地震發生的地質環境研究 地磁、地電、重力的觀測
一、地磁觀測與震磁關係的研究
（一）地磁觀測係統的建立和發展。
中國地磁觀測工作已有一百多年的曆史。早期設立的幾個地磁台多為外國人所建，其中，上海佘山地磁台是中國唯一已有百年觀測曆史的古老台站。
新中成立後，五十年代中期至六十年代後期，根據中國地磁學者陳宗器等提出的台站布局規劃，並配合國際地球物理觀測，相繼在國內建立了北京、長春、廣州、蘭州、武漢、拉薩、烏魯木齊7個台站，連同原有的佘山台形成了中國解放初期地磁觀測係統中的所謂“老八台”。同時開展了國內的地磁普測工作，編繪了一九五○、一九六○、一九七○年的中國地磁圖。老八台的建立和地磁普測工作的開展，為中國地磁科研事業打下了良好基礎。
早在五十年代初期，中國學者就開始關心震磁關係的研究。一九六六年邢台地震後，中國科技工作者立即奔赴現場，在震區及其鄰近地區建立了地磁台，正式開始了中國震磁關係的研究和地震預報實踐。
此後的十年間是中國的地震高潮期。為了監視地震活動，逐步建立了適合中國情況的地磁觀測係統。這個觀測係統包括地磁台網（進行相對地磁觀測）和巡回磁測或稱流動地磁測量，既觀測地磁場總強度，又觀測各個分量，更注重觀測垂直分量。地磁台網能夠取得連續的記錄資料，可以用來研究地磁場的短周期變化，並為流動測量提供通化資料；流動地磁測量隻能研究地磁場長周期變化，不能獲得連續記錄，但它與台站相比有較大的機動性。所以，地磁台網和巡回磁測在時間和空間上可互為補充。
一九七七年，在總結多年震磁觀測研究經驗的基礎上，製定並頒發了地磁台站觀測規範和流動地磁測量規範，這對統一觀測方法和觀測技術是十分有益的。一九八一年，國家地震局對已有的地磁台進行了全麵整頓、改造和統一規劃布局，其原則是：測網應能反映出中國地區的磁場主要特征；測網應能為震磁關係的研究提供背景場規律，並能在地震實驗場和重點監視區捕捉到地震前兆的可靠信息；擴大地磁資料的國際交換範圍，並為編製世界地磁圖，計算國際參考場提供可靠數據。
到一九八四年底，全國已有169個地磁台，其中，Ⅰ類台15個，Ⅱ類台26個，區域台128個。Ⅰ類台是全國性的基本台，其主要任務是觀測中國地區地磁場分布及變化的基本規律，反映大區域特征，為震磁關係研究提供背景場。其中，老八台還為國際資料交換提供數據，被列為全球主要地磁台站，並於一九八四年分別獲得國際地球觀測百年紀念金質（佘山台）、銀質紀念章。這些地磁台配備有高精度、高穩定性的儀器，並能長期穩定工作。Ⅱ類台也是基本台，它主要補充Ⅰ類台間距過大的不足，要求它更細致地反映地磁分布及其變化的地區特征，為探索震磁關係提供信息。區域台多設在多震區和重點監視區，主要分布在華北京津唐地區、郯廬構造帶、南北地震帶等區域。
到一九八四年底，全國已有流動地磁測量隊（組）13個，在800個測點上進行巡回磁測，測點平均距離為100公裏，複測周期一般為二至三個月。流動磁測點也分為3類，它的布點原則及其要解決的問題與台站是一致的。
為研究北京地區震磁關係，自一九七五年二月至一九七七年底，國家地震局地球物理研究所研製成功了北京地區地磁有線傳輸台網係統，共有7個台站將地磁場總強度數據傳輸到北京的台網控製中心。它是中國第一個區域性的地磁有線自動傳輸台網。
（二）地磁儀器的研製與改進。
地磁儀器的配套安置是完成地磁觀測任務的基本保證。中國的Ⅰ類地磁台基本上都配備有三十至五十年代由國外引進的儀器；八十年代初又引進了10套日本G.S.I一等磁力儀。在流動地磁測量工作中，也配備有一批國外引進的儀器。上述儀器在中國地磁觀測中發揮了應有的作用。
中國科技工作者在地磁儀器的研製中也作出了自己的貢獻。早在五十年代中期，中國地磁學界老前輩劉慶齡、黃鶴齡教授等就仿製丹麥Lacour式磁變儀，改進溫度補償方式，研製成57型三分向地磁記錄儀，生產了20餘台，架設在老八台上使用；同年又研製了57型三分向快速磁變儀。後來在57型地磁記錄儀的基礎上改製成光電反饋式目視記錄儀，架於北京地磁台記錄磁暴。
六十至七十年代，中國又研製了磁秤測量儀、磁飽和式感應儀、質子旋進磁力儀（測總磁場強度）、分量儀（測水平或垂直分量）、大型質子旋進式自記磁力儀、CGB磁力儀等；這些儀器先後在中國地磁台投入使用。
