依蘭地震臺(tái)水管儀與通河地震臺(tái)豎直擺鉆孔傾斜對(duì)比分析

高宏巍，斯琴塔娜，邱鳳萍，孟祥龍，苑年軍

（黑龍江省地震局，哈爾濱 150090）

地殼的非規(guī)律性運(yùn)動(dòng)是地震發(fā)生的根源，非規(guī)律性的地殼運(yùn)動(dòng)引起地殼變形，進(jìn)而導(dǎo)致局部應(yīng)力或應(yīng)變積累，積累到一定程度則通過(guò)地震破裂或局部應(yīng)力的方式進(jìn)行釋放；地殼形變觀測(cè)是監(jiān)測(cè)地殼運(yùn)動(dòng)與變形、認(rèn)識(shí)地震孕育過(guò)程與開(kāi)展地震預(yù)測(cè)的重要手段。豎直擺鉆孔傾斜儀用于測(cè)量地球內(nèi)部運(yùn)動(dòng)引起的傾斜變化，是進(jìn)行地震前兆觀測(cè)的觀測(cè)手段之一。由于測(cè)量精度能達(dá)到千分之一角秒，故可以測(cè)量太陽(yáng)和月亮的引潮力引起的鉛垂線方向的變化，可用于測(cè)量?jī)A斜固體潮。

1 依蘭臺(tái)、通河臺(tái)區(qū)域地震地質(zhì)概況

依蘭臺(tái)形變觀測(cè)山洞位于伊春——延壽地槽褶皺帶（依蘭縣附近地區(qū)），地處三江平原西部。西距哈爾濱市251 km，東距佳木斯市76 km，東南距七臺(tái)河市91.2 km。地理坐標(biāo)處于北緯45°50′40″～46°39′20″，東經(jīng)129°11′50″～130°11′40″，總面積4615.72 km2。依蘭縣北側(cè)為小興安嶺余脈，西南側(cè)為張廣才嶺余脈，松花江與牡丹江在依蘭縣西北角匯合，倭肯河在縣城東北角與松花江交會(huì)，巴蘭河在縣城東部也與松花江匯合（圖1）。伊舒斷裂帶與勃利神樹(shù)斷裂也在依蘭縣交會(huì)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是黑龍江省中小地震多發(fā)地區(qū)。依舒斷裂帶北段是我省地震活動(dòng)的主體地區(qū)之一，歷史以來(lái)多次發(fā)生3.0級(jí)以上地震。依蘭臺(tái)形變觀測(cè)山洞位于依蘭縣城東南郊，倭肯河流域，海拔約102 m，山洞進(jìn)深約97 m，洞頂覆蓋層厚35～50 m，洞體巖性為黑云母片麻巖。

圖1 依蘭地震臺(tái)地質(zhì)地貌圖

通河地震臺(tái)位于黑龍江省中部，小興安嶺南麓，松花江中游北岸，地理坐標(biāo)東經(jīng)128°7′30″～129°24′30″，北緯45°52′30″～46°37′30″。東與依蘭縣為鄰，西與木蘭縣毗鄰，南與松花江為界與方正、賓縣隔江相望，北以平頂山分水嶺為界與鐵力市、慶安縣接壤。通河全境東西長(zhǎng)約89.7 km，南北寬約87 km，幅員面積5678 km。中共通河縣委、通河縣人民政府所在地通河鎮(zhèn)，位于縣境南部，在哈爾濱市東170 km松花江北岸，是通河縣政治、經(jīng)濟(jì)、文化和交通中心，是哈爾濱市至佳木斯市之間水運(yùn)最大港口。觀測(cè)井位于通河斷裂和方正斷陷附近，巖性為完整的燕山期花崗巖（圖2）。豎直擺鉆孔傾斜傳感器安置于井下55 m處。

圖2 通河臺(tái)地質(zhì)圖

依蘭臺(tái)和通河臺(tái)地理位置接近，監(jiān)測(cè)的斷層屬于同一條斷裂帶，均為依蘭—舒蘭斷裂帶。不同在于，依蘭臺(tái)水管傾斜安置于觀測(cè)山洞內(nèi)，通河臺(tái)豎直擺鉆孔傾斜安置于觀測(cè)井內(nèi)。

2 資料內(nèi)在質(zhì)量對(duì)比分析

依蘭臺(tái)水管傾斜數(shù)據(jù)與通河臺(tái)豎直擺鉆孔傾斜數(shù)據(jù)均能記錄到明顯的固體潮，大小潮汐明顯，因依蘭臺(tái)和通河臺(tái)地理位置較近，所記錄到的固體潮數(shù)據(jù)具有明顯相關(guān)性（圖3和圖4）。

圖3 依蘭臺(tái)、通河臺(tái)分鐘值數(shù)據(jù)

圖4 依蘭臺(tái)、通河臺(tái)整點(diǎn)值數(shù)據(jù)

3 同震效應(yīng)對(duì)比分析

依蘭臺(tái)水管傾斜觀測(cè)數(shù)據(jù)和通河臺(tái)豎直擺鉆孔傾斜數(shù)據(jù)均記錄到2020年04月20日發(fā)生在日本本州東岸近海（北緯38.91°，東經(jīng)142.10°）M6.2地震，震源深度30 km，震中距1309 km。依蘭臺(tái)水管傾斜北南向最大振幅：16.11×10-3角秒，東西向最大振幅：8.14×10-3角秒，持續(xù)時(shí)間：98 min；通河臺(tái)豎直擺鉆孔傾斜北南向最大振幅：18.45×10-3角秒，東西向最大振幅：19.64×10-3角秒，持續(xù)時(shí)間：99 min?？梢钥闯?個(gè)臺(tái)站記錄的地震波形最大振幅比基本一樣大，持續(xù)時(shí)間基本相同（圖5、圖6）。

圖5 依蘭臺(tái)、通河臺(tái)記錄到2020年04月20日發(fā)生在日本本州東岸近海M6.2地震

圖6 依蘭臺(tái)、通河臺(tái)記錄到2020年04月20日發(fā)生在日本本州東岸近海M6.2地震（同軸曲線對(duì)比）

4 相關(guān)性分析

統(tǒng)計(jì)2020年1月—2020年12月依蘭臺(tái)DSQ水管傾斜儀和通河臺(tái)豎直擺鉆孔傾斜儀相同分量整點(diǎn)值觀測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)，見(jiàn)表1。由表1可知，在長(zhǎng)達(dá)12個(gè)月的時(shí)間里，NS、EW方向均值達(dá)到高度相關(guān)指標(biāo)（＞0.80），因01UI額、10月、11月、12月通河臺(tái)豎直擺鉆孔傾斜受周邊滑雪場(chǎng)造雪干擾導(dǎo)致相關(guān)系數(shù)下降，說(shuō)明2套儀器的觀測(cè)結(jié)果基本一致。

表1 依蘭臺(tái)、通河臺(tái)2020年度觀測(cè)資料相關(guān)系數(shù)

5 結(jié)束語(yǔ)

依蘭地震臺(tái)DSQ水管傾斜儀和通河臺(tái)豎直擺鉆孔傾斜儀自觀測(cè)以來(lái)運(yùn)行正常，連續(xù)率、完整率都很高，內(nèi)精度較好、具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，均能清晰記錄固體潮汐及地震事件，觀測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。