包頭6.4級地震前石拐臺SQ-70石英水平擺傾斜儀地傾斜矢量橢圓異常分析

張慧霞

（包頭市地震局，內蒙古 包頭 014010）

0 引言

包頭市地震臺位于包頭市九原區興勝鎮色氣灣村原駐軍100號坑道，地理坐標為東經 109.88 °，北緯 40.74 °,海拔1330 米。洞室平均覆蓋厚度大于50 米，基巖屬黑云角閃斜長片麻巖，洞內日溫差小于0.03 °C，年溫差小于0.1 °C,濕度大于 80%，背景干擾小，觀測條件優越。

1 資料選取

本文選取了石拐地震臺 SQ-70 石英傾斜儀 1990-1995年連續觀測資料，記錄曲線走勢良好、記錄穩定、固體潮汐曲線明顯，γ 因子中誤差維持在 0.15 左右，觀測精度高，格值為ηEw=1.013 × 10-3″/mm 和ηNS=1.131×10-3″/mm，因此能真實反映地殼活動信息。

2 資料處理方法

把 SQ-70 石英水平擺五年的數據，以日均值一階差分繪矢量圖，量取年變橢圓（或趨勢橢圓）長軸的方位角進行研究，發現長軸的方向性（象限分布）具有一定的穩定性，在臺站周圍區域內無孕震源存在或未出現中期異常之前，其每年的長軸在平面坐標系的分布象限比較集中。

異常識別

異常是相對正常年份而言的，故必須首先確定正常狀態，由于前兆觀測的因素很多，排除干擾是十分必要的，這里我們采用的是年度橢圓長軸，資料的時間尺度較大，基本排除了短周期突變性干擾，具有較好的穩定性。

石拐臺 SQ-70 水平擺正常年份其長軸的方位為過原點，在II、IV 象限分布，平均方位角為145 °，但在包頭 6.4級地震之前三年左右，長軸大幅轉向 I、III 象限，方位角也出現大幅異常（見圖1）。

圖1 石拐臺SQ-70 在6.4 級地震前后

年矢量橢圓長軸變化圖為了說明異常年份與平均年份的偏差量的大小 , 這里引入均方差分析方法，以公式來計算若干年長軸的離散均方差（式中 為正常年方位角與均值之偏差，n 為正常年份數）。把平均方位角與其 3 倍均方差之和設為一個閡值，方位角大于這個額定值時， 圖 2 6.4 級地震前后SQ-70 長軸方視為大幅度偏轉（見圖 2）。位角發生大幅度偏轉石拐臺 SQ-70 平均方位角 145 °, 三倍均方差 24 °,其和 169 °, 而 93、94、95年平均方位角52 °，遠遠小于大幅偏離的額定值，故認為包頭 6.4 級地震的前三年 SQ一 70 水平擺傾斜儀出現中期趨勢異常。

3 結論

大量的觀測事實表明，地傾斜年變橢圓長軸的方向性在正常年份是穩定的，只有在地表長時間形變的條件下才會出現長軸的轉向，這在中期趨勢異常分析上是十分有用的，是一種行之有效的預報方法。