 | 0.18 | 0.13 | 0.12 | 0.1 | 0.082 5 | 0.067 | 0.053 | 0.038 | 0.035 |
观测井 | 广饶 | 昌邑市 | 寿光市 | 寒亭区 |
---|---|---|---|---|
水位变化/m | 1.05 | -20.80 | -18.15 | -3.39 |
重力改正/μGal | 5.16 | -102.21 | -89.19 | -16.66 |
表4 地下水位校正结果统计表
Table4 Statistical table of groundwater level correction results
观测井 | 广饶 | 昌邑市 | 寿光市 | 寒亭区 |
---|---|---|---|---|
水位变化/m | 1.05 | -20.80 | -18.15 | -3.39 |
重力改正/μGal | 5.16 | -102.21 | -89.19 | -16.66 |
CORS站 | 广饶 | 寿光 | 寒亭 | 昌邑 |
---|---|---|---|---|
垂向年变/m | -85.2 | -63.6 | 0.7 | 0.1 |
垂向累计变化/mm | -866.2 | -646.6 | 7.1 | 1.0 |
重力改正量/μGal | 190.56 | 142.25 | -1.56 | -0.22 |
表5 地表形变及校正结果统计表
Table5 Statistical table of surface deformation and correction results
CORS站 | 广饶 | 寿光 | 寒亭 | 昌邑 |
---|---|---|---|---|
垂向年变/m | -85.2 | -63.6 | 0.7 | 0.1 |
垂向累计变化/mm | -866.2 | -646.6 | 7.1 | 1.0 |
重力改正量/μGal | 190.56 | 142.25 | -1.56 | -0.22 |
测点 | 广饶 | 寿光 | 昌邑 |
---|---|---|---|
重力实测变化/μGal | 196 | 19 | -130 |
地下水校正/μGal | -5.16 | 89.19 | 102.21 |
沉降校正/μGal | -190.56 | -142.25 | 0.22 |
综合干扰/μGal | 195.72 | 53.06 | -102.43 |
校正后重力变化/μGal | 0.28 | -34.06 | -27.57 |
表6 地下水及地面沉降校正结果
Table6 Correction results of groundwater and land subsidence
测点 | 广饶 | 寿光 | 昌邑 |
---|---|---|---|
重力实测变化/μGal | 196 | 19 | -130 |
地下水校正/μGal | -5.16 | 89.19 | 102.21 |
沉降校正/μGal | -190.56 | -142.25 | 0.22 |
综合干扰/μGal | 195.72 | 53.06 | -102.43 |
校正后重力变化/μGal | 0.28 | -34.06 | -27.57 |
图14 2018-03-2021-03重力变化图 a 2018-03-2021-03重力变化图(校正前); b 2018-03-2021-03重力变化图(校正后)
Fig. 14 Spatial gravity variation of 2021-03 in comparison to the 2018-03 data.
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