斯琴 關(guān)冬曉 卓瑞祺

摘要：根據(jù)鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)理論，利用巴侖臺(tái)、庫(kù)米什和小泉溝分量鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)定量計(jì)算測(cè)區(qū)附近構(gòu)造應(yīng)變變化。結(jié)果顯示，三個(gè)臺(tái)站的最大-最小主應(yīng)變、面應(yīng)變和剪應(yīng)變的應(yīng)變速率相對(duì)恒定，主方向大體不變；巴侖臺(tái)附近區(qū)域受張-壓應(yīng)力相互作用，主壓應(yīng)變方向?yàn)镹22°W， 庫(kù)米什臺(tái)附近區(qū)域受拉張應(yīng)力作用，主張應(yīng)變方向?yàn)镹8°E；小泉溝臺(tái)附近區(qū)域受壓應(yīng)力作用，主壓應(yīng)變方向約為N46°W；精河M_S6.6地震前巴侖臺(tái)和小泉溝的應(yīng)變變化速率明顯高于平均水平，均呈現(xiàn)在壓縮背景下的應(yīng)變加速變化異常，可以為應(yīng)變資料同類(lèi)異常的識(shí)別和判定提供參考。

關(guān)鍵詞：四分量鉆孔應(yīng)變；構(gòu)造應(yīng)變；應(yīng)變速率；天山中段；異常

doi：10.16256/j.issn.1001-8956.2023.03.006

地應(yīng)力變化是地震發(fā)生的重要原因，在構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用下，地殼巖石介質(zhì)會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)變形，產(chǎn)生能量積累，當(dāng)能量積累到一定程度就會(huì)導(dǎo)致局部地殼的破裂，即發(fā)生地震^［1］。連續(xù)監(jiān)測(cè)地殼應(yīng)力、應(yīng)變場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，對(duì)于認(rèn)識(shí)地震孕育過(guò)程的動(dòng)力學(xué)特征及探索地震預(yù)報(bào)具有重要意義^［2-5］。四分量鉆孔應(yīng)變儀，是中國(guó)研制的^［6］一種新興高精度地球動(dòng)力學(xué)觀(guān)測(cè)儀器，在地殼變形和應(yīng)力場(chǎng)觀(guān)測(cè)中扮演著重要角色，它優(yōu)于其他觀(guān)測(cè)手段的一個(gè)重要能力就是能夠確定構(gòu)造應(yīng)變變化^［7］。

近年來(lái)，隨著鉆孔應(yīng)變站網(wǎng)數(shù)據(jù)的不斷積累，利用鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)結(jié)果計(jì)算當(dāng)?shù)貥?gòu)造運(yùn)動(dòng)應(yīng)變變化成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。鐘繼茂等^［8］用多分量鉆孔應(yīng)變儀資料推算測(cè)區(qū)附加應(yīng)變場(chǎng)的主應(yīng)變大小和主方向；蔣靖祥等^［9］利用新疆地區(qū)1985—2010年的鉆孔應(yīng)變、應(yīng)力連續(xù)觀(guān)測(cè)資料研究相對(duì)應(yīng)力場(chǎng)，得出新疆地區(qū)應(yīng)力場(chǎng)主壓應(yīng)力方向近NS，呈現(xiàn)區(qū)域性分布特征；張肖等^［10］根據(jù)“雙襯套”^［11］理論觀(guān)測(cè)模型和應(yīng)變理論，以易縣臺(tái)分量鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)資料為例，解算測(cè)區(qū)構(gòu)造應(yīng)變變化；邱澤華等^［12］對(duì)全國(guó)分量鉆孔應(yīng)變臺(tái)網(wǎng)的YRY型鉆孔應(yīng)變儀的應(yīng)變變化主方向、應(yīng)變速率進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)這些應(yīng)變儀的觀(guān)測(cè)變化非常穩(wěn)定，可以為地球動(dòng)力學(xué)的研究提供可靠的數(shù)據(jù)；陳永前等^［13］結(jié)合區(qū)域構(gòu)造和鉆孔應(yīng)變潮汐變化、主方位角、主應(yīng)變變化分析山西地區(qū)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)山西地區(qū)主應(yīng)變場(chǎng)方向與該區(qū)域主要活動(dòng)斷裂方向相一致。

