楊順達，閆遠芳

(1.山西省地震局，山西 太原 030021；2.太原大陸裂谷動力學(xué)國家野外科學(xué)觀測研究站，山西 太原 030025)

1 臺站基本概況及觀測儀器簡介

1.1 臺站地理位置

五臺地震科技中心位于山西省五臺縣金崗庫鄉(xiāng)大插箭溝口，東鄰五臺山清水河，西鄰五臺山大斷裂邊緣。中心附近出露巖層為太古界片麻巖系，第四紀(jì)覆蓋為灰褐色粉砂土，全新統(tǒng)的洪積——沖積及現(xiàn)代的砂礫石層。附近流域水系主要是泉水匯積，表層為現(xiàn)代耕作土層，地表0.3～0.6 m以下為礫石層，礫石層之上為粉砂土層。

1.2 SSQ-2I型數(shù)字石英水平擺傾斜儀簡介

五臺地震科技中心SSQ-2I型數(shù)字石英水平擺傾斜儀由中國地震局地震預(yù)測研究所研制[1]，2011年5月安裝。觀測山洞于2010年10月建設(shè)完成，入深50 m，洞體巖層為太古界片麻巖系，坡面為灌木叢，植被較好。洞體主覆蓋厚度70 m，4道船艙門密封。日溫差小于0.01 ℃，年溫差小于0.01 ℃。觀測基墩為完整基巖，穩(wěn)定可靠，無明顯環(huán)境異常。

2 遠震異常特征分析

研究該傾斜儀東西分量2013年2月28日至2014年3月30日的觀測數(shù)據(jù)，及其在堪察加半島附近、日本附近、斯科舍海附近和智利近海強震前的原始觀測數(shù)據(jù)、圖像進行分析。

2.1 堪察加?xùn)|海岸附近強震的前兆異常特征

在堪察加?xùn)|海岸附近發(fā)生強震前，該SSQ-2I石英水平擺傾斜儀東西分量觀測數(shù)據(jù)在震前25 h至發(fā)震時刻出現(xiàn)鋸齒形抖動的前兆異常，記錄地震13個，映震13個(見表1、第16頁圖1)。

表1 2013年堪察加?xùn)|海岸附近地震及前兆異常Table 1 Earthquakes near Sea off the East Coast of Kamchatka and its Precursory Anomaly in 2013

圖1 水平擺東西分量記錄堪察加?xùn)|海岸附近海域6級以上地震震中分布圖Fig.1 The epicenter distribution map of the M ≥ 6 earthquakes of the sea off the East Coast of Kamchatka recorded by the east-west component of the horizontal pendulum at Wutai station

如，2013年3月24日在堪察加?xùn)|海岸附近發(fā)生6.0級地震，傾斜儀東西分量在3月23日06:00-17:00出現(xiàn)明顯的數(shù)據(jù)鋸齒形抖動，在10:10-15:40抖動非常劇烈，震中距3 827.77 km(見圖2)。

圖2 水平擺EW分量2013年3月23日至24日分鐘值曲線Fig.2 E-W component minute-value curves of horizontal pendulum from March 23-24, 2013

2.2 日本附近強震的前兆異常特征

在日本附近海域強震發(fā)生前，五臺SSQ-2I石英水平擺傾斜儀東西分量在震前24 h至發(fā)震時刻內(nèi)會出現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)鋸齒形抖動的前兆異常特征。記錄4個，映震3個(見圖3、表2)。

圖3 水平擺東西分量記錄日本附近6級以上地震震中分布圖Fig.3 The epicenter distribution map of the M ≥ 6 earthquakes near Japan recorded by the east-west component of the horizontal pendulum at Wutai station

如，2013年4月02日在日本本州東海岸附近海域發(fā)生6.2級地震，傾斜儀東西分量在4月1日04:30-16:30出現(xiàn)明顯的數(shù)據(jù)鋸齒形異常抖動，在09:30-10:00抖動非常劇烈。震中距為2 541.23 km(見第17頁圖4)。

2.3 斯科舍海附近強震的前兆異常特征

在斯科舍海發(fā)生強震前，五臺SSQ-2I石英水平擺傾斜儀東西分量在震前15 h至發(fā)震時刻內(nèi)會出現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)鋸齒形抖動的前兆異常特征，記錄5個，映震3個(見第17頁圖5、表3)。

表2 日本附近地震及前兆異常Table 2 Earthquakes Near Japan and its Precursory Anomaly

如，2013年11月16日斯科舍海發(fā)生6.9級地震，傾斜儀東西分量在11月15日22:20至16日04:40出現(xiàn)明顯的鋸齒形抖動，在震前06:30再次出現(xiàn)鋸齒形抖動，一直持續(xù)到地震發(fā)生(見第17頁圖6)。

2.4 智利近海強震的前兆異常特征

在智利北部附近海域發(fā)生強震前，SSQ-2I石英水平擺傾斜儀東西分量在震前17 h～8 h內(nèi)會出現(xiàn)觀測如，2014年3月24日在智利北部附近海域發(fā)生6.2級地震，傾斜儀東西分量在3月23日10:30-17:00出現(xiàn)鋸齒形抖動(見第18頁圖8)。

圖4 水平擺EW分量2013年4月1至2日分鐘值曲線Fig.4 E-W component minute-value curves of horizontal pendulum from April 1-2, 2013

數(shù)據(jù)鋸齒形抖動的前兆異常特征。記錄5個地震，映震4個(見圖7、第18頁表4)。

圖5 水平擺東西分量記錄斯科舍海附近6級以上地震震中分布圖Fig.5 The epicenter distribution map of the M ≥ 6 earthquakes near the Scotia sea recorded by the east-west component of the horizontal pendulum at Wutai station

表3 斯科舍海附近地震及前兆異常Table 3 Earthquakes Near the Scotia sea and its Precursory Anomaly

圖6 水平擺EW分量2013年11月15至16日分鐘值曲線Fig.6 E-W component minute-value curves of horizontal pendulum from November 15-16, 2013

3 結(jié)語

五臺地震科技中心SSQ-2I數(shù)字石英水平擺傾斜儀東西分量動態(tài)特征明顯，儀器工作性能穩(wěn)定，記錄的數(shù)據(jù)具有一定的參考和研究價值。從2013年2月28日至2014年3月30日，在傾斜儀東西分量正常運行情況下，累計記錄6級以上地震75個，其中記錄到存在明顯前兆異常的46個，映震率達到61.33%。在大多數(shù)中強遠震發(fā)生前數(shù)小時，固體潮曲線發(fā)生畸變，出現(xiàn)明顯抖動或鋸齒狀異常等變化。SSQ-2I數(shù)字石英水平擺傾斜儀東西分量對不同方位的中遠距離強震具有較強的映震記錄，可提供一定的地震前兆信息。但僅傾斜儀單套儀器進行前兆觀測，不利于地震異常識別[2]，建議安裝多套形變儀器并行觀測，便于地震前兆異常的準(zhǔn)確判定。

圖7 水平擺東西分量記錄智利近海6級以上地震震中分布圖Fig.7 The epicenter distribution map of the M ≥ 6 earthquakes in Chile offshore recorded by the east-west component of the horizontal pendulum

表4 智利近海地震及前兆異常Table 4 Earthquakes Chile offshore and its Precursory Anomaly

圖8 水平擺EW分量2014年3月23至24日分鐘值曲線Fig.8 E-W component minute-value curves of horizontal pendulum from March 23-24, 2014