天山中段2次6级地震前钻孔应变高频异常分析

2014年以来,天山中段分量钻孔应变仪空前增多,这些高采样率的应变观测资料蕴含着丰富的构造信息。如何从高采样率观测资料中提取有效的前兆异常信息,是分析研究人员亟待解决的问题。文章通过对天山中段分量钻孔应变观测数据进行S变换和超限率分析发现,在天山中段2次6级地震前有5套应变资料出现高频信息异常。这些异常均在震前出现,随后达到峰值,临震前或地震后衰减,其中短周期异常信号主要集中在10~720 min频段,且S变换与超限率分析结果具有很好的同步性。结合精河地震震源区及附近的GPS分析结果,发现高频异常信息的分布与该地区地壳运动场具有很好的一致性,进一步验证了高频信息异常的可信度。

温泉体应变观测数据不同频段影响因素及特征

定点形变观测值序列包含的信息有来自地球内部的应力积累和来自地球外部的因素影响,数学物理内涵丰富。基于形变测值序列综合性与可分性的特点,将温泉体应变、气温、水位、气压进行频域分析,然后将时间序列值分解,研究温泉体应变不同频段的影响因素,结果表明:(1)气压对温泉体应变的影响主要有2~4小时和1~2个月之间的月波两个频段;(2)水位为温泉体应变年周期频段的主要影响因素,且它们之间的相位差约为29天;(3)固体潮为影响温泉体应变半日波、日波频段的主要因素。

新疆北天山地区井水位同震响应特征分析研究

通过整理新疆北天山地区的水位观测资料,分析了2011年后发生在北天山地区的4次近场6级地震所引起的水位同震响应特征。结果显示,井孔对于近场地震的同震响应主要表现为振荡—阶变复合型、阶变型,同一地震对于不同的井孔可能呈现出不同的响应特征,同一井孔对于不同的近场地震也可能具有不同映震效果,水位对近场地震的同震响应并无固定的响应特征,而是受到多重因素的控制作用,而震后效应的各不一致,则显示出不同地震对于各个井孔附近区域应力场调整的能力。

利用自洽方程计算法分析天山中段分量钻孔应变资料可靠性

根据天山中段8套四分量钻孔应变仪观测资料,利用自洽方程计算应变观测的信度,用信度指标检验数据的可靠性,从而进一步用自洽方程计算实际各元件灵敏度的相对大小,并用相对标定的结果,对观测数据进行校正。结果表明:①石场、巴仑台、巴音沟、雀儿沟、榆树沟和库米什台经过校正后,数据观测信度有了明显提升,其中石场和雀儿沟台的数据信度最高;②库米什台校正前数据观测信度较高,因个别“坏点”影响,校正后,观测信度反而下降;③小泉沟和新源台数据信度较低,存在从自洽到失洽的情况,分析认为这可能与系统自身存在问题有关,也有可能是前兆异常,有待进一步研究。

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。

基于数据跟踪的新疆地下流体观测环境干扰特征分析

通过对新疆区域2015~2019年地下流体数据跟踪分析,梳理5种自然环境干扰和3种场地环境干扰因素。分析各类干扰因素的成因和干扰曲线的变化特征,列举部分典型干扰事件,提出有效减少或避免环境干扰的措施与方法。最后,建议尽快建立包括观测环境、观测条件和人为干扰等组成的新疆地区地球物理观测干扰数据库。

乌什地震台体应变不同频带对干扰因素的响应特征

形变观测台站建立在地壳表层,处于各圈层的分界面上,不同程度的受到各种影响因素的影响,为研究乌什体应变不同频带对干扰因素的影响特征。利用谱分析研究乌什体应变包含的主要周期成分,并利用别尔采夫滤波及一般多项式拟合分解等方法将乌什体应变测值序列进行分解,研究不同频带下乌什体应变受气温、气压及固体潮的影响因素。结果表明:①水位是乌什体应变月波频带的主要影响因素;②乌什体应变年频带的主要影响因素是温度,且乌什体应变相位滞后气温约314 d;③气压对乌什体应变的影响频带介于潮汐与月波频带之间;④各影响因素与体应变之间均具有较强的线性相关性。

