榆树沟台钻孔应变受水位影响分析

榆树沟台分量钻孔应变观测受春季融雪干扰显著,在春季融雪时段,榆树沟台分量钻孔应变和钻孔水位两者呈现比较一致的同步变化。采用最小二乘回归分析法研究分量钻孔应变与水位之间的关系,建立了两者之间的关系模型,并通过检验方法对该模型进行显著性检验,结果表明:(1)应变变化量和水位变化量呈正相关变化。(2)钻孔应变NS向、EW向和NW向的回归方程满足α=0.05的t检验,其置信水平为95%;钻孔应变NE向回归方程满足α=0.1的t检验,其置信水平为90%。(3)通过回归方程可以得到任意水位变化量x_0对应的应变变化量的估计值和理论变化区间,有利于辅助判定在水位影响(融雪)时段钻孔应变也出现加速异常变化的信度。     

气压对呼图壁雀儿沟钻孔倾斜的影响特征及机制研究

应用相关及小波分析方法,研究呼图壁雀儿沟钻孔倾斜与气压之间的关系、特征及影响机制,结果表明:(1)气压对雀儿沟钻孔倾斜两分量的影响均表现为准线性关系,气压与NS向呈正相关,与EW向呈负相关;(2)气压对呼图壁雀儿沟钻孔倾斜影响的显著频段为2~(10)～2~(14) min。     

水库渗流条件下探讨钻孔固体潮应变与降雨差异响应

在邻近水库无降雨涨水的情况下,汕头台分量式钻孔应变仪的固体潮幅度存在NS/NW向大于EW/NE测向的现象;强降雨后,钻孔应变的观测值总是存在EW向和NW向响应明显与水位相关,而NS和NE向的应变较弱。对于这种差异响应,对临近水库的强降雨后加载分析发现,水库水位在强降雨后迅速上升,使处于水库西南角的钻孔观测出现加载的方向性。通过对周围岩性和水文地质情况的调查,认识到水库是周边地下水的主要补给源,水库的渗流在裂隙侧向的压应力可能是直接影响钻孔应变方向性差异的因素。此外,钻孔应变的幅度增量与单位降雨量的持续时间反相关,降雨时间越短,则应变量越大。     

新疆温泉水平摆年变影响因素分析

以温泉水平摆观测数据及温泉气象资料为研究对象,利用相关、回归分析,讨论温泉水平摆两分向年变的影响因素,研究结果表明:①气温、水位是影响温泉水平摆NS向年变主要因素,它们之间具有准线性关系,NS向相位滞后气温约51天、滞后水位约17天;②气温是影响温泉水平摆EW向年变的主要因素,它们之间具有准线性关系,EW向滞后气温27天,但是水位与温泉水平摆EW向年变基本无关;③气压与温泉水平摆两分向年变基本无关。     

用中国钻孔应变台网资料检验大震“前驱波”

利用中国钻孔应变台网的13个台站观测精度达10^-10～10^-8量级TJ式钻孔体应变仪观测资料,深入分析2004年12月23日澳大利亚麦阔里岛M_S8.0和2004年12月26日印尼苏门答腊M_S8.9大震前应变变化,对这两次地震“前驱波”进行了客观地检验。 用高通滤波消除了周期大于128 min的固体潮汐影响,用回归分析方法消除了气压干扰。 用小波变换方法将2～128 min信号分解到6个不同频段进行分析。 结果显示,该方法能提取出信号中微弱变化信息。 根据小波变换提取的类似“前驱波”基本特征,提出“超限率”分析方法检验小波分解的细节部分。 对所有细节部分的超限率时间序列的回归直线斜率进行统计,得出了平均值和标准差,分析了正负比。 这3项统计数据显示,大震前15 d之内不能普遍检测到“前驱波”。     

榆树沟分量钻孔应变资料可靠性检验与分析

利用固体潮调和分析和分量应变自检公式,对榆树沟地震台分量钻孔应变观测资料的可靠性进行检验分析。分析结果显示:(1)榆树沟分量应变仪两组互相正交的分量应变之和S_1+S_3、S_2+S_4的自检相关性达到0.999 1;(2)各分量(除东西向)观测精度均小于0.05,达到中国地震局形变I类台的标准。分析认为,除春季融雪对观测精度有影响外,该台分量钻孔应变资料有较高的可靠性。     

