西安基準地震臺鉆孔體應變觀測干擾分析

張 璐 陳冬柏

（陜西省地震局， 西安 710068）

隨著“十五”期間對西安臺鉆孔應力-應變觀測進行了數(shù)字化技術(shù)改造并投入觀測，發(fā)現(xiàn)部分資料經(jīng)常出現(xiàn)較大幅度的同步波動現(xiàn)象，且伴有非漸進性臺階；這是其他因素影響還是地震前兆亦或是兩者共同作用的結(jié)果，目前還不得而知。觀測資料經(jīng)常出現(xiàn)這種現(xiàn)象為日常分析帶來很大困擾，因此對西安臺鉆孔體應變資料與各種干擾因素進行對比分析，定量得到各種外界干擾因素對觀測資料影響的程度，從而挖掘觀測資料中存在的地震前兆信息。

1 西安基準地震臺TJ-2體積式鉆孔體應變觀測的概況

西安臺位于陜西省長安縣子午鎮(zhèn)秦嶺北麓，地理坐標為108.92°E，34.03°N，海拔高度630 m，臺基巖性為前震旦紀片麻狀花崗巖。秦嶺北坡終南山分布有大片的花崗巖體，多以巖基產(chǎn)出，尤以燕山印支期到喜山期的花崗巖侵入體為主，這是一種巖漿型花崗巖。構(gòu)造上處于控制渭河斷陷盆地南界的秦嶺北緣斷裂南盤，新構(gòu)造運動強烈。西安子午地震臺作為形變和重力觀測臺，具有良好的觀測條件。

2 降水對鉆孔應變觀測的影響

對近幾年西安臺降雨和應變?nèi)站鶊D分析看出，降雨后體應變觀測數(shù)值并不是馬上隨之變化，而是在幾天以后才開始變化，變化的持續(xù)時間與降雨量的大小有關(guān)。但是持續(xù)時間還受地下水和巖石含水量的影響，他們基本上呈正比關(guān)系。在地面干旱的時候，地下水潛水面下降很大，即使有一場降雨，也都滲入地下被吸收，對觀測不會產(chǎn)生太大的影響。但是在夏天雨季的時候，由于連續(xù)降雨，地下水潛水面上升，巖石吸水達到飽和，這時即使降雨量不是很大，對鉆孔應變觀測也可以產(chǎn)生較大的影響。

3 氣壓對鉆孔應變觀測的影響

氣壓因素影響在鉆孔應變資料中具有普遍性，氣壓干擾容易識別，其變化常常引起鉆孔應變觀測值的變化，氣壓對鉆孔應變觀測值的影響主要是以載荷方式作用，會造成地面負荷的增減，導致巖石應力變化的變化，而氣壓波動對體應變固體潮觀測的影響一方面作用于上層地層，另一方面作用于水體，主要是由于鉆孔內(nèi)空氣震蕩，引起氣流擾動，從而改變了儀器液體液面的壓力，使液面隨之響應，在數(shù)據(jù)上表現(xiàn)為上下波動的特點，進而導致應變觀測值的變化。

4 鉆孔水位對鉆孔應變觀測的影響

鉆孔水位對鉆孔應變觀測的干擾與雨季和降雨量有關(guān)，特別是鉆孔南20 m的天子峪河有密切的關(guān)系。鉆孔水位變化的本質(zhì)，是含水層或破碎帶中空隙水壓力的變化，在空隙水壓力發(fā)生變化的時候，自然會帶來體應變觀測值的變化。由于降水干旱等因素的影響都有可能使巖體含水層中空隙水的飽和程度發(fā)生變化，改變空隙水壓力的大小。西安臺體應變輔助觀測水位變化趨勢與鉆孔體應變變化趨勢大致相同，初步認為二者存在一定的相關(guān)性。

5 結(jié)論

通過對西安地震臺鉆孔應變儀數(shù)字化觀測資料的干擾因素進行分析，可以看出，降雨對鉆孔應變觀測的影響并不是呈現(xiàn)線性關(guān)系，而是存在一定的滯后效應。氣壓的影響與鉆孔應變的觀測資料有很好的同步性。氣壓的周期性影響主要以短周期影響最顯著。西安臺氣壓對鉆孔體應變影響最大的時間基本上都在春、秋、冬季。鉆孔水位變化對西安地震臺鉆孔體應變的觀測影響是比較顯著的，不論是從長期的緩慢變化看，還是從短期的突然變化看都可以引起體應變觀測值的變化，也具有較好的同步性。