气温变化对唐山地震台跨断层形变观测的影响

利用三维热—弹性模型有限元方法,模拟了唐山地震台及其周边地区在地表温度呈不同幅度的周期性变化的情况下,对台站短基线观测的影响,并对由于地表温度变化产生的应变进行了估算。计算结果表明,由于温度差异造成的观测桩距离的年变化幅度达到2mm左右,这与目前台站观测数据的年变化幅度基本一致,表明台站观测数据包含了温度的重要影响。另外,台站各基线桩的位移序列相对于温度变化滞后了1～1.5个月的时间。同时发现,台站短基线各测段的实际观测数据存在着同步的趋势性变化,这不是稳定年变化的温度变化能解释的,因此这种趋势变化可能与局部应力场调整或者断层活动有关。

从跨断层短基线观测计算地应变的方法探讨——以唐山台地形变数据为例

跨断层测量是研究断层活动特征的重要手段之一.本文介绍了一种利用台站短基线观测,通过刚体模型、弹性体模型和组合模型确定断层或断裂带附近应变的方法,并以唐山地形变台资料为例进行对比分析.通过对比同时间段的位移和应变时间序列的变化幅度和趋势特征,认为组合模型更符合实际情况.同时,分析了多条测段不同组合情况下的模型计算结果,探讨了跨断层观测资料与区域GPS数据计算结果之间差异的原因.并提出了基线过渡桩更可能位于断层东侧的认识.

唐山台短水准、短基线数据的分段特征

从1984年以来,唐山台短基线、短水准观测已经持续了20多年,从数据的日变化曲线可以明显发现其经历了三个阶段,即1984—1989年、1990—1998年、1998年至今。与此分段特征相一致的还有华北大面积水准观测数据计算结果。本文使用季节-趋势分解方法(Season-Trend on Loess,STL),将原始观测数据分解为季节项、趋势项和残差项。由季节项中发现不同测段隐含的周期成分,从趋势项的变化寻找造成这种趋势变化的可能原因。经分析表明,在发生趋势性变化的时间点,发生了1989年大同6.2级地震、1991年的大同6.1级地震、1995年的唐山5.0级地震、1998年的张北6.2级地震和2004年的唐山4.9级地震。初步推测认为,台站数据的趋势变化与这些地震的孕育、发生有关。

基于断层形变协调比的断层形变分析

基于唐山台跨断层短基线和短水准观测结果,综合应用不同测段的数据组合,分析断层运动状态和测段组合之间的关系,进而计算断层形变协调比参数序列,分析其与区域中等以上地震之间的动力学关系,最后获得两点认识：（1）与断层走向呈不同夹角的测段组合会对认识断层活动特征状态产生影响,因此在台站资料许可的情况下,要尽可能选择不同的组合进行对比分析;同时也表明在建立跨断层观测时,要布置和断层走向呈不同夹角的测段,以便对断层状态做准确的判断。对唐山台的资料而言,据与断层走向夹角较小的两个测段所得结果相对更好,这可能和该断层以走滑为主、该区域应力状态以水平运动为主相关。（2）4个序列断层形变协调比的变化幅度虽然有较大差异,但其趋势特征基本一致,与正常背景有显著偏离的变化,且这种变化和唐山区域中等以上（M≥4.5）地震活动交替出现,且其间隔时间在2000年后逐渐加长。这可能反映了在20世纪80-90年代区域应力场还处于1976年唐山大地震后的恢复阶段,局部应力场状态在不断地调整和变化之中,而在2000年之后,区域应力状态逐步稳定。