泰安台钻孔应变观测干扰的识别

对山东泰安台钻孔应变干扰因素进行了分析总结,结果表明钻孔应变主要受地下水位、气压、系统故障以及电源干扰等影响。持续降雨是影响水位变化的主要因素,分量应变受水位影响较明显。降雪、降雨、大风、气温波动等均会造成气压的剧烈变化。体应变观测曲线与辅助气压曲线呈正相关,与温度变化呈负相关。     

巴彦岱1号井静水位周期变化主要影响因素研究

本文以巴彦岱1号井静水位为研究对象,分别应用别尔采夫滤波、小波分析与相关分析等方法,研究巴彦岱1号井静水位周期变化主要影响因素。分析结果表明,巴彦岱1号井静水位在日波、半日波频段主要受固体潮的影响;气压影响频段可能为64—256min、32—2048h（1—2个月周期的月波）2个频段,年周期变化与气温变化具有较强的线性相关性。     

洞体应变对高频气压波响应的传递函数——以陕西宁强台为例

自2011年观测以来,陕西宁强台洞体应变的高频气压效应甚为显著,但其频率依存性至今尚不明晰。为此,本文尝试采用相干函数和传递函数等方法,对该台2019年1月1日—4月2日的洞体应变和气压数据进行了系统诊断。结果表明,在8～40cpd频段内,洞体应变对气压具有较强的频率依赖性,即气压系数和相移均会随频率的变化而呈现非线性变化,其中,最大气压系数为7.80×10^-9/hPa,相位超前可达108.27°,且NS和EW分量的气压响应有所差异。上述结果将有助于该台高频噪声的物理溯源,同时还能为高频气压效应的分频段改正等提供量化依据。     

易县地震台分量钻孔应变观测数据分析

选取易县地震台YRY-4型分量式钻孔应变仪2012—2020年观测数据,进行Venedikov调和分析,并对2015—2020年四分量数据S₁、S₂、S₃、S₄进行自洽检验,发现应变观测数据连续性、可靠性较高。选取该台2018—2019年钻孔应变原始数据S₁、S₂、S₃、S₄,利用面应变S₁ + S₃、S₂ + S₄相关系数,分析河北省3次M_L≥4.0地震前数据异常变化,并利用剪应变S₁ - S₃、S₂ - S₄的大小,分析受抽水干扰的NE分量主应力方位角,判断干扰源方位,结果发现：①面应变与剪应变在地震发生前均会出现异常变化,且剪应变异常变化幅度较大,应与震中相对于观测井的位置有关;②对于受抽水干扰的钻孔应变NE分量,利用剪应变固体潮数据推算主应力方位角,可得干扰源在钻孔应变观测室NW80.96°方位,与实际位置存在一定偏差。     

库尔勒地震台地倾斜数据一致性及气象因素分析

利用别尔采夫滤波、一般多项式拟合等方法将库尔勒地震台地倾斜、气温、气压观测数据分解为日波、半日波、1～2月周期的月波和年周期变化的年波,然后再利用相关性分析研究库尔勒地倾斜不同频段的观测数据一致性及与气象干扰因素的关系。结果表明：(1)库尔勒地倾斜在日波、半日波频段一致性较好,均能较好地反映出固体潮的变化;(2)库尔勒地倾斜在月波频段的一致性较差,仅垂直摆EW分量与气压月波具有一定的相关性;(3)库尔勒地倾斜年波经相位平移之后,均与气温具有较高的线性相关性,结合物理机理分析库尔勒地倾斜年周期变化受温度影响的原因。     

张掖MS 5.0级地震前高台钻孔应变异常变化研究

张掖MS 5.0级地震前,高台分量式钻孔应变出现了显著的异常变化,排除供电、调零、气压等影响观测数据的干扰因素,研究发现该异常可能是地震前兆异常.利用离散小波分解、超限率、应变变化过程和方位角变化等分析方法提取异常,综合分析发现:NE分量和NW分量出现了破年变低值异常,NE分量较往年最低点达到-64745.46×10-8,超出同期2013—2018年年变均值54.38％,NW分量数据最低点达到最低值-65663.8×10-8,最大超出同期2013—2018年年变均值17.68％;求解(ε1,ε2,φ)后,半长轴ε2持续缓慢增大,半短轴ε1加速增大张力增强,达到最大值26814.1×10-8,后张力加速减小至6441.6×10-8,震后应力逐步恢复至同期均值大小.方位角φ出现大幅偏转;替换量的差分曲线、小波分解曲线、超限率曲线在4月至8月出现明显毛刺增加现象.地震前兆异常明显,异常信息可靠.     

