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(guī)律性運(yùn)動(dòng)是地震發(fā)生的根源,非規(guī)律性的地殼運(yùn)動(dòng)引起地殼變形,進(jìn)而導(dǎo)致局部應(yīng)力或應(yīng)變積累,積累到一定程度則通過(guò)地震破裂或局部應(yīng)力的方式進(jìn)行釋放;地殼形變觀測(cè)是監(jiān)測(cè)地殼運(yùn)動(dòng)與變形、認(rèn)識(shí)地震孕育過(guò)程與開(kāi)展地震預(yù)測(cè)的重要手段。豎直擺鉆孔傾斜儀用于測(cè)量地球內(nèi)部運(yùn)動(dòng)引起的傾斜變化,是進(jìn)行地震前兆觀測(cè)的觀測(cè)手段之一。由于測(cè)量精度能達(dá)到千分之一角秒,故可以測(cè)量太陽(yáng)和月亮的引潮力引起的鉛垂線方向的變化,可用于測(cè)量?jī)A斜固體潮。
依蘭臺(tái)形變觀測(cè)山洞位于伊春——延壽地槽褶皺帶(依蘭縣附近地區(qū)),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(tái)河市91.2 km。地理坐標(biāo)處于北緯45°50′40″~46°39′20″,東經(jīng)129°11′50″~130°11′40″,總面積4615.72 km2。依蘭縣北側(cè)為小興安嶺余脈,西南側(cè)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(huì),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(shù)斷裂也在依蘭縣交會(huì),地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,是黑龍江省中小地震多發(fā)地區(qū)。依舒斷裂帶北段是我省地震活動(dòng)的主體地區(qū)之一,歷史以來(lái)多次發(fā)生3.0級(jí)以上地震。依蘭臺(tái)形變觀測(cè)山洞位于依蘭縣城東南郊,倭肯河流域,海拔約102 m,山洞進(jìn)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(tái)地質(zhì)地貌圖
通河地震臺(tái)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(biāo)東經(jīng)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(zhǎng)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(zhèn),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(jīng)濟(jì)、文化和交通中心,是哈爾濱市至佳木斯市之間水運(yùn)最大港口。觀測(cè)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(tái)地質(zhì)圖
依蘭臺(tái)和通河臺(tái)地理位置接近,監(jiān)測(cè)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(tái)水管傾斜安置于觀測(cè)山洞內(nèi),通河臺(tái)豎直擺鉆孔傾斜安置于觀測(cè)井內(nèi)。
依蘭臺(tái)水管傾斜數(shù)據(jù)與通河臺(tái)豎直擺鉆孔傾斜數(shù)據(jù)均能記錄到明顯的固體潮,大小潮汐明顯,因依蘭臺(tái)和通河臺(tái)地理位置較近,所記錄到的固體潮數(shù)據(jù)具有明顯相關(guān)性(圖3和圖4)。
圖3 依蘭臺(tái)、通河臺(tái)分鐘值數(shù)據(jù)
圖4 依蘭臺(tái)、通河臺(tái)整點(diǎn)值數(shù)據(jù)
依蘭臺(tái)水管傾斜觀測(cè)數(shù)據(jù)和通河臺(tái)豎直擺鉆孔傾斜數(shù)據(jù)均記錄到2020年04月20日發(fā)生在日本本州東岸近海(北緯38.91°,東經(jīng)142.10°)M6.2地震,震源深度30 km,震中距1309 km。依蘭臺(tái)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(xù)時(shí)間:98 min;通河臺(tái)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(xù)時(shí)間:99 min??梢钥闯?個(gè)臺(tái)站記錄的地震波形最大振幅比基本一樣大,持續(xù)時(shí)間基本相同(圖5、圖6)。
圖5 依蘭臺(tái)、通河臺(tái)記錄到2020年04月20日發(fā)生在日本本州東岸近海M6.2地震
圖6 依蘭臺(tái)、通河臺(tái)記錄到2020年04月20日發(fā)生在日本本州東岸近海M6.2地震(同軸曲線對(duì)比)
統(tǒng)計(jì)2020年1月—2020年12月依蘭臺(tái)DSQ水管傾斜儀和通河臺(tái)豎直擺鉆孔傾斜儀相同分量整點(diǎn)值觀測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù),見(jiàn)表1。由表1可知,在長(zhǎng)達(dá)12個(gè)月的時(shí)間里,NS、EW方向均值達(dá)到高度相關(guān)指標(biāo)(>0.80),因01UI額、10月、11月、12月通河臺(tái)豎直擺鉆孔傾斜受周邊滑雪場(chǎng)造雪干擾導(dǎo)致相關(guān)系數(shù)下降,說(shuō)明2套儀器的觀測(cè)結(jié)果基本一致。
表1 依蘭臺(tái)、通河臺(tái)2020年度觀測(cè)資料相關(guān)系數(shù)
依蘭地震臺(tái)DSQ水管傾斜儀和通河臺(tái)豎直擺鉆孔傾斜儀自觀測(cè)以來(lái)運(yùn)行正常,連續(xù)率、完整率都很高,內(nèi)精度較好、具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性,均能清晰記錄固體潮汐及地震事件,觀測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。