本文中利用天山中部地區(qū)分布相對(duì)集中的巴侖臺(tái)、庫(kù)米什和小泉溝臺(tái)3套R(shí)ZB-2型四分量鉆孔應(yīng)變儀資料，采用四分量鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)理論及應(yīng)變換算方法^［14-17］，選取不同時(shí)間類(lèi)型的數(shù)據(jù)定量計(jì)算測(cè)點(diǎn)附近的主應(yīng)變大小、主方向等構(gòu)造應(yīng)變參數(shù)，獲取測(cè)點(diǎn)附近的構(gòu)造應(yīng)變變化，為分析該地區(qū)的地球動(dòng)力學(xué)、地震、活動(dòng)特征、地震危險(xiǎn)性評(píng)估等提供參考依據(jù)。

巴侖臺(tái)、庫(kù)米什和小泉溝是庫(kù)爾勒地震監(jiān)測(cè)中心站所屬子臺(tái)（圖1），為天山中段地震前兆臺(tái)網(wǎng)項(xiàng)目所建，儀器型號(hào)是RZB型電容式多分量鉆孔應(yīng)變儀，于2014—2016年架設(shè)完成，并開(kāi)始觀(guān)測(cè)。其中巴侖臺(tái)和小泉溝分量鉆孔應(yīng)變儀器建設(shè)初期出現(xiàn)故障較多，進(jìn)行了二次更換和維修，到2016年底，全部數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，各個(gè)測(cè)項(xiàng)能記錄到清晰的固體潮變化。表1給出了這3個(gè)臺(tái)站地址構(gòu)造背景及儀器元件參數(shù)，鉆孔最深的是巴侖臺(tái)，庫(kù)米什和小泉溝鉆孔深度相當(dāng)。

2 觀(guān)測(cè)原理及計(jì)算方法

四分量鉆孔應(yīng)變儀的探頭是一個(gè)密封的圓套筒，內(nèi)部安裝測(cè)量套管內(nèi)徑變化的4個(gè)元件（電容式位移傳感器）。鉆孔打好后，將探頭放入，然后用特制的水泥填充于鋼筒和巖孔之間進(jìn)行耦合固結(jié)，將二者耦合起來(lái)，才能進(jìn)行觀(guān)測(cè)。由于這種特定的耦合方式，使套筒、水泥、巖石之間形成了一個(gè)復(fù)合的“雙襯套”結(jié)構(gòu)^［11］。根據(jù)“雙襯套”觀(guān)測(cè)模型原理，當(dāng)遠(yuǎn)處有均勻水平主應(yīng)變?chǔ)?sub>1和ε₂時(shí)，鉆孔θ方向上的孔徑相對(duì)變化為：

S_θ=A（ε₁+ε₂）+B（ε₁-ε₂）cos2（θ-φ） .（1）

式中：S_θ是指實(shí)際觀(guān)測(cè)給出的數(shù)值。θ是元件1的方位角，而A和B是耦合系數(shù)。在分量鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)中，采用四分量的探頭結(jié)構(gòu)，即各個(gè)傳感器之間的夾角均為45°，有比較明顯的優(yōu)越性。所以，設(shè)S_i（i=1，2，3，4）是4個(gè)元件的觀(guān)測(cè)值，將兩組互相垂直方向上的孔徑相對(duì)變化觀(guān)測(cè)值用公式（1）表示并相加，可得到如下簡(jiǎn)單關(guān)系：

