六城市地质调查试点项目基本完成

六城市地质调查试点项目基本完成 ()六合 冶山 体应变观测质量评价和映震效能研究 12221杨建军 郑海峰 汪立宇 李飞 刘戎 ( )11南京市地震局 南京 210008; 21六合区地震办公室 南京 211500 () 摘要 南京市六合 冶山 台体应变仪于 2002 年 8 月安装并投入观测 。观测资 料连续率 99111 %以上 , 年变幅和月平均速率趋于稳定态势 。对不同距离的地震 均有异常反映 , 2005年 11月 26日江西 517级地震前异常显著 。 一 、台站基本情况 () 六合 冶山 地震台位于江苏省南京市东北约 50 km 的六合区冶山镇冶山林场内 。大 地构造单元上属于江南隆起的北部边缘 , 其北部 、东部是广袤的中生代 —新生代沉积盆 地 , 缺乏坚硬岩石 。属于岗丘地貌 , 海拔标高 104 m , 地下水位很低 。 2002 年 8 月安装了 TJ - 2C型体积式钻孔应变仪 , 钻孔深度 80117 m , 井孔岩性大致可以分为 3 层 : 0 ,50118 m 为风化闪长玢岩 、蛇纹石化白云岩 、蛇纹石化二长斑岩互层 、矽卡岩化闪长玢岩 , 至68140m 为高岭土化二长斑岩 , 往下至 80117m 是蚀变灰岩 , 仪器就安装在该层中 , 并位于 地下水疏干漏斗内地下水位以上 , 减少了地下水直接的重力效应的影响 , 也减少了气压作 - 9 用于地下水引起的体应变的变化 。观测精度大于 10 , 能记录到清晰的固体潮和远大震 地震波 。 二 、观测资料质量分析 () 六合 冶山 台体应变项目于 2002年 8 月安装至今已有三年多的时间 , 本文取 2003 年 1 月 1日至 2006年 2月 15日 TJ - 2C型体积式钻孔应变仪数字化观测整点值和分钟值资 料进行研究分析 。 11观测资料连续率和稳定性 我们统计了 2003 年 1月 1 日至 2005 年 12 月 31 日数字化观测资料整点值的连续率 、 年变幅和月平均速率 , 结果见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。 表 1 六合 (冶山 ) 台体应变连续率 、年变幅和月平均速率 项目 /年 2003 2004 2005 连续率 / % 95167 100100 99111 - 9年变幅 /10 4947114 1184417 1456113 - 9 月平均速率 /10 3880 1350 1440 () 由表 1 可见 , 2003 年以来 , 六合 冶山 台体应变资料连续率较好 , 且 2004 年和 2005年观测资料保持了 99111 %以上的连续性 。观测资料的年变幅和月平均速率反映了观 测资料的稳定性 。仪器安装后第一年 , 观测值大幅度漂移 , 2004 年以后 , 年变幅和月平均 速率已逐渐变小 , 现趋于稳定态势 。 21观测资料精度 在固体潮汐形变分析中 , 常用 V ened ikov调和分析法来检验观测仪器和观测资料的内 () 精度 。表 2和图 1为 2003年至 2005年六合 冶山 体应变资料固体潮汐 V ened ikov调和 分析 M波潮汐因子 、中误差和相对中误差内精度计算结果和曲线图 。计算结果表明 , 仪2 ( ) 器安装第一年 2003 年 M波潮汐因子中误差较大 , 年均值为 010516 , 第 二 、第 三 年2 ( ) 2004年 、 2005 年 M波潮汐因子中误差已趋于稳定 , 年均值为 010248和 010292。2 表 2 六合 (冶山 ) 台体应变资料固体潮汐 Ven ed ikov调和分析 M 波潮汐因子结果 2 M潮 汐 因 子 年 〃月 中误差 相对中误差 2 2003. 1 115165 010402 010265 2 116477 010572 010347 3 116529 010325 010197 4 115777 010344 010218 5 117004 010862 010507 6 117038 010871 010511 7 116572 010521 010315 8 116074 010132 010082 9 115029 011090 010725 10 115846 010109 010069 11 115857 010177 010112 12 115894 010785 010494 年均值 116105 010516 010320 2004. 