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仇勇海的博客

关于地震预测预报

 
 
 

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关于我

1970年中南矿冶学院地球物理勘探专业毕业后留校任教,从事电法勘探的教学和科研工作。1984年获得国家自然科学基金的资助,该项目“电流场与金属矿晕”1989年获中国有色金属工业总公司科技进步三等奖。1997年晋升为教授。“铜电解液净化工业生产试验”1999年获国家有色金属工业局科技进步三等奖。2000年获得政府特殊津贴。著作:地电化学基础及应用,译著:自然电场法文集,均为中南工业大学出版社出版。

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地震是可以预测的(17-观测技术方法)  

2008-06-09 23:48:52|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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在“土电地”中测量电流不科学

在大量的土地电观测资料中,都是测量两个电极之间的电流,有采用同性电极,也有采用异性电极。由于大地是“离子导体”,两个电极是电子导体,两电极之间用导线与低阻抗的电流表连接,这实质上是测量“原电池”的电流。以异性电极为例,两个不同的电极存在电极电位差,电极电位高的成为原电池阴极,电极电位低的成为原电池阳极。阴极表面发生还原反应,阳极表面发生氧化反应,如果电极表面没有氧化、还原反应产生,整个回路也就没有电流产生。在铜、锌原电池中,阴极发生铜离子的还原反应:Cu2++2e=Cu    φ=0.337V;阳极发生锌的氧化反应:Zn-Ze=Zn2+     φ=-0.763V。因此,原电池把化学能转化成了电能。

铅电极,在电解工业中通常作为不溶性阳极使用,开始阶段,铅可以溶解,但很快在铅电极表面形成了一层氧化膜,保护铅电极不再发生阳极溶解反应。那么,只有溶液中的离子参加电极反应。在地质条件下,地下水中没有中够多的氧化剂及还原剂。阴极可能发生的电极反应是:O2+4H++4e=2H2O;O2+2H2O+4e=4OH-;2H++2e=H2

阳极可能发生的氧化反应是:4OH—4e=O2+2H2O;2H2O-4e=O2+4H+

在直流电法勘探中,通过A、B供电电极向大地供电,事实上相当于电解池,与电源正极连接的是阳极,阳极发生铜电极或铁电极的氧化反应:Cu-2e=Cu2+;Fe-2e=Fe2+。

阴极发生H+离子的还原反应,2H++2e=H2;因而阴极处产生了大量的气体。

电极反应的结果,阴极处的溶液呈碱性,阳极处的溶液呈酸性。我们曾在野外进行过部分离子电提取方法试验,只需3个小时,介质的酸碱度可以从1转变为14,即从强酸性溶液变为强碱性溶液。尽管在地震预测中电极之间的电位差不高,但长时间测量以后,电极周围的酸碱度必然要发生变化。而任何电极,在酸性介质中电极电位较高,在碱性条件下电极电位较低。在部分离子电提取法试验时,目的是使电极周围介质中的金属离子在阴极(电源负极)还原:Cu2++2e=Cu;Zn2++2e=Zn;Pb2++2e=Pb。事实上是大量水化H+离子的还原,不仅介质成碱性,而且OH-离子与Ca2+离子结合,电极表面形成了白色的Ca(OH)2沉淀。

采用电流表观测电流,系两个电极本身的电极电位差及流动电位产生的电位差迭加结果。如果迭加结果互相抵消,即使MN电极位于断层破碎附近,也可能观测不到电流异常;如果迭加结果加强,测测量电流也可以观测到震前、临震异常。

处于断层破碎带附近而观测不到异常的另一种原因在于MN电极距太小,通常在50m左右,有的仅几米,两个电极都处于地下水的上升地段或下渗地段,电极电位差异就很小。电极距200m~300m比较合适;为了消除温度对电极电位的影响,电极埋在2m深的地下比较合适。

观测仪器

观测自然电位的仪器很多。物探中使用的DDC-2、DD-3等仪器都可以用。最简单的,采用数字电压表,用导线把两个电极连接起来,就可以观测到自然电位。由于采用了不极化电极,因而该情况下观测到的自然电位是与地下水流动有关的流动电位(习惯上称作过滤电场)。

自然电位的记录,也可以采用台式自动平衡记录仪。该仪器走纸速度分若干档。平时,采走纸速度最慢的档。地下水位没有发生变化时,它记录到的几乎是一条直线,有异常时,它将发生偏离,遇到地下水位急剧变化的情况,有可能观测到锯齿状的脉冲异常曲线。在震前,自然电位曲线偏离正常值,这就提醒我们需要注意,如果观测到脉冲异常曲线,更应该把观测到的异常情况向上级有关部门反映,决不能在社会上散布,每个公民都必须学法、懂法、执法。

采用数字万用表成本低,数字万用表仅200元左右;但观测时需有人值班。采用台式自动平衡记录仪,24小时把仪器连接上,看曲线形态,一目了然,该台仪器的投资3000元多一些。

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