S₁+S₃=S₂+S₄=2A（ε₁+ε₂） .（2）

式（2）是四分量鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)的自洽方程^［7］。當(dāng)觀(guān)測(cè)自洽很差時(shí)，可以利用相對(duì)實(shí)地標(biāo)定進(jìn)行數(shù)據(jù)矯正^［14］。參照地震行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)換算，令

則可解出主應(yīng)變和主方向?yàn)?/p>

式中：φ為主方向，ε₁、ε₂分別為最大、最小主應(yīng)變，則面應(yīng)變?chǔ)?sub>a=ε₁+ε₂，剪應(yīng)變?chǔ)?sub>s=12（ε₁-ε₂）。

3 數(shù)據(jù)處理及計(jì)算結(jié)果分析

選取巴侖臺(tái)、庫(kù)米什和小泉溝2017年1月1日至2021年12月31日的應(yīng)變觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)（小泉溝2021年儀器故障，選取數(shù)據(jù)截至2020年底），在對(duì)數(shù)據(jù)資料質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，對(duì)這3個(gè)臺(tái)站4個(gè)方向的鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)變換算，定量計(jì)算測(cè)點(diǎn)附近的構(gòu)造應(yīng)變變化及主方向。

3.1 觀(guān)測(cè)資料評(píng)價(jià)

四分量鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)最大的優(yōu)勢(shì)就是可以利用自洽方程對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)^［7］，可以通過(guò)兩組垂直元件計(jì)算面應(yīng)變結(jié)果的一致性來(lái)說(shuō)明記錄資料的可靠性。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于觀(guān)測(cè)較好的臺(tái)站2組面應(yīng)變曲線(xiàn)形態(tài)近似，相關(guān)性較好。但在實(shí)際觀(guān)測(cè)中，因各元件靈敏度受到干擾因素（如溫度）的影響程度不同，導(dǎo)致各元件的靈敏度變化也不一致，就會(huì)造成各觀(guān)測(cè)值之間的關(guān)系不符合自洽方程^［14］。所以要用相對(duì)實(shí)地標(biāo)定方法對(duì)四個(gè)元件的靈敏度進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，并計(jì)算各元件的靈敏度矯正系數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量不佳的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行矯正，以提高數(shù)據(jù)的自洽程度。而數(shù)據(jù)信度C₉₅是刻畫(huà)數(shù)據(jù)自洽程度的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，可以定量描述數(shù)據(jù)的自洽程度，信度越接近1，表示數(shù)據(jù)自洽程度越高，數(shù)據(jù)越可靠^［12］。本文選取巴侖臺(tái)、庫(kù)米什和小泉溝臺(tái)四分量鉆孔應(yīng)變?cè)颊c(diǎn)值數(shù)據(jù)，并用一階差分值進(jìn)行相對(duì)實(shí)地標(biāo)定和數(shù)據(jù)矯正，獲得觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)資料質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2可以看出，巴侖臺(tái)4個(gè)元件的靈敏度矯正系數(shù)均在1附近，說(shuō)明數(shù)據(jù)質(zhì)量較高，矯正前后信度C₉₅變化很小，小于5%，對(duì)這種數(shù)據(jù)可以不用進(jìn)行矯正^［12］。庫(kù)米什元件靈敏度矯正系數(shù)k₂相對(duì)較低，說(shuō)明第2路數(shù)據(jù)質(zhì)量較差，其他3個(gè)元件的矯正系數(shù)均在1值附近，分析認(rèn)為，可能是井下探頭中的2號(hào)元件靈敏度發(fā)生了不一致變化，經(jīng)矯正后信度由0.726 0提高至0.799 2。小泉溝4個(gè)元件的靈敏度矯正系數(shù)也都在0.8以上，經(jīng)矯正后，其信度指標(biāo)從0.779 6 提高至0.828 9，改善比較明顯。這三個(gè)臺(tái)站具有這么高的信度，說(shuō)明數(shù)據(jù)是比較可靠的。在后續(xù)計(jì)算中，對(duì)庫(kù)米什和小泉溝的數(shù)據(jù)進(jìn)行了矯正。