1 115063 010176 010117 2 115654 010500 010319 3 114739 010114 010078 4 115131 010053 010035 5 116332 010768 010470 6 115171 010116 010077 7 115520 010397 010256 8 115320 010158 010103 9 115229 010423 010278 续表 2 M潮 汐 因 子 中误差 相对中误差 年 〃月 2 10 115066 010054 010036 11 115098 010070 010047 12 115046 010144 010096 年均值 115281 010248 010159 2005. 1 115342 010148 010097 2 114994 010100 010067 3 114743 010398 010270 4 114956 010099 010066 5 115790 010529 010335 6 115281 010110 010072 7 115370 010157 010102 8 116529 010905 010548 9 115768 010798 010506 10 116083 010083 010052 11 116110 010084 010052 12 115873 010094 010059 年均值 115570 010292 0101855 ( ) ( )( )图 1 六合台体应变 2003年至 2005年 M波潮汐因子 a、中误差 b和相对中误差 c曲线 2 三 、应用一阶差分分析法映震效能研究 () 我们应用各种分析方法对六合 冶山 台体应变资料进行了对比研究 , 发现一阶差分 分析结果显示了较好的地震对应率 , 且具有一定的规律性和重复性 。 一阶差分是抑制较长 周期 、突出前兆信息的有效方法 , 差分值表示相邻两个测值的变 化速率 , 反映了在地壳介质中应力变化较高频的扰动 , 多属短临前兆 。差分值的月和日频 次反应了应力扰动的月和日的频次 。不同台站所处部位的构造 、介质等条件不同 , 对应力 扰动的响应是有区别的 , 因此不同台站的异常判别指标也有所不同 。一般根据某台以往差 () 分值对应地震的情况确定相对指标 。图 2 是六合 冶山 台体应变 2003 年 1 月 1 日至 () 2005年 12月 31日整点值曲线 , 从图 2中可以看出 , 六合台 冶山 体应变曲线总体呈向 上漂移形态 , 2003 年仪器安装初期漂移速率较快 , 2004 年至 2005 年 7 月漂移速率趋缓 , () 2005年 8、 9 两个月又有一次快速上升的过程 , 10 月后趋于平缓 。图 3 是以六合 冶山 台为中心 550 km 范围内 510 级以上 、 250 km 范围内 410级以上 、 200 km 范围内 313级以上 () 和 100 km 范围内 215级以上的地震分布图 , 表 3 为这些地震的目录 。六合 冶山 体应 () 变日均值一阶差分曲线图 图 4至图 8 表明 , 在这些地震前多数有中短期异常显示 , 从 (异常开始到发震的这段异常时间最短为 11 天 , 最长为 92 天 , 平均 30 天 。位于六合 冶 ) 山 台以西的地震异常表现为负异常 , 以东则表现为正异常 。如 2003 年 2 月中旬和 7 月 () 中旬六合 冶山 体应变有两次一阶差分值超 2 倍中误差及显著速率加大的变化过程 , 7 () 月份的变化速率比 2月份的小一些 图 4 。 2 月份的变化之后 , 发生了 3 月 23 日黄海北 ( ) 部的 M 512 M 418 级和六合 5 月 9日 M 219 级震群 。 7 月份的变化后于 7 月 29 日在 L L 泰兴发生 M 313级有感地震 。 2004年和 2005 年在多次 M 3 至 M 6 级地震前有类似的速 L L L () 率异常出现 图 5 至图 8 , 特别是 2005 年 11 月 26 日 江西 省 九江 与瑞 昌 间发 生 M 517 ( () ) 异常为显著的负值 。这种重复出M 610 级地震 , 在六合 冶山 地震台西南 442 km , L 现的短期异常震例值得密切关注和深入研究 。 () 图 2 六合 冶山 台体应变 2003年至 2005年整点值曲线 () 图 3 六合 冶山 地震台附近 2003年以来地震分布图 550 km , M ?510 级 ; 250 km , M ?410 级 ; 200 km , M ?313 级 ; 100 km , M ?215 级 L L L L 表 3 六合 (冶山 ) 地震台附近地区 2003年以来的地震目录 ( 550 km , ?510级 ; 250 km , ?410级 ; 200 km , ?313级 ; 100 km , ?215级 ) M M M M L L L L M 震级 序 年 月日 纬 度 经 度 参考震中 震中距 km 异常时间 L 512 1 2003 0408 35 ?08 ′124?24′黄海550 45天 2 2003 0509 29 32 ?26 ′118?41′219 六合92天 313 3 2003 0729 32 ?09 ′119?58′泰兴100 17天 315 4 2004 0427 30 ?53 ′119?07′郎溪183 无异常 319 5 2004 0527 32 ?56 ′120?26′东台大丰149 30天 313 6 2004 0529 33 ?48 ′120?25′射阳198 32天 318 7 2004 0621 33 ?17 ′120?33′大丰170 20天 216 8 2004 0809 33 ?06 ′119?03′金湖68 33天 9 2004 0908 34 ?13 ′119?33′灌南192 25天313 318 10 2004 1206 33 ?17 ′120?41′大丰182 无异常 11 2005 0610 34 ?46 ′118?29′414 郯城254 40天 12 2005 0721 413 197 32 ?34 ′116?48′寿县12天 316 13 2005 0820 33 ?48 ′120?24′射阳198 24天 14 2005 1012 116 33 ?34 ′118?58′315 淮安37天 610 15 2005 1126 29 ?42 ′115?42′九江442 12天 16 2006 0206 294 31 ?30 ′116?04′319 霍山17天 ()图 4 六合 冶山 台体应变 2003年整点值和日均值一阶差分图 ()5图 六合 冶山 台体应变 2004年整点值图 ()图 6 六合 冶山 台体应变 2004年日均值一阶差分图 ()图 7 六合 冶山 台体应变 2005年整点值图 ()图 8 六合 冶山 台体应变 2005年日均值一阶差分图 四 、典型震例短临前兆异常分析 11 2005年 11月 26日江西九江 517级地震 ( ) 发生 517 2005 年 11 月 26 日 8 时 49 分 , 江西省九江瑞昌间 29 ?42 ′N、 115 ?42 ′E ( ) M 610 级地震 , 湖北 、安徽 、湖南 、江苏 、浙江等周边省区有震感 。此次地震在六合 L () 冶山 地震台西南 442 km。由图 9可见 , 2005 年 11 月 15 日 7 时起体应变值从 75548 开 始下降 , 至 11月 24日 5时下降至最低值 74758后开始转折回升 , 其间固体潮畸变 , 11 月 26日 8 时 49 分地震发生后 11 分钟 9 时的数值是 74786 , 之后体应变值呈恢复上升趋势 ,11月 29日固体潮开始恢复正常形态 。异常持续时间 12 天 , 异常降到最低点并呈转折上升 为临震阶段 。 ( ) 一阶差分的异常变化过程与整点值类同 , 2005年 11月 14日开始下降 2713 , 11 月 ( ) 17 日下降至最低点 - 106 后开始转折回升 , 11月 26日发震日的数值为 1414 , 11月 29 () 日以后趋于正常 图 8 。 21 2005年 7月 21日安徽寿县 M 413级地震L ( ) 2005 年 7 月 21 日 02 时 13 分 , 安徽寿县 32 ?34 ′、东经 116 ?51 ′发生 M 413 级地L ()图 9 六合 冶山 体应变 2005年 11月 1日至 2006年 1月 31日整点值曲线和 江西省九江瑞昌间 610级地震的前兆异常 M L () 震 , 南京市有震感 。此次地震在六合 冶山 地震台以西 197 km。由图 10 可见 , 2005 年 7 月 7日 12时起体应变值从 65892 起上升 , 至 7 月 11 日 20 时上升至 66149 后开始下降 , 至 7 月 15 日 6时下降至最低值 65895 后开始转折回升 , 其间固体潮畸变 , 7 月 21 日 2 时 地震发生前 13分钟的数值是 66069 , 之后体应变值呈恢复上升趋势 , 7 月 16 日固体潮开 始恢复正常形态 。异常持续时间 12天 ,异常降到最低点并呈转折上升为临震阶段 。 ()图 10 六合 冶山 体应变 2005年 6月 30日至 7月 27日整点值曲线和 安徽省寿县 413级地震的前兆异常 M L ( ) 同样 , 一阶差分值于 2005 年 7 月 9 日开始下降 8016 , 11 月 17 日下降至最低点 ( ) () - 9316 后开始转折回升 , 7月 21日发震时回升至均值附近 2414 图 8 。 