王飛 陶媛 儲(chǔ)飛 應(yīng)允翔 肖偉鵬 潘浩波

摘 要：鉆孔體應(yīng)變是通過地層內(nèi)部應(yīng)變狀態(tài)依時(shí)間連續(xù)變化的精細(xì)觀測，通過觀測數(shù)據(jù)分析來掌握地震應(yīng)變前兆的中期—短期——臨震及震后調(diào)整的時(shí)空分布與發(fā)展變化的規(guī)律。本文分別選取合肥地震臺(tái)、黃山地震臺(tái)儀器均正常運(yùn)行時(shí)間段的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比研究，利用線性平滑濾波方法及差分法求加速度方法分析體應(yīng)變數(shù)據(jù)異常變化，從而得出相關(guān)前兆信息。

關(guān)鍵詞：鉆孔體應(yīng)變 異常 地震

中圖分類號：P315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（a）-0023-05

“十一五”期間，安徽省地震局為加強(qiáng)短臨跟蹤，沿郯廬斷裂帶中南端安裝了5地震臺(tái)TJ-Ⅱ型鉆孔體應(yīng)變觀測儀，分別安裝在嘉山地震臺(tái)、蚌埠地震臺(tái)、六安地震臺(tái)、合肥地震臺(tái)、黃山地震臺(tái)。其采樣率為分鐘值，探頭深約60～80m。整點(diǎn)值能記錄到完整的固體潮，分鐘值可以清晰地記錄到地震應(yīng)變波、 震時(shí)的同震應(yīng)變。對于遠(yuǎn)震，同震效應(yīng)的頻率低，因此，TJ-Ⅱ就能有較好的反映，且自運(yùn)行以來均保持較高的連續(xù)率和完整率。鉆孔體應(yīng)變是通過地層內(nèi)部應(yīng)變狀態(tài)依時(shí)間連續(xù)變化的精細(xì)觀測，通過觀測數(shù)據(jù)分析來掌握地震應(yīng)變前兆的中期—短期——臨震及震后調(diào)整的時(shí)空分布與發(fā)展變化的規(guī)律。本文分別選取合肥地震臺(tái)、黃山地震臺(tái)儀器均正常運(yùn)行時(shí)間段的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比研究，利用線性平滑濾波方法及差分法求加速度方法分析體應(yīng)變數(shù)據(jù)異常變化，從而得出相關(guān)前兆信息。

1 原理方法

三點(diǎn)線性平滑濾波是對地震前兆觀測數(shù)據(jù)序列進(jìn)行處理的一種常用濾波方法，可以較好地抑制隨機(jī)成分的幅度，能概略反映序列變化，分析提取中短異常，可以較細(xì)致地反映臨震異常的某些信息。三點(diǎn)線性平滑濾波殘差值，即體應(yīng)變實(shí)際觀測值與平滑濾波值的差值，差值越大異常越明顯。

差分方法是壓制較長周期突出短周期的線性濾波器。曲線的突跳或離散度增大，往往是短臨異常的表現(xiàn)。差分序列可以突出這類異常，并直接用均方差作為分辨異常的控制線。

2 數(shù)據(jù)處理及分析

2.1 同震效應(yīng)

兩地震臺(tái)體應(yīng)變儀器記錄數(shù)據(jù)以來保持較好運(yùn)行，在國內(nèi)外一些中遠(yuǎn)震都有較好的映震效果，下面以2012年4月11日蘇門答臘島8.8級及2013年4月20日四川雅安7.0級為例。

2.2 震例分析

2.2.1 江西九江瑞昌4.7級地震

2011年9月10日江西省九江瑞昌市發(fā)生4.7級地震，震中距離黃山地震臺(tái)260km左右。利用2011年8月～9月體應(yīng)變?nèi)站禂?shù)據(jù)，進(jìn)行三點(diǎn)線性平滑濾波處理，如圖2所示，三點(diǎn)線性平滑濾波殘差值曲線于9月2、3日出現(xiàn)先上后下的脈沖異常，異常出現(xiàn)前后均無降雨，排除了降雨干擾，且異常幅度均超出2倍均方差的控制線，張性異常的超差值為174，壓性異常的超差值為155。短臨異常表現(xiàn)突出，7天后的9月10日在九江瑞昌發(fā)生4.7級地震，充分反映震源區(qū)附近應(yīng)力場的演變特性。如圖3所示。

圖4是體應(yīng)變2011年8月～9月的日均值數(shù)據(jù)進(jìn)行二階差分求加速度值的曲線，從中可以看出，差分曲線在9月2日～3日出現(xiàn)高值的脈沖異常，向上向下的脈沖均超出2倍均方差的控制線，壓性異常的超差值為516，張性異常的超差值為456，異常明顯，7天后，即2011年9月10日在九江瑞昌發(fā)生4.7級地震。

2.2.2 江蘇揚(yáng)州寶應(yīng)4.9級地震

2012年7月20日江蘇省揚(yáng)州寶應(yīng)縣發(fā)生4.9級地震，震中距離合肥地震臺(tái)300km左右。利用同樣的處理方法可以發(fā)現(xiàn)，殘差值曲線于7月14、15日出現(xiàn)先上后下的脈沖異常，異常出現(xiàn)前后均無降雨，排除了降雨干擾，且異常幅度均超出2倍均方差的控制線，張性異常的超差值為4.9，壓性異常的超差值為28.4。短臨異常表現(xiàn)突出，5天后的7月20日在揚(yáng)州寶應(yīng)發(fā)生4.9級地震。如圖5所示.

利用差分法求加速度也可以看出，差分曲線在9月14日～15日出現(xiàn)高值的脈沖異常，向上向下的脈沖均超出2倍均方差的控制線，壓性異常的超差值為13，張性異常的超差值為83，異常明顯，5天后，在揚(yáng)州寶應(yīng)發(fā)生4.9級地震。如圖6所示。

3 討論與結(jié)論

3.1 中遠(yuǎn)震前兆信息異常討論

2013年4月20日在四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級地震，震中距離安徽省平均為1700km，利用線性平滑濾波及差分求加速度，在各曲線中也能發(fā)現(xiàn)較明顯張、壓性異常變化，區(qū)別是前兆異常信息出現(xiàn)的比較早，大約一個(gè)月左右，此兩種方法對于中遠(yuǎn)震前兆信息異常的捕捉需待進(jìn)一步驗(yàn)證。如圖7、圖8所示。

3.2 結(jié)論

（1）利用線性平滑濾波及差分求加速度能較有效捕捉臨近區(qū)域近震的前兆異常信息，且曲線反應(yīng)較明顯。

（2）在中遠(yuǎn)震方面，此兩種方法也能捕捉到一定的異常信息，是否與震中距離有關(guān)，尚待驗(yàn)證。

（3）此兩種方法可以輔助對近距離地震做出一定預(yù)測。

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