3.2 應(yīng)變換算分析

根據(jù)公式（4）可以定量計(jì)算測(cè)點(diǎn)主應(yīng)變變化和主方向，因?yàn)榉至裤@孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)記錄的是變化量，所以本文以2017年1月1日為基準(zhǔn)，對(duì)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸零操作（即所有的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)減掉起點(diǎn)值，使4條觀(guān)測(cè)曲線(xiàn)的起點(diǎn)都為0），再用小時(shí)值、日均值、15日均值和30日均值數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比研究，計(jì)算巴侖臺(tái)、庫(kù)米什和小泉溝最大主應(yīng)變?chǔ)?sub>1、最小主應(yīng)變?chǔ)?sub>2、面應(yīng)變?chǔ)?sub>a、剪應(yīng)變?chǔ)?sub>s和主方向φ等應(yīng)變參數(shù)，獲取測(cè)點(diǎn)附近的構(gòu)造應(yīng)變變化，結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，每個(gè)臺(tái)站用不同時(shí)間尺度類(lèi)型數(shù)據(jù)計(jì)算得到的應(yīng)變參數(shù)都比較穩(wěn)定，無(wú)論用哪種數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行計(jì)算，每個(gè)臺(tái)的最大主應(yīng)變、最小主應(yīng)變、面應(yīng)變和剪應(yīng)變的應(yīng)變速率都變化十分微小，且應(yīng)變變化主方向φ保持不變，由此可見(jiàn)，對(duì)于自洽程度較好的數(shù)據(jù)，無(wú)論使用小時(shí)值還是30日均值，其應(yīng)變參數(shù)結(jié)果基本不變。

（1） 最大主應(yīng)變變化分析：分量鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)增大表示拉張變化，減小表示擠壓變化。圖2是這3個(gè)臺(tái)站用日均值數(shù)據(jù)換算得到的主應(yīng)變、主方向變化曲線(xiàn)及其擬合直線(xiàn)（其他時(shí)間尺度數(shù)據(jù)類(lèi)似）。由圖可知，巴侖臺(tái)、庫(kù)米什和小泉溝最大主應(yīng)變變化速率分別約為165 ns/a，753 ns/a和-1 755 ns/a。巴侖臺(tái)最大主應(yīng)變整體呈拉張變化，2017年8月初出現(xiàn)拉張轉(zhuǎn)壓縮的變化，直到9月底才恢復(fù)到原來(lái)的拉張變化，期間發(fā)生了精河M_S6.6和庫(kù)車(chē)M_S5.7地震。2019年10月巴侖臺(tái)張應(yīng)變速率加快，其后出現(xiàn)快速壓縮變化，與同期水位變化比較同步，分析認(rèn)為是水位影響所致。庫(kù)米什最大主應(yīng)變整體呈穩(wěn)定的拉張變化。小泉溝最大主應(yīng)變整體呈壓縮變化，2017年1月出現(xiàn)反向加速變化，3月恢復(fù)壓縮變化，8月發(fā)生精河M_S6.6地震。

（2） 最小主應(yīng)變變化分析：巴侖臺(tái)、庫(kù)米什和小泉溝最小主應(yīng)變變化速率分別約為-207 ns/a，425 ns/a和-2 153 ns/a。巴侖臺(tái)和小泉溝最小主應(yīng)變出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常變化的時(shí)間、形態(tài)與和最大主應(yīng)變變化比較一致。巴侖臺(tái)和小泉溝最小主應(yīng)變整體趨勢(shì)呈下降變化，庫(kù)米什呈上升變化。

（3） 面應(yīng)變和剪應(yīng)變變化分析：巴侖臺(tái)、庫(kù)米什和小泉溝臺(tái)的面應(yīng)變變化速率分別為-42 ns/a，1 179 ns/a和-3 908 ns/a，剪應(yīng)變變化速率都不到200 ns/a?？梢钥闯?個(gè)臺(tái)的面應(yīng)變年變化速率差異較大，而剪應(yīng)變年變化速率基本一致，均是以每年不到1個(gè)微應(yīng)變速率逐漸增大。