31 2006年 2月 6 日安徽霍山 M 319级地震 L 1 1 ( ) 2006年 2月 6日 0时 44分 , 安徽省霍山 31 ?30N、 116 ?04发生 M 319 级地震 。 L () 此次地震在六合 冶山 地震台以西 294 km。由图 11可见 , 2006 年 1 月 20 日 2时体应变 值从 75899起上升 , 至 1 月 21 日 9 时 75978 后 开始 下 降 , 7 月 29 日 0 时 下降 至最 低 值 75760 后开始转折回升 , 其间固体潮未见畸变 , 2月 4日 10时的峰值数是 75991 , 2天之后发震 ,异常持续时间 17天 , 异常降到最低点并呈转折上升为短临震阶段 , 约 7 天 。 ()图 11 六合 冶山 台体应变 2006年 1月 16日至 2月 13日整点值曲线 和安徽省霍山 319级地震的前兆异常 M L ( ) 1 一阶差分的异常变化过程表现为负异常形态 , 2006 年 1 月 20 日开始下降 6318 , ( ) - 2123 月 22 日超2 倍均方差负异常 - 4811 , 2 月 3 日回升至 4811 , 发震日的数值为 () 图 12 。 ()图 12 六合 冶山 台体应变 2005年 12月至 2006年 3月日均值一阶差分图 41 2005年 8月 20日江苏射阳 M 316级 L 1 1 ( ) 2005 年 8月 20日 08时 11 分 , 江苏射阳县 33 ?49N、 120 ?28E 发生 M 316 级地L () () 震 。此次地震在六合 冶山 地震台以东 198 km。由图 13 可见 , 与六合 冶山 地震台 以西的地震震例前兆异常不同 , 以东的体应变异常呈跃阶上升变化 , 2005 年 7 月 28 日 8 时至 20 时 , 体 应变 值 从 66263 跃 升 至 66601; 8 月 2 日 9 时至 3 日 19 时 , 体 应变 值 从 8 月 7日 9时至 7日 21时 ,体应变值从 67153跃升至 67411;异常持66591跃升至 67132; 续时间 24 天 。 ()图 13六合 冶山 台体应变 2005年 7月 25日至 8月 22日整点值曲线 和江苏省射阳 3. 3级地震的前兆异常 M L 一阶差分的异常变化过程与整点值类同 , 异常变化过程表现为正异常形态 , 对应于 3 ( ) 个阶跃呈 3个峰值 , 于第 3 个峰值时发生地震 。 2005 年 7月 27日开始上升 7106 , 7 月 ( ) ( ) 28日上升至第一个峰点 184 , 8 月 3 日上升至第二个峰点 254 , 8 月 19 日上升至第 ( ) () 三个峰点 237 , 20日发震的数值为 178 , 图 8 。 51 2005年 10月 12日江苏淮安 M 315级地震前兆异常分析L ( ) 2005 年 10 月 12 日 22 时55 分 , 江苏淮安市 33 ?34 ′N、 118 ?58 ′发生 M 315 级地 L )(() 震 。此次地震在六合 冶山 地震台以东 116 km。由图 14 可见 , 它与六合地震冶山 ()图 14 六合 冶山 台体应变 2005年 9月 16日至 10月 14日整点值曲线 和江苏省淮安 315级地震的前兆异常 M L 台以西的地震震例前兆异常不同 , 以东的体应变异常呈上升变化 , 异常主要表现为体应变 ( ) ( ) 固体潮畸变 , 时间段为 2005 年 9 月 22 日 2 时 73075 至 9 月 29 日 10 时 74089 , 10 ( ) ( ) 月 10日 4 时 74880 至 12 日 23 时 74875 。 一阶差分的异常变化过程表现为正异常 形态 , 2005 年 9 月 5 日开始上升 , 9 月 11 日 至 9 月 27 日一直在 2 倍均方差异常以上 , 10 月 12 日发震的数值为 17 , 异常时间 37 天() 图 8 。 61 2004年 5月 27日江苏东台大丰 M 319级和 5月 29日射阳 M 313级地震L L ( ) 2004 年 5月 27 日 16 时 07分 , 江苏东台大丰 32 ?56 ′N、 120 ?26 ′E发生 M 319级地 L ( ) 震 , 5月 29日 9时 01分 , 江苏射阳 33 ?48 ′、 120 ?25 ′发生 M 313级地震 。此两次地震 L () () 在六合 冶山 地震台以东分别为 149 km 和 198 km。