飑线天气过程对云南洞体应变干扰的特征与机制

2016年4月19日云南地区爆发了一次强飑线天气,并相继对楚雄和昆明台的洞体应变观测产生了显著干扰.那么其扰动的全貌和机制究竟如何?截止目前,还鲜有研究.有鉴于此,本文结合多普勒天气雷达和地面气象观测要素数据,对楚雄和昆明台洞体应变的响应历程进行了深入分析.结果表明：(1)飑线过境时的“雷暴鼻”是洞体应变呈脉冲状张性变化的主因,由此产生的最大应变量为19.04×10^-9;(2)各台洞体应变的扰动形态与“雷暴鼻”高度相似,说明其台基岩体均能以线弹性变形的方式响应飑线过程中的气压剧变;(3)“雷暴鼻”中周期性气压的能量主要集中在8～20 cpd频段内;(4)洞体应变对“雷暴鼻”的响应存在一定的相位超前现象.以上结果,不单有助于辨识云南地区洞体应变时序曲线中飑线噪声,而且还能为高频段气压效应的精确改正等提供观测证据.     

榆树沟台形变观测资料影响因素的频谱分析

应用快速傅里叶变换方法,对新疆榆树沟台2012~2013年伸缩仪、水管仪、气压及降水量等分钟值资料进行整理分析,从频域角度初步探讨和分析短周期气压变化和降水因素对该台形变资料的影响。频谱分析结果表明:1在气压平稳情况下,气压与伸缩仪、水管仪的频谱相对独立,周期趋于分散、频谱幅度小;2在短周期气压变化情况下,气压与伸缩仪、水管仪的频谱在周期为56~73min频段上表现出较好的相关性;3降水使得伸缩仪和水管仪频谱幅度明显增大,是影响榆树沟台伸缩仪和水管仪的主要因素。     

汶川Ms8．0地震断层映秀-南坝段的活动方式、形变特征及其形成机制

通过对2008年5月12日发生的汶川8.0级地震的发震构造--中央断裂映秀-南坝段地震地表破裂、地表形变及断裂上余震迁移等特征的详细调查和分析,结果表明:(1)白映秀至南坝,断层活动方式表现为由逆冲逐渐过渡为逆冲-右旋走滑、再到走滑分量与逆冲分量大致相当,同时断层两盘滑动伴有相对弱旋转活动;(2)在断层总体走向NE向、逆冲为主兼右旋走滑活动方式下,局部表现为走向NW向、逆冲为主兼左旋走滑活动方式;(3)地震裂缝与单侧破裂面关系,以及地表重叠缩短形变特征表明,断层活动、应变能释放是在近EW向区域构造应力及NE向局部构造应力综合作用下的结果.依据断层沿线地表裂缝产状的变化,粗略推出映秀至南坝段主应力方向由SEE向NEE方向变化,与前人使用CAP(Cut and Pasate)方法求出的主余震源机制方向基本一致.     

新疆精河6.6级地震前温泉水平摆异常特征分析

2017年8月9日新疆精河发生6.6级地震,本文以温泉台水平摆观测数据为研究对象,首先研究温度、水位对其影响,结果表明,水平摆NS向倾斜量滞后气温约114天,它们之间的相关系数为-0.620195;EW向倾斜量滞后气温44天,相关系数为0.8449978;NS向倾斜量滞后水位约17天,相关系数为-0.6886279。然后,利用回归分析,选取适当的回归模型剔除温度、水位对温泉台水平摆观测数据的影响。最后,对回归残差序列进行分析。研究认为,精河6.6级地震前温泉台水平摆倾斜量的异常特征为:(1)NS分量自2015年10月29日之后的年变畸变,精河地震发生后,于2017年8月11日转向N倾,异常结束;(2)EW向倾斜量自2016年5月13日起出现持续E倾变化,截至地震发生时E倾幅度达0.88″。     

地震前兆还是降雨干扰?——与“宁强5.7级地震前陕西定点形变的异常现象”作者商榷

在宁强M_S5.7地震(2008年5月27日)发生前2天,宝鸡台洞体应变NS和EW分量分别记录到了大幅应变异常,有研究认为该异常是宁强地震的短临前兆^[1]。为客观验证该结论的真伪性,本文采用重复地震检验和统计实证等方法,对该异常进行了较系统的归因分析,结果表明降雨干扰才是主因。     