（4） 應(yīng)變變化主方向：這里的主方向是以地理坐標(biāo)北為起點(diǎn)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)來(lái)定義的。圖3分別繪制了這3個(gè)臺(tái)站的應(yīng)變變化主方向，可以看出，巴侖臺(tái)應(yīng)變變化主方向?yàn)?58°，呈NNW向；庫(kù)米什臺(tái)應(yīng)變主方向?yàn)?°，呈NNE向；小泉溝臺(tái)應(yīng)變主方向?yàn)?34°，呈NWW向。

根據(jù)唐磊等^［18］提出的判斷觀(guān)測(cè)區(qū)域應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的方法，對(duì)這3個(gè)應(yīng)變臺(tái)站周邊區(qū)域地表應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)進(jìn)行分析。從圖2可以看出，巴侖臺(tái)的主應(yīng)變?chǔ)?sub>1＞0，ε₂＜0，說(shuō)明巴侖臺(tái)鉆孔區(qū)域附近受張-壓應(yīng)力相互作用，再結(jié)合圖3（a）中的主方向及4個(gè)元件的方位，可知巴侖臺(tái)及附近區(qū)域受張-壓應(yīng)力相互作用，主壓應(yīng)變方向約為N22°W。庫(kù)米什的主應(yīng)變?chǔ)?sub>1＞0，ε₂＞0，小泉溝的主應(yīng)變?chǔ)?sub>1＜0，ε₂＜0，同樣方法可以判斷出，庫(kù)米什臺(tái)及附近區(qū)域主要受拉張應(yīng)力作用，主張應(yīng)變方向約為N8E°；小泉溝臺(tái)及附近區(qū)域主要受壓應(yīng)力作用，主壓應(yīng)變方向約為N46W°。

巴侖臺(tái)、庫(kù)米什和小泉溝主要分布在天山中部地區(qū)（圖1），天山中部地區(qū)的主要構(gòu)造走向以NNW為主，這3個(gè)臺(tái)站附近的構(gòu)造斷裂也呈NW展布，如巴侖臺(tái)附近的烏拉斯臺(tái)斷裂，小泉溝附近的洪水溝斷裂。整個(gè)天山地區(qū)基本受近NS向背景應(yīng)力場(chǎng)的控制，但受塊體與斷裂相互作用的影響應(yīng)力分布不均勻，局部地區(qū)出現(xiàn)NNW、NNE向，而天山中部地區(qū)表現(xiàn)出較明顯的NNW向作用力^［19］。由此可知，巴侖臺(tái)和小泉溝臺(tái)的最大主應(yīng)變方向與臺(tái)站附近的構(gòu)造走向基本一致，也與天山中部地區(qū)的NNW向背景應(yīng)力場(chǎng)較一致。GPS應(yīng)變場(chǎng)解算結(jié)果顯示天山及鄰近地區(qū)應(yīng)變場(chǎng)的主壓應(yīng)變優(yōu)勢(shì)分布方向?yàn)镹NW^［20］，可以推算出該區(qū)域的主張應(yīng)力場(chǎng)方向?yàn)镹EE；由庫(kù)米什臺(tái)分量鉆孔解算得到該臺(tái)附近區(qū)域處于NNE向張應(yīng)力作用，兩者結(jié)果基本吻合。

4 結(jié)論與討論

根據(jù)四分量鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)理論及應(yīng)變換算方法，通過(guò)計(jì)算巴侖臺(tái)、小泉溝和庫(kù)米什臺(tái)主應(yīng)變、面應(yīng)變、剪應(yīng)變和主方向等構(gòu)造應(yīng)變場(chǎng)參數(shù)，對(duì)測(cè)區(qū)構(gòu)造應(yīng)變變化進(jìn)行定量分析，并判斷觀(guān)測(cè)點(diǎn)附近地表的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，得到以下結(jié)論：

