對(duì)泗縣臺(tái)地形變異常跟蹤研究

1、對(duì)泗縣臺(tái)地形變異常跟蹤研究朱大美（安徽泗縣地震臺(tái)）0 概述泗縣地震臺(tái)現(xiàn)有地傾斜儀器8套，DSQ型數(shù)字觀測(cè)水管儀一套三分量；SSY型數(shù)字觀測(cè)洞體應(yīng)變伸縮儀一套三分量；模擬觀測(cè)金屬水平擺和石英水平擺傾斜儀各一套。數(shù)字化儀器還在試測(cè)階段，資料不參與本文研究。石英擺自2005年11月26日九江地震后，東西向基本上沒(méi)有異常，南北向雖然從2006年9月份后出現(xiàn)了異常時(shí)段，但是量變幅度不是很明顯。金屬擺資料已積累了二十多年，比較穩(wěn)定、可靠，在幾次中強(qiáng)地震前反映較好，資料可信度較高。該儀器從2006年7月26日定遠(yuǎn)4.2級(jí)強(qiáng)有感地震后，至今仍然出現(xiàn)大幅度異常變化，打破歷年變化規(guī)律：南北向應(yīng)該轉(zhuǎn)向的時(shí)候不轉(zhuǎn)向，

2、而且大幅度往北傾斜；東西向不該轉(zhuǎn)向的時(shí)段，提前一個(gè)多月轉(zhuǎn)向，加速向西傾斜。這種違反年變規(guī)律的異常變化已引起各級(jí)地震部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)和專家們的關(guān)注。這樣大幅度的異常，是地震前兆信息、還是儀器受到外界環(huán)境因素干擾？筆者對(duì)此進(jìn)行了跟蹤研究，現(xiàn)將研究?jī)?nèi)容提供大家參考。1異常趨勢(shì)特征本次研究的地形變資料時(shí)間為2006年定遠(yuǎn)地震后至2007年5月31日。為了保證產(chǎn)出資料的連續(xù)性和可靠性，2007年初，我們按照省、市地震局震情短臨跟蹤的要求，緊緊圍繞震情監(jiān)視為中心，認(rèn)真巡查該臺(tái)四周一公里內(nèi)的環(huán)境情況，包括已封堵的山洞口和側(cè)面山洞口，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)被破壞現(xiàn)象和其它干擾源。說(shuō)明洞內(nèi)儀器不是受外界環(huán)境干擾，資料具有一定的可信度

3、。（1）金屬擺資料異常特征：日均值曲線從2006年7月26日定遠(yuǎn)地震后，南北分量一直大幅度往北傾斜，到2007年3月底也沒(méi)有回到2006年年初位置。按正常年變規(guī)律，該方向從2006年10月上旬起應(yīng)該轉(zhuǎn)向南傾，但它沒(méi)有轉(zhuǎn)向，還是繼續(xù)往北傾，直到12月上旬，雖然有轉(zhuǎn)向趨勢(shì)但是速率特別緩慢，在沒(méi)有回到去年初始位置時(shí)，再一次轉(zhuǎn)向北傾。該時(shí)段累計(jì)時(shí)間已有8個(gè)多月，向北傾斜幅度達(dá)到461毫米。東西分量也是從定遠(yuǎn)地震過(guò)后至2007年5月底，形成新的異常時(shí)段，累計(jì)向西傾斜幅度已達(dá)550毫米，是2001年以來(lái)向西傾斜幅度最大的年份。該分量從2006年8月中旬開(kāi)始轉(zhuǎn)向西傾，比正常年份提前一個(gè)多月，到2007年4月

4、上旬速度才有所減緩，現(xiàn)在雖然有回升趨勢(shì)，但是速率非常緩慢。（圖1）圖1a 金屬擺北南分量圖1b 金屬擺東西分量（2）石英擺資料特征：自九江地震后到2006年2月14日前，該套儀器東西分量日均值出現(xiàn)大幅度震后階躍變化，穩(wěn)定后一直緩慢向東傾斜。在2006年內(nèi)，雖然經(jīng)過(guò)幾次專家們現(xiàn)場(chǎng)檢查和洞內(nèi)數(shù)字化儀器施工時(shí)環(huán)境的干擾，也沒(méi)有改變它穩(wěn)定工作的趨勢(shì)。在九江地震前6個(gè)月，南北分量日均值出現(xiàn)打破年變化規(guī)律、提前轉(zhuǎn)向、加速向南傾斜，異常比較明顯。但是在2006年定遠(yuǎn)地震前后，異常不太明顯。雖然從2006年9月份后也出現(xiàn)異常時(shí)段，但幅度比金屬擺小。圖2a 石英擺北南分量圖2b 石英擺東西分量（3）矢量圖曲線特