利用GPS数据分析四川“Y”型构造区地壳运动状态

四川地区地质构造复杂,地壳活动剧烈,为了深入揭示该区“Y”型构造区地壳1999年以来近20年的动态演化规律,基于1999—2017年7期GPS数据,解算各周期网格速度场、应变率场,研究地壳应变场演化过程。结果表明：①2008年以前的3期GPS速度场相对稳定,汶川地震后,速度场变化最大的龙门山断裂带由4.0—5.0 mm/a增至8.0—10.0 mm/a;②汶川震后,“Y”型构造区最大剪应变高值区出现在汶川以东,由2.0×10^-8/a增到22.0×10^-8/a;龙门山断裂带以SE或SEE向主压应变为主,变化速率约5.0×10^-8/a—12.0×10^-8/a,鲜水河断裂由震前NS向主拉应变转为震后EW向主压应变,安宁河断裂东侧由震前SE向主压应变6.0×10^-8/a减至震后的2.0×10^-8/a;面膨胀结果显示,由震前低密度梯度带瞬间变为平行于龙门山断裂带走向的高密度变化区,且存在以金川至都江堰、北川至青川为条带的2个正负交替过渡区;③汶川地震发生压应力释放后,该区SEE向压性特征又逐渐增强,且持续至2017年,释放了龙门山断裂带地壳内部SEE向压应力多年累积能量,但汶川地震对鲜水河断裂与安宁河断裂的整体运动状态则无明显触发作用。     

钻孔体应变对气压和固体潮响应的传递函数——以陕西地区为例

如何厘清钻孔体应变信号中的气压和固体潮频响效应,一直是地球动力学研究中的一大难点.区别于国内现有研究,本文尝试采用传递函数对陕西地区的4个体应变台进行了系统诊断.结果表明:(1)低频带(0.1～0.5 cpd)气压响应的稳定性和可靠性较好,高频带(8～30 cpd)次之,中频带(0.5～8 cpd)最差;(2)不同频带体应变对气压的滞后响应平均在9°以内,但日波和部分高频段的相位存在超前现象;(3)各台气压系数的频响差异显著,若不考虑日波频段的影响,安康台近线性平稳,其余3台则以非线性非平稳特性为主;(4)固体潮响应在半日波频段的稳定性和收敛性,均明显优于日波频段;此外,传递函数和最小二乘法所提取的潮波参数基本相符;(5)基于双衬套钻孔的线弹性介质模型,尚不足以刻画真实的气压响应全貌,其适用性有限.在此基础上,本文也对各台频响特征背后的物理机制进行了初探.相关结果不仅有助于气压和固体潮效应的分频改正,而且还能为相关动力学模型的构建和完善等提供新的视角和实证依据.     

2018年5月松原MS5.7地震序列发震断层及应力场特征

利用双差定位方法对2018年松原M_S5.7地震序列中M_L≥1.0地震重新定位,之后使用CAP方法求解松原M_S5.7地震序列中强地震的震源机制解,再借助MSATSI软件包反演得到松原地区的区域应力场。综合分析以上研究结果得到如下结论:① 松原M_S5.7地震序列发生在NW走向的第二松花江断裂与NE走向的扶余—肇东断裂交会处,将地震精定位结果沿两条断层走向作剖面分析,NW向剖面主轴长度约为5 km,震中分布均匀,NE向剖面主轴长度亦约为5 km,震中呈倾向NE的高倾角分布;② 该序列中的4次M_L≥3.7地震的震源机制解具有良好的一致性:节面Ⅰ走向为NE向,节面Ⅱ走向为NW向,均为高倾角走滑断层。中强地震的震源机制节面解与第二松花江断裂性质基本一致,由此推断第二松花江断裂是本次松原地震的发震断层;③ 松原地区的主压应力方位角为N86°E,倾角为7°,主张应力方位角为N24°E,倾角为71°。松原地区的区域应力场既受到大尺度的板块构造运动的控制,又受到区域构造运动的影响。在太平洋板块对北东亚板块向西俯冲作用下,东北地区产生了近EW向的主压应力,受周边地质构造控制,松辽盆地内NE向断裂与NW向断裂交会处易发生走滑型地震,2018年松原M_S5.7地震正是在这种构造作用控制下发生的中强地震。