上海市外海斷層慢地震活動初探

任燁

摘 要：上海市附近斷層慢地震活動為活動斷層增加了額外的應(yīng)力，還為斷層活動能量累計與釋放的平衡提供了重要的均衡管道，有效降低了上海外海發(fā)生大地震的概率。對于上海市來說，這是一個非常重要的研究課題。

關(guān)鍵詞：外海斷層；地震；深井綜合觀測站；觀測數(shù)據(jù)

中圖分類號：TP315.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.10.117

1 觀測深井情況介紹

2010-06，崇明長江農(nóng)場綜合深井觀測站開鉆，2011-04，終于完成觀測井鉆井和臺站的基建工程。經(jīng)第三方檢測，觀測井井深463.6 m，終孔孔徑151 mm，最大井斜0.7°，鉆井井底安裝儀器的位置為完整的花崗巖，完全滿足深井觀測系統(tǒng)的建設(shè)要求。2011-05，安裝深井綜合觀測儀器系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行正常。

2011-05，浦東張江綜合深井觀測站開鉆，2011-08，完成鉆井和基建。經(jīng)第三方檢測，觀測井井深407 m，終孔孔徑151 mm，最大井斜0.5°，鉆井井底安裝儀器的位置為砂巖。2011-10，安裝深井綜合觀測儀器系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行正常。

兩口觀測井的安裝設(shè)備完全相同，總共12種觀測項(xiàng)目，32個觀測分量。綜合深井觀測系統(tǒng)是傳感器、記錄器一體化儀器，它主要包括四分量應(yīng)變儀（6分量，雙備份）、三分量地磁儀（8分量，雙備份）、孔隙壓（2分量，雙備份）、

地溫儀（2分量，雙備份）、二分量傾斜儀（2分量）、水溫儀（1分量）、三分量測震儀（3分量）。地表前兆觀測系統(tǒng)主要包括水位儀（1分量），氣溫、氣壓計（2分量）。另外，還有地表強(qiáng)震觀測系統(tǒng)（3分量）和GPS宏觀形變觀測系統(tǒng)（3分量）。

2 慢地震與氣壓變化的研究

自上海深井項(xiàng)目完成以來，已記錄了大量的深井綜合觀測數(shù)據(jù)，并開始分析相關(guān)地球物理數(shù)據(jù)。在分析數(shù)據(jù)的過程中發(fā)現(xiàn)，上海的數(shù)據(jù)記錄與臺灣劉啟清教授的記錄非常相似。崇明臺（靠近海平面）與氣壓的相關(guān)性非常明顯，而浦東臺與氣壓的相關(guān)性則相對較弱。

劉啟清教授表示，當(dāng)活躍斷層在海岸線附近時，慢地震會在應(yīng)變記錄中表現(xiàn)得比較明顯。而我們通過崇明站和浦東站的觀測恰恰也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象，具體情況如圖1、圖2所示。

3 上海市外海斷層慢地震活動的可能性

崇明、浦東2個深井觀測站記錄了上海市外海斷層慢地震的變化情況，即上海市外海斷層并不是不活動，而是一直都處于變化中。

崇明應(yīng)變（濾波去傾數(shù)據(jù)）與浦東應(yīng)變（濾波去傾數(shù)據(jù)）相關(guān)系數(shù)為0.787 8，崇明應(yīng)變（濾波去傾數(shù)據(jù)）與氣壓相關(guān)系數(shù)為-0.865 3，浦東應(yīng)變（濾波去傾數(shù)據(jù)）與氣壓相關(guān)系數(shù)為-0.7348.由于崇明與浦東的應(yīng)變分別安裝在不同井內(nèi)，互不相關(guān)，因此，參照劉啟清教授的觀點(diǎn)，認(rèn)為這兩個不相關(guān)數(shù)據(jù)的強(qiáng)相關(guān)性數(shù)據(jù)是氣壓引起的斷層慢地震的應(yīng)變記錄。而不同時段相同的氣壓變化導(dǎo)致的應(yīng)變變化（可否等效斷層慢地震變化）的幅度說明，氣壓的變化僅僅是推動力，它會引起斷層的應(yīng)力變化和慢地震變化，但是，斷層的慢地震變化幅度取決于斷層的實(shí)際構(gòu)造。比如，2013-03-17，氣壓變化不明顯，但是，應(yīng)變有較大幅度的變化。2013-03-23，氣壓發(fā)生了較小的變化，應(yīng)變也有較大的變化。在此過程中值得注意的是，2013-03-27，臺灣南投發(fā)生了M6.5地震。

2013-03，崇明應(yīng)變受氣壓的影響產(chǎn)生的變化幅度峰峰約10-7應(yīng)變，浦東受氣壓的影響產(chǎn)生的變化幅度峰峰約3.6×10-8應(yīng)變。崇明的變化約為浦東的3倍。導(dǎo)致這個結(jié)果出現(xiàn)的原因有3點(diǎn)：①崇明深井為花崗巖介質(zhì)，浦東為砂巖介質(zhì)。②崇明深井位于崇明島長江農(nóng)場臺，浦東深井位于上海市市區(qū)。因?yàn)槌缑魃罹嚯x海面較近，所以，海水對斷層的影響和作用更明顯。③上海外海可能有活動斷層的慢地震在活動。該斷層靠近崇明，離浦東相對較遠(yuǎn)，所以，其記錄更清晰。為了監(jiān)測該活動斷層的走向、距離和具體方位，必須加緊建設(shè)更多的深井綜合地震觀測臺站，并通過綜合觀測來印證相關(guān)內(nèi)容。

4 結(jié)束語

上海深井地震綜合觀測系統(tǒng)的建設(shè)是成功的，多臺站、多學(xué)科的深井綜合觀測具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過對照觀測可以獲取更多地球物理變化信息。這些信息清晰地記錄了上海市外海附近斷層慢地震的活動情況。因此，要有效監(jiān)測上海附近活動斷層慢地震情況，確定活動斷層的走向、具體方位和活動情況，加快建設(shè)“上海深井綜合觀測”二期工程。上海市深井綜合地震觀測是一項(xiàng)非常有意義的活動。

〔編輯：白潔〕