（1） 巴侖臺(tái)、庫(kù)米什和小泉溝最大主應(yīng)變、最小主應(yīng)變變化曲線(xiàn)總體形態(tài)呈現(xiàn)斜率大體不變的斜線(xiàn)，應(yīng)變變化速率保持在一個(gè)恒定的水平，主方向保持不變，這就是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成的應(yīng)變變化的表現(xiàn)。

（2） 巴侖臺(tái)及附近區(qū)域受張-壓應(yīng)力相互作用，主壓應(yīng)變方向約為N22°W。庫(kù)米什臺(tái)及附近區(qū)域主要受拉張應(yīng)力作用，主張應(yīng)變方向約為N8°E；小泉溝臺(tái)及附近區(qū)域主要受壓應(yīng)力作用，主壓應(yīng)變方向約為N46°W。

（3） 巴侖臺(tái)和小泉溝臺(tái)應(yīng)變變化主方向基本呈NNW和NWW向，與臺(tái)站附近呈NW向展布的構(gòu)造斷裂的走向基本一致，也與GPS解算結(jié)果給出的天山及鄰近地區(qū)應(yīng)變場(chǎng)的主壓應(yīng)變優(yōu)勢(shì)分布方向NNW較一致；庫(kù)米什呈NNE向，與鄰近地區(qū)的主拉應(yīng)變方向基本一致。

（4） 精河M_S6.6地震前巴侖臺(tái)和小泉溝應(yīng)變變化速率出現(xiàn)前兆異常變化，其異常特征顯示，震前應(yīng)變變化速率明顯高于平均水平，均呈現(xiàn)在壓縮背景下的應(yīng)變加速變化，為應(yīng)變資料同類(lèi)異常的識(shí)別和判定提供了參考。

由于用應(yīng)變觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)換算構(gòu)造應(yīng)變變化是以理論固體潮作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)地標(biāo)定計(jì)算的，這種計(jì)算排除了地形、巖性和高程等局部因素的影響，與真實(shí)數(shù)值肯定有一定的偏離，所以還需在后續(xù)的研究中，進(jìn)一步結(jié)合GNSS、重力、測(cè)震等更多手段進(jìn)行綜合分析，取得更為可靠的認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 邱澤華.中國(guó)分量鉆孔地應(yīng)力-應(yīng)變觀(guān)測(cè)發(fā)展重要事件回顧［J］.大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)，2010，30（5）：42-47.

［2］ 蔣靖祥，王在華，李川，等.新疆鉆孔應(yīng)變異常與強(qiáng)震活動(dòng)［J］.內(nèi)陸地震，2003，17（2）：126-133.

［3］ 潘振生，徐衍剛，賴(lài)愛(ài)京.烏什地震臺(tái)鉆孔應(yīng)變震前異常特征［J］.內(nèi)陸地震，2015，29（1）：41-49.

［4］ 梁卉，高小其，向陽(yáng)，等．新疆北天山艾其溝泥火山強(qiáng)震前顯著噴涌現(xiàn)象及其變化機(jī)理分析［J］．中國(guó)地震，2018，34（3）：534-544.

［5］ 韓桂紅，滕海濤，高歌，等.天山中段兩次地震前尼勒克分量式鉆孔應(yīng)變異常特征分析［J］.內(nèi)陸地震，2021，35（2）：136-142.

［6］ 蘇愷之.地應(yīng)力測(cè)量方法［M］.北京：地震出版社，1985.

［7］ 邱澤華.鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)理論與應(yīng)用［M］.北京：地震出版社，2017.

［8］ 鐘繼茂，李祖寧，謝志釗，等.用多分量鉆孔應(yīng)變資料推算測(cè)區(qū)附加應(yīng)變場(chǎng)方向［J］ .大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)，2011，31（1）：29-33.