由图 15可见 , 它与六合 冶山 地震台以西的地震震例前兆异常不同 , 以东的体应变异常呈上升变化 , 异常主要表现为三个 ( ) 时段体应变阶跃和固体潮畸变 , 时间段为 2004 年 5 月 2 日 00 时 53125 至 5 月 3 日 18 ( ) ( )( ) 至5 月13 日2 时5 月27 日18 时53921 , 时 53427 , 5 月 10 日 00 时 53747 ( )( ) 54288 5月 31日 09时至 54427 。 ()图 15 六合 冶山 台体应变 2005年 5月整点值曲线和江苏东台 大丰 319级和射阳 313级地震的前兆异常 M M L L ( ) - 5108 , 一阶差分的异常变化过程表现为正异常形态 , 2004 年 4 月 29 日开始上升 ( ) ( ) 5 月 3日超 2倍均方差异常 144 , 5月 10日又超 2 倍均方差异常 113 , 异常时间 30, () 32天 图 6 。 71 其他震例 图 16 为 2004 年 6月 21日江苏东台大丰 M 318 级 、 8 月 9 日金湖 M 216 级和 9 月 8 L L 日灌南 M 313级地震的前兆异常 , 图中明显可见体应变阶跃和固体潮畸变 , 一阶差分的 L 异常见图 6。 ()图 16 六合 冶山 台体应变 2004年 6月 1日至 9月 30日整点值曲线和江苏东台 大丰 318级 、金湖 216级和灌南 313级地震的前兆异常 M M M L L L 五 、小结 () 综合上述对六合 冶山 台体应变映震能力的分析 , 我们总结出以下几点 : () ? 2003年以来 , 六合 冶山 台体应变共出现了一阶差分值超 2 倍均方差异常 15 次 , 对应地震 13次 , 对应率 86 % 。 ?表 3统计的 16次地震表明 , 有 14 次地震前有异常显示 。其中最小震中距为 29 km ,最大震中距为 550 km; 最小震级为 M 216 级 , 最大震级为 M 610 级 ; 异常至发震最短时 L L 间为 11天 , 最长时间为 92 天 , 平均为 30天 。震级大小与异常时间长短无规律可寻 。 () ? 六合 冶山 台体应变一阶差分研究表明其映震能力为 : 500 km 范围 M 5 级以上L 地震 , 250 km 范围 M 4 级以上地震 , 200 km 范围 M 3 级以上地震 , 100 km 范围 M 215 级 L L L 以上地震 。 () ? 发生在六合 冶山 台以西的地震表现为一阶差分值超 2 倍均方差负异常 , 并在 () 相应时间段的整点值呈下降型固体潮畸变 , 为扩张性变化 ; 发生在六合 冶山 台以东的 地震表现为一阶差分值超 2 倍均方差正异常 , 并在相应时间段的整点值呈上升型阶跃及固 体潮畸变 , 为压缩性变化 。 ? 震级大小与体应变一阶差分异常幅度无规律可寻 , 而整点值的异常变化幅度和固 体潮畸变程度则表现为随震级增大而增大 。 An eva lua t ion of da ta qua l ity and ea r thquake sen sit iv ity of L iuhe ( Y e shan ) vo lum e tr ic stra in observa t ion sta t ion 12221Y an g J ian jun L i Fe i Zhen Ha ifen g W an L iyu L iu Ron g ( 11Se ismo logica l B u reau of N an jing, N an jing 210008; 21Ea rthquake )A dm in istra tion of L iuhe D istric t, N an jing 211500 ( ) A vo lum e tric stra inm e te r wa s in sta lled in L iuhe Ye shansta tion of N an jing c ity and sta rted to op e ra te from A ugu st of 20021 The recove ry ra te of con tinuou s ob se rva tion da ta is above 99111 %. The annua l and mon th ly ave rage va ria tion s tend to reach a stab le sta te1 It showed anom 2 a lou s va ria tion s to ea rthquake s a t d iffe ren t d istance s1B efo re the M 517 J iangxi ea rthquake of Nov111 , 2005 , the anom a ly wa s rem a rkab le1