七十年代末至八十年代初，中國研製成功DCM—1數字地磁脈動觀測係統，於一九八四年通過鑒定，為地磁脈動觀測，進行地磁短周期異常的研究創造了有利條件。與此同時，中國科學院地球物理研究所研製了用於地磁脈動觀測的磁飽和式記錄儀（仿日本儀器），北京地質儀器廠研製生產出能測總強度和水平、垂直分量的質子旋進磁力儀；國家地震局地球物理研究所研製出ZZZ—1質子旋進式自記儀，精度為±1納特。
由此可見，中國科技工作者在地磁儀器研製方麵作出了巨大的努力，已取得了可喜的成果，儀器精度不斷提高，穩定性越來越好，這些儀器已在全國地磁台網中廣泛投入使用。其中ZZZ—1型儀器和磁飽和式磁力儀還在南極考察中使用，效果良好。到一九八四年底，全國各類地磁台所用的儀器總計為：絕對觀測儀199套，相對記錄儀204套。基本台中的Ⅱ類台及區域地磁台基本上使用的都是國產儀器。
（三）震磁關係的研究與應用。
地球基本磁場可以直接反映地球各種深度乃至地核的物理過程，包括深部的溫度、壓力、物質運動等變化。地磁場及其變化是地球深部物理過程信息的重要來源之一，因而，震磁效應的研究有其理論依據和實驗基礎。壓磁效應為震磁關係的一種可能的物理機製，自五十年代初一直受到各國學者的注意。此外，還有人提出膨脹磁效應、感應磁效應以及動電磁效應和熱磁效應等。
中國震磁關係研究的實踐起源於一九六六年邢台地震現場。當時曾利用邢台地區地磁台的資料進行了震磁效應的分析。通過30餘次4級以上震例的總結發現，邢台震區的震磁效應主要反映在地磁場垂直分量的變化上。在50公裏範圍內，6級以下地震的地磁效應不超過5—10納特。以後，中國地震工作者從地磁基本場和地磁變化場兩個方麵入手，係統地進行了震磁關係的研究與探索，並在地震預報實踐中發揮了作用。
為了觀測地磁基本場的變化，自一九七三年起，北京大學、北京市地震隊、中國科學院地球物理研究所等在京津和遼寧地區開展了流動地磁測量工作。磁測資料表明，一九七四年遼南、唐山地區出現異常；一九七三至一九七四年大連的地磁場垂直分量出現20納特的變化，由此提出了將發生5—6級地震的看法。一九七五年二月海城發生了7.3級地震，上述地磁異常是預報海城地震的前兆依據之一。
海城地震前後，根據地震監測工作的需要，各單位先後在京津唐張地區布設了地磁台站和流動地磁測量工作。一九七五年末至一九七六年上半年，發現包括昌黎地磁台在內的一些地方出現了地磁異常，並作了初步的調查落實工作。為進一步判斷地磁異常的性質及地震活動趨勢，河北省地震局於一九七六年七月二十六日發出通知，定於八月初在石家莊召開京津唐渤張協作區地磁專業地震會商會。十分遺憾的是，會議尚未召開，唐山7.8級地震就發生了。根據震後總結，認為唐山地震前，唐山及其周圍地區的14個地磁台和流動磁測點均有異常顯示。唐山地震還對北京測區地磁場總強度產生了影響。此外，唐山地震前變化磁場也顯示出垂直分量日變形態異常以及地磁短周期變化異常等。
在其他一些地震中，也觀測到了不同程度的地磁異常。
為探索與地震有關的電磁現象的物理本質，中國還於一九八○年前後開展了壓磁、高溫高壓等實驗工作。
經過多年實踐，對地震前地磁場的變化特征得到以下初步認識：
（1）基本磁場總強度和垂直分量往往在震前下降，震後回升。
（2）地磁垂直分量的日變形態出現畸變。地磁重直分量的日變化主要受太陽的控製，其日變形態大致呈現為一個規則的圖形。然而，大震之前日變形態往往出現畸變，表現為日變幅度增大或減小，極小值（低點）出現位移，日變形態反向等。
（3）地磁短周期變化出現異常，表現為傳遞函數A、B的變化。
地磁學是古老而成熟的學科，然而震磁關係的研究還是一項新的攻關課題。地震預報在探索中，以磁報震雖然取得一些進展，但問題、難題還很多，有待於今後繼續研究攻關。
二、地電觀測及地電與地震關係的研究
（一）地電觀測係統的建立與發展。
地震孕育過程中，將伴隨有地下介質電阻率的變化及大地電流和自然電場的變化。觀測研究這些變化（主要是地殼上部介質電阻率的變化），提取地震前的電信息，並探討其與地震之間的關係，以進行地震預測預報，是地電觀測的主要任務。同時地電觀測還可以用於活斷層及構造活動性的研究。