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1、第24卷第3期内陆地震Vo.l24No.32010年9月INLANDEARTHQUAKESep.2010文章编号:10018956(2010)03024706中图分类号:P315.72文献标识码:A北天山流动水准测量资料前兆异常分析朱治国,李杰,方伟,王治民,刘代芹(新疆维吾尔自治区地震局,新疆乌鲁木齐830011)摘要:应用卡尔曼滤波法计算处理了北天山地区跨断层流动水准观测资料,分析了断层异常特征。结果表明,北天山地区跨断层流动水准资料较好地反应了各断层地震前后地壳垂直形变运动特征。流动水准测量对北天山
2、地区5~6级以上地震有较好的震前反映,前兆信息明显。跨越同一断层的各水准测线垂直运动速率不一致一定程度上显示了地震前兆异常,速率变化大小对地震震级具有一定预示意义。关键词:卡尔曼滤波;跨断层流动水准;前兆异常;北天山断层与地震的发生密切相关,因此断层位移与地震的关系受到了地学工作者的特别关注。[1]利用大地测量的方法研究地壳形变,作为预测预报地震的手段,在国内外已得到广泛应用。流动跨断层形变测量对研究现代地壳运动,了解断层现今活动方式和特点,提取有效地震前兆信息有一定的意义。为了研究地壳运动、监视地震活动,地形变测量工作主要是在活动构造带、多震地区、具有一定潜在地震危险的
3、重点地区,以及大型水库区等要害地区进行。为了了解产生地震的断层力学过程,捕捉地震前兆,可采取多种流动跨断层测量方法,跨断层流动水准测量是其中一种重要方法。我们通过对新疆北天山地区跨断层流动水准测量资料的分析,试图捕捉该地区地震异常信息,为防震减灾工作提供有力依据。1应力场背景与监测网概况由于天山地区的新生代构造演化受印度板块与欧亚板块在喜玛拉雅山地区碰撞及持续挤压楔入的强烈影响,使已被夷平的早期造山带又迅速隆升,形成再生造山带,并不断由南向北逆推。以欧亚板块为参考基准,中部天山地区(79~86E)整体性向北偏东推移,年平均运[2]动速率约9.4mm/a。这与塔里木块体对天山
4、的正向挤压所造成的运动方式保持了很好的一致性。中部天山地区的应力方向基本与北天山中西段断层走向正交。在地震的孕育过程中,由于地下应力的积累,会引起各块体之间活动量的调整,从而可能导致断层间发生垂直形变。新疆北天山地区流动水准测线,最早于1970年由原国家地震局第二测量大队选点埋设部分测线并施测的,后来由新疆维吾尔自治区地震局流动测量研究队在原有测线的基础上又增添了新的测线,连续观测至今。测线基本上都布设在北天山山前活动断层上,所布设测线东至收稿日期:20091113;修回日期:20100118.课题项目:新疆地震科学联合基金(200603).作者简介:朱治国(197
5、8~),男,工程师,2001年7月毕业于长安大学,主要从事水准测量、重力测量以及地壳形变分析研究工作.Emai:lzzgg78@163.comTe:l13899818593248内陆地震24卷木垒县,西至伊宁县,主要用于监测乌鲁木齐及北天山经济带的地壳活动异常。北天山地区跨断层水准观测资料,历年来在中国地震局观测资料评比中,获优秀观测成果奖,为研究北天山断层活动、分析北天山地区地震提供了有力证据。本文中研究选取了北天山中部和西部的5条测线,测线分布见图1。1)果子沟测线位于霍城县果子沟检查站附近(8
6、0.95E,44.32N),沿公路布设,测线长0.83km,跨越塔尔奇!伊宁断裂。塔尔奇!伊宁断裂长度180km,走向NW,倾向NE,倾角50~60,性质为右旋逆冲断层。2)伊宁县北测线位于伊宁县以北20km处山区中(81.53E,44.03N),沿公路布设,测线长1.31km,跨越塔尔奇!伊宁断裂。3)古尔图测线位于乌苏县古尔图乡南山区中(83.65E,44.50N),沿山区简易公路布设,测线长2.99km,跨越准格尔南缘断裂。该断裂走向285,倾向S,倾角45~80,长度320[3]km,性质为逆冲断层。4)巴音沟测线位于奎屯市南30km处山区中(84.83E,44.15
7、N),沿山区公路布设,测线长1.85km,跨越准格尔南缘断裂。5)宁家河测线位于石河子南山石场镇(85.60E,43.95N),沿山区简易公路布设,测线长3.75km,跨越准格尔南缘断裂。图1跨断层流动水准测线分布图Fig.1Sketchmapoffaultcrossingmobilelevelsurveyline2卡尔曼滤波方法在水准测量观测中由于人为因素、温度干扰、点位影响等,往往得到的是一系列带有误差的测量值,这就需要排除误差的干扰,分离出所需要的物理参数的估计值,并使估计值的误差达到最小
