依蘭地震臺水管儀與通河地震臺豎直擺鉆孔傾斜對比分析

高宏巍，斯琴塔娜，邱鳳萍，孟祥龍，苑年軍

（黑龍江省地震局，哈爾濱 150090）

地殼的非規律性運動是地震發生的根源，非規律性的地殼運動引起地殼變形，進而導致局部應力或應變積累，積累到一定程度則通過地震破裂或局部應力的方式進行釋放；地殼形變觀測是監測地殼運動與變形、認識地震孕育過程與開展地震預測的重要手段。豎直擺鉆孔傾斜儀用于測量地球內部運動引起的傾斜變化，是進行地震前兆觀測的觀測手段之一。由于測量精度能達到千分之一角秒，故可以測量太陽和月亮的引潮力引起的鉛垂線方向的變化，可用于測量傾斜固體潮。

1 依蘭臺、通河臺區域地震地質概況

依蘭臺形變觀測山洞位于伊春——延壽地槽褶皺帶（依蘭縣附近地區），地處三江平原西部。西距哈爾濱市251 km，東距佳木斯市76 km，東南距七臺河市91.2 km。地理坐標處于北緯45°50′40″～46°39′20″，東經129°11′50″～130°11′40″，總面積4615.72 km2。依蘭縣北側為小興安嶺余脈，西南側為張廣才嶺余脈，松花江與牡丹江在依蘭縣西北角匯合，倭肯河在縣城東北角與松花江交會，巴蘭河在縣城東部也與松花江匯合（圖1）。伊舒斷裂帶與勃利神樹斷裂也在依蘭縣交會，地質結構復雜，是黑龍江省中小地震多發地區。依舒斷裂帶北段是我省地震活動的主體地區之一，歷史以來多次發生3.0級以上地震。依蘭臺形變觀測山洞位于依蘭縣城東南郊，倭肯河流域，海拔約102 m，山洞進深約97 m，洞頂覆蓋層厚35～50 m，洞體巖性為黑云母片麻巖。

圖1 依蘭地震臺地質地貌圖

通河地震臺位于黑龍江省中部，小興安嶺南麓，松花江中游北岸，地理坐標東經128°7′30″～129°24′30″，北緯45°52′30″～46°37′30″。東與依蘭縣為鄰，西與木蘭縣毗鄰，南與松花江為界與方正、賓縣隔江相望，北以平頂山分水嶺為界與鐵力市、慶安縣接壤。通河全境東西長約89.7 km，南北寬約87 km，幅員面積5678 km。中共通河縣委、通河縣人民政府所在地通河鎮，位于縣境南部，在哈爾濱市東170 km松花江北岸，是通河縣政治、經濟、文化和交通中心，是哈爾濱市至佳木斯市之間水運最大港口。觀測井位于通河斷裂和方正斷陷附近，巖性為完整的燕山期花崗巖（圖2）。豎直擺鉆孔傾斜傳感器安置于井下55 m處。

圖2 通河臺地質圖

依蘭臺和通河臺地理位置接近，監測的斷層屬于同一條斷裂帶，均為依蘭—舒蘭斷裂帶。不同在于，依蘭臺水管傾斜安置于觀測山洞內，通河臺豎直擺鉆孔傾斜安置于觀測井內。

2 資料內在質量對比分析

依蘭臺水管傾斜數據與通河臺豎直擺鉆孔傾斜數據均能記錄到明顯的固體潮，大小潮汐明顯，因依蘭臺和通河臺地理位置較近，所記錄到的固體潮數據具有明顯相關性（圖3和圖4）。

圖3 依蘭臺、通河臺分鐘值數據

圖4 依蘭臺、通河臺整點值數據

3 同震效應對比分析

依蘭臺水管傾斜觀測數據和通河臺豎直擺鉆孔傾斜數據均記錄到2020年04月20日發生在日本本州東岸近海（北緯38.91°，東經142.10°）M6.2地震，震源深度30 km，震中距1309 km。依蘭臺水管傾斜北南向最大振幅：16.11×10-3角秒，東西向最大振幅：8.14×10-3角秒，持續時間：98 min；通河臺豎直擺鉆孔傾斜北南向最大振幅：18.45×10-3角秒，東西向最大振幅：19.64×10-3角秒，持續時間：99 min?？梢钥闯?個臺站記錄的地震波形最大振幅比基本一樣大，持續時間基本相同（圖5、圖6）。

圖5 依蘭臺、通河臺記錄到2020年04月20日發生在日本本州東岸近海M6.2地震

圖6 依蘭臺、通河臺記錄到2020年04月20日發生在日本本州東岸近海M6.2地震（同軸曲線對比）

4 相關性分析

統計2020年1月—2020年12月依蘭臺DSQ水管傾斜儀和通河臺豎直擺鉆孔傾斜儀相同分量整點值觀測數據相關系數，見表1。由表1可知，在長達12個月的時間里，NS、EW方向均值達到高度相關指標（＞0.80），因01UI額、10月、11月、12月通河臺豎直擺鉆孔傾斜受周邊滑雪場造雪干擾導致相關系數下降，說明2套儀器的觀測結果基本一致。

表1 依蘭臺、通河臺2020年度觀測資料相關系數

5 結束語

依蘭地震臺DSQ水管傾斜儀和通河臺豎直擺鉆孔傾斜儀自觀測以來運行正常，連續率、完整率都很高，內精度較好、具有較強的穩定性，均能清晰記錄固體潮汐及地震事件，觀測數據真實可靠。