包头6.4级地震前石拐台SQ-70石英水平摆倾斜仪地倾斜矢量椭圆异常分析

张慧霞

（包头市地震局，内蒙古 包头 014010）

0 引言

包头市地震台位于包头市九原区兴胜镇色气湾村原驻军100号坑道，地理坐标为东经 109.88 °，北纬 40.74 °,海拔1330 米。洞室平均覆盖厚度大于50 米，基岩属黑云角闪斜长片麻岩，洞内日温差小于0.03 °C，年温差小于0.1 °C,湿度大于 80%，背景干扰小，观测条件优越。

1 资料选取

本文选取了石拐地震台 SQ-70 石英倾斜仪 1990-1995年连续观测资料，记录曲线走势良好、记录稳定、固体潮汐曲线明显，γ 因子中误差维持在 0.15 左右，观测精度高，格值为ηEw=1.013 × 10-3″/mm 和ηNS=1.131×10-3″/mm，因此能真实反映地壳活动信息。

2 资料处理方法

把 SQ-70 石英水平摆五年的数据，以日均值一阶差分绘矢量图，量取年变椭圆（或趋势椭圆）长轴的方位角进行研究，发现长轴的方向性（象限分布）具有一定的稳定性，在台站周围区域内无孕震源存在或未出现中期异常之前，其每年的长轴在平面坐标系的分布象限比较集中。

异常识别

异常是相对正常年份而言的，故必须首先确定正常状态，由于前兆观测的因素很多，排除干扰是十分必要的，这里我们采用的是年度椭圆长轴，资料的时间尺度较大，基本排除了短周期突变性干扰，具有较好的稳定性。

石拐台 SQ-70 水平摆正常年份其长轴的方位为过原点，在II、IV 象限分布，平均方位角为145 °，但在包头 6.4级地震之前三年左右，长轴大幅转向 I、III 象限，方位角也出现大幅异常（见图1）。

图1 石拐台SQ-70 在6.4 级地震前后

年矢量椭圆长轴变化图为了说明异常年份与平均年份的偏差量的大小 , 这里引入均方差分析方法，以公式来计算若干年长轴的离散均方差（式中 为正常年方位角与均值之偏差，n 为正常年份数）。把平均方位角与其 3 倍均方差之和设为一个阂值，方位角大于这个额定值时， 图 2 6.4 级地震前后SQ-70 长轴方视为大幅度偏转（见图 2）。位角发生大幅度偏转石拐台 SQ-70 平均方位角 145 °, 三倍均方差 24 °,其和 169 °, 而 93、94、95年平均方位角52 °，远远小于大幅偏离的额定值，故认为包头 6.4 级地震的前三年 SQ一 70 水平摆倾斜仪出现中期趋势异常。

3 结论

大量的观测事实表明，地倾斜年变椭圆长轴的方向性在正常年份是稳定的，只有在地表长时间形变的条件下才会出现长轴的转向，这在中期趋势异常分析上是十分有用的，是一种行之有效的预报方法。