西安基准地震台钻孔体应变观测干扰分析

张 璐 陈冬柏

（陕西省地震局， 西安 710068）

随着“十五”期间对西安台钻孔应力-应变观测进行了数字化技术改造并投入观测，发现部分资料经常出现较大幅度的同步波动现象，且伴有非渐进性台阶；这是其他因素影响还是地震前兆亦或是两者共同作用的结果，目前还不得而知。观测资料经常出现这种现象为日常分析带来很大困扰，因此对西安台钻孔体应变资料与各种干扰因素进行对比分析，定量得到各种外界干扰因素对观测资料影响的程度，从而挖掘观测资料中存在的地震前兆信息。

1 西安基准地震台TJ-2体积式钻孔体应变观测的概况

西安台位于陕西省长安县子午镇秦岭北麓，地理坐标为108.92°E，34.03°N，海拔高度630 m，台基岩性为前震旦纪片麻状花岗岩。秦岭北坡终南山分布有大片的花岗岩体，多以岩基产出，尤以燕山印支期到喜山期的花岗岩侵入体为主，这是一种岩浆型花岗岩。构造上处于控制渭河断陷盆地南界的秦岭北缘断裂南盘，新构造运动强烈。西安子午地震台作为形变和重力观测台，具有良好的观测条件。

2 降水对钻孔应变观测的影响

对近几年西安台降雨和应变日均图分析看出，降雨后体应变观测数值并不是马上随之变化，而是在几天以后才开始变化，变化的持续时间与降雨量的大小有关。但是持续时间还受地下水和岩石含水量的影响，他们基本上呈正比关系。在地面干旱的时候，地下水潜水面下降很大，即使有一场降雨，也都渗入地下被吸收，对观测不会产生太大的影响。但是在夏天雨季的时候，由于连续降雨，地下水潜水面上升，岩石吸水达到饱和，这时即使降雨量不是很大，对钻孔应变观测也可以产生较大的影响。

3 气压对钻孔应变观测的影响

气压因素影响在钻孔应变资料中具有普遍性，气压干扰容易识别，其变化常常引起钻孔应变观测值的变化，气压对钻孔应变观测值的影响主要是以载荷方式作用，会造成地面负荷的增减，导致岩石应力变化的变化，而气压波动对体应变固体潮观测的影响一方面作用于上层地层，另一方面作用于水体，主要是由于钻孔内空气震荡，引起气流扰动，从而改变了仪器液体液面的压力，使液面随之响应，在数据上表现为上下波动的特点，进而导致应变观测值的变化。

4 钻孔水位对钻孔应变观测的影响

钻孔水位对钻孔应变观测的干扰与雨季和降雨量有关，特别是钻孔南20 m的天子峪河有密切的关系。钻孔水位变化的本质，是含水层或破碎带中空隙水压力的变化，在空隙水压力发生变化的时候，自然会带来体应变观测值的变化。由于降水干旱等因素的影响都有可能使岩体含水层中空隙水的饱和程度发生变化，改变空隙水压力的大小。西安台体应变辅助观测水位变化趋势与钻孔体应变变化趋势大致相同，初步认为二者存在一定的相关性。

5 结论

通过对西安地震台钻孔应变仪数字化观测资料的干扰因素进行分析，可以看出，降雨对钻孔应变观测的影响并不是呈现线性关系，而是存在一定的滞后效应。气压的影响与钻孔应变的观测资料有很好的同步性。气压的周期性影响主要以短周期影响最显著。西安台气压对钻孔体应变影响最大的时间基本上都在春、秋、冬季。钻孔水位变化对西安地震台钻孔体应变的观测影响是比较显著的，不论是从长期的缓慢变化看，还是从短期的突然变化看都可以引起体应变观测值的变化，也具有较好的同步性。