新疆区域钻孔倾斜仪观测系统典型故障及故障处理

钻孔倾斜仪是用来测量地壳微量倾斜和记录地球倾斜固体潮的仪器,相对于传统的洞体形变仪器,钻孔倾斜仪对台基的要求不高,基岩、破碎带、土层甚至海底都能正常观测,因仪器安装在地下几十米到几百米的钻孔内,可以避免人类活动和气象因素的干扰。经过网络化、数字化等多次改进升级,已成为中国地形变台网的主要仪器之一。台网观测运行评价必须以准确可靠的观测资料为基础,观测仪器运行是否稳定、故障处理是否及时,将直接影响地球物理台网整体运行质量及观测资料的连续率和完整率[1],如果故障周期较长,观测数据不可用,将对观测资料产生不可逆的影响,观测资料的使用价值就会降低很多[2-5]。

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。

精河M_(S)6.6地震前应变高频异常分析

采用超限率及S变换方法,对天山中段地区10套分量钻孔应变资料进行分析,提取到4套应变资料在精河M_(S)6.6地震前存在高频异常,总结高频异常特征,并结合GPS分析结果进一步验证异常的可信度。结果显示:超限率变化与S变换高频信号具有很好的同步性,其长周期演化特征表现为震前逐步增强,达到峰值,震后或临震前衰减消失;短周期高频信号的频段主要集中在10~120 min;应变高频异常与GPS分析结果具有较好的一致性。研究结果可为新疆分量钻孔应变的震例研究提供参考。

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。

手持式钻孔应变仪井下传感器现场检测装置的设计和应用

介绍了在WIN CE控制平台下设计的一种钻孔应变仪井下传感器现场检测装置。设计采用了基于32位ARM工控触屏板以及嵌入式Windows CE操作系统作为软硬件平台,集成了485通信接口和多通道高精度模拟信号的数据采集单元,实现对钻孔应变仪井下传感器(应变传感器、气压、水位、水温传感器)部分的控制、调零、故障检测等功能,完成了基于触控界面的人机交互界面设计,优化了检测步骤,提高工作效率。实际测试和台站应用表明,本装置具有方便,轻巧,操作简单等特点,并具有较高的可靠性和稳定性,可满足地震台站对钻孔应变仪井下传感器的实际检测要求。

基于四分量钻孔应变的天山中段地区构造应变变化

根据钻孔应变观测理论,利用巴仑台、库米什和小泉沟分量钻孔应变观测数据定量计算测区附近构造应变变化。结果显示,三个台站的最大-最小主应变、面应变和剪应变的应变速率相对恒定,主方向大体不变;巴仑台附近区域受张-压应力相互作用,主压应变方向为N22°W,库米什台附近区域受拉张应力作用,主张应变方向为N8°E;小泉沟台附近区域受压应力作用,主压应变方向约为N46°W;精河M_(S)6.6地震前巴仑台和小泉沟的应变变化速率明显高于平均水平,均呈现在压缩背景下的应变加速变化异常,可以为应变资料同类异常的识别和判定提供参考。

高压直流输电对新疆区域地电场观测的影响分析

基于高压直流输电对地电场的干扰原理,结合新疆区域多台地电场观测资料,定量根据不同距离、变化形态、变化幅度、变化方向等特征进行干扰分析。研究乌鲁木齐台、红浅观测点和温泉老台地电场观测资料受到昌宣线高压直流输电干扰的异常变化形态和特征,为新疆区域地电场正确识别高压直流输电干扰提供参考。同时实验采用最小二乘拟合法对地电场受扰数据进行干扰抑制,结果显示,处理后的干扰数据保留了原有信号的数据信息和变化趋势形态,数据曲线清晰,地电场信号有了较为明显的改善。

2017年9月8日墨西哥M_(W)8.2地震对后续地震的触发作用

使用coulmb3程序研究在墨西哥地区板块间俯冲带巨震对后续余震的静态库仑应力触发作用。2017年9月8日墨西哥M_(W)8.2地震后,在主震震中所在区域选取38个M_(W)>4.0地震作为研究对象,分别设定有效摩擦系数μ′为0.2、0.4、0.6时,触发比例为39.47%、31.58%和28.95%,触发效果不佳,随着有效摩擦系数μ′取值的增大,墨西哥M_(W)8.2地震对余震的触发比例在降低但对主要余震的触发效果在加强。