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