［9］ 蔣靜祥，尹光華，吳國(guó)棟.基于鉆孔應(yīng)力、應(yīng)變連續(xù)實(shí)測(cè)資料研究新疆相對(duì)應(yīng)力場(chǎng)［J］．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，31（1）：154-163.

［10］張肖，齊玉妍，云蔭，等.基于分量鉆孔應(yīng)變資料分析測(cè)區(qū)構(gòu)造應(yīng)變變化［J］．地震，2019，39（4）：76-83.

［11］中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所.地應(yīng)力測(cè)量的原理和應(yīng)用［M］ .北京：地質(zhì)出版社，1981.

［12］邱澤華，唐磊，郭燕平，等.用四分量鉆孔應(yīng)變儀觀(guān)測(cè)構(gòu)造應(yīng)變速率［J］．地球物理學(xué)進(jìn)展，2020，35（5）：1 688-1 701.

［13］陳永前，張淑亮，李宏偉.基于四分量鉆孔應(yīng)變資料的區(qū)域應(yīng)變場(chǎng)特征分析［J］ .大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)，2021，41（10）：1 095-1 100.

［14］邱澤華，石耀霖，歐陽(yáng)祖熙.四分量鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)的實(shí)地相對(duì)標(biāo)定［J］ .大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)，2005，25（1）：118-122.

［15］邱澤華，石耀霖，歐陽(yáng)祖熙.四分量鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)的實(shí)地絕對(duì)標(biāo)定［J］ .地震，2005，25（3）：27-34.

［16］張凌空，牛安福.分量式鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)耦合系數(shù)的計(jì)算［J］ .地球物理學(xué)報(bào)，2013，56（9）：3 029-3 037.

［17］邱澤華，闞寶祥，唐磊.四分量鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)的換算和使用［J］ .地震，2009，29（4）：83-89.

［18］唐磊，邱澤華，李玉江，等.四分量鉆孔應(yīng)變觀(guān)測(cè)近地表應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的判定與分析［J/OL］.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版）：1-15.

［19］高國(guó)英，聶曉紅，龍海英.2003—2008年新疆區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)特征探討［J］ .地震地質(zhì)，2010，32（1）：70-79.

［20］王曉強(qiáng)，李杰，Alexander Zubovich，等.利用GPS形變資料研究天山及鄰近地區(qū)地殼水平位移與應(yīng)變特征［J］ .地震學(xué)報(bào)，2007，29（1）：31-37.

TECTONIC STRAIN VARIATION IN MIDDLE SECTION

OF TIANSHAN MOUNTAINS BASED ON FOUR

COMPONENT BOREHOLE STRAIN

SI Qin，? GUAN Dong-xiao，? ZHUO Rui-qi

（Earthquake Agency of Xinjiang Uygur Autonomous Region，Urumqi 830011，Xinjiang，China）

Abstract： According to borehole strain observation theory， quantitative calculation of structural strain changes near the survey area is carried out using borehole strain observation data from Balun Station， Kumish and Xiaoquangou components. The results show that the strain rates of the maximum minimum principal strain， surface strain， and shear strain at the three stations are relatively constant， while the principal direction remains roughly unchanged; The area near the Balun Plateau is subjected to tensile compressive stress interaction， with the principal compressive strain direction being N22°W. The area near the Kumish Plateau is subjected to tensile stress， with a strain direction of N8°E; The compressive stress in the area near the Xiaoquangou platform results in a principal compressive strain direction of approximately N46°W; Before Jinghe M_S6.6 earthquake， the strain change rates at Balun Station and Xiaoquangou were significantly higher than the average level， both exhibiting strain acceleration anomalies under compression background， which can provide reference for the identification and judgment of similar anomalies in strain data.

Key words： Four component borehole strain; Structural strain; Strain rate; Middle section of Tianshan Mountain; Anomaly