5、征：金屬擺自2006年底起二維矢量曲線一直傾向西北方向（圖3）。2007年3月轉(zhuǎn)向后速率加快，主要是受4月2日所羅門(mén)群島7.8級(jí)強(qiáng)震造成兩套儀器靠擺、在調(diào)儀器時(shí)人為干擾影響，其干擾幅度使南北分量上升38毫米，東西分量下降16毫米。石英擺資料從2007年初大幅度往東南方向傾斜，在東南方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，形成類似四邊形區(qū)域，4月下旬開(kāi)始加速向西傾斜（圖4）。圖3 金屬擺2007年15月旬均矢量圖 圖4 石英擺2007年15月旬均矢量圖2 趨勢(shì)異常研究（1）從該臺(tái)的形變資料異常趨勢(shì)看，自2006年8月份起，地下應(yīng)變能量已向該臺(tái)的東南方向遷移。板內(nèi)應(yīng)力在南太平洋外力俯沖積壓下，隨著地殼運(yùn)動(dòng)，地內(nèi)應(yīng)變能量不

6、斷向西北方向推移，在郯廬斷裂帶控制下，能量不斷的在該斷裂帶東部積累，造成東部和南端受壓應(yīng)力控制，北部和西端受拉張力作用，才引起該臺(tái)的金屬擺不受巖石自身的熱形變影響，不能按自然界四季冷熱變化的規(guī)律，制約了兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)向時(shí)間。（2）為什么在同一個(gè)巖石面，兩套儀器受同樣的外界應(yīng)力場(chǎng)作用，金屬擺量變幅度比較大，而石英擺變化不太明顯呢？其一，由儀器本身靈敏度所決定：石英擺光桿距長(zhǎng)（5.0米），靈敏度高，相應(yīng)周期比較大，儀器接收的是遠(yuǎn)場(chǎng)長(zhǎng)周期波。金屬擺光桿距離短（2.9米），靈敏度低，相應(yīng)周期小，儀器接收的是近場(chǎng)區(qū)域短周期波。當(dāng)兩套儀器受外界同一區(qū)域應(yīng)力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的震動(dòng)頻率大于或等于儀器自震周期時(shí)

7、，儀器能引起共振。內(nèi)應(yīng)力運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)烈，儀器相對(duì)變化就越明顯。當(dāng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的震動(dòng)頻率小于儀器自震周期時(shí)，靈敏度高的儀器就不能產(chǎn)生共振，反映就不明顯。這次出現(xiàn)的異常，金屬擺反映強(qiáng)烈，石英擺反映不明顯，說(shuō)明是近場(chǎng)區(qū)內(nèi)應(yīng)變能量在孕育積累。其二，與地殼內(nèi)部構(gòu)造有關(guān)。泗縣地震臺(tái)在大地構(gòu)造上所處的位置比較特殊，受華北和華南兩個(gè)活動(dòng)塊體相互作用，在兩個(gè)活動(dòng)塊體邊緣處，又有郯廬活動(dòng)斷裂帶相隔，控制著兩個(gè)塊體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的應(yīng)變能量。（3）金屬擺五日均值從2006年9月份至2007年5月東西分量大幅度向西傾斜，累計(jì)幅度已達(dá)到550毫米，南北分量大幅度向北傾斜，累計(jì)幅度已達(dá)461毫米，這是自2001年以來(lái)出現(xiàn)的最大一次異常

8、。反映該臺(tái)金屬擺所受到的是一次近距離、場(chǎng)內(nèi)應(yīng)變能量加速積蓄的過(guò)程，這一過(guò)程已持續(xù)8個(gè)多月，應(yīng)變積累速度已減緩并有轉(zhuǎn)向趨勢(shì)，采用差分序列分析資料，2007年34月份，曲線已超出二倍均方差異常警戒線，未來(lái)稍長(zhǎng)時(shí)間是值得關(guān)注的時(shí)期，按照異常時(shí)間推算，未來(lái)地震震級(jí)要大于5.5級(jí)。（圖5）（4）金屬擺矢量圖2007年初是大幅度向西南傾斜，如果把4月上旬轉(zhuǎn)向時(shí)人為調(diào)儀器的干擾影響去掉，指向應(yīng)該在正西方向，與石英擺指向基本一致。說(shuō)明該臺(tái)地形變儀器正在受東部的壓應(yīng)力控制，未來(lái)的震中位置可能在東南部或西偏北地區(qū)。圖53 討論（1）泗縣臺(tái)金屬擺資料二十多年來(lái)連續(xù)、可靠，自2006年8月起兩分量都出現(xiàn)了打破年變化規(guī)律的現(xiàn)象，經(jīng)檢查核實(shí)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)受外界環(huán)境因素干擾，所出現(xiàn)的異常是受該臺(tái)東南部地殼內(nèi)壓應(yīng)力控制，使其偏離年變規(guī)律。目前應(yīng)變能量積累過(guò)程基本結(jié)束，今后應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注儀器變化趨勢(shì)。 （2）金屬擺異常幅度比石英擺大，說(shuō)明是