2017, Vol. 38
表1(Table 1)
2. 中国河北 065800 文安地震台;
3. 中国石家庄 050021 河北省地震局
2. Wenan Seismic Station, Hebei Province 065800, China;
3. Hebei Earthquake Agency, Shijiazhuang 050021, China
河北省易县地震台形变观测手段齐全，观测资料连续完整，记录到华北地区某些地震前显著异常，且不同观测手段在同一震例中表现出相同的异常特性（赵慧琴等，2015），显示该台具有一定映震能力。
2012年5月—2015年10月，河北易县地震台（以下简称易县台）记录到周边约300 km范围内发生的3次4.0级以上地震，分别是2012年5月28日河北唐山（39.7°N，118.8°E）4.8级地震（震中距约276 km）、2014年9月6日河北涿鹿（40.3°N，115.4°E）4.3级地震（震中距约129 km）和2015年9月14日河北昌黎（39.72°N，118.8°E）4.2级地震（震中距约302 km），YRY分量钻孔应变观测异常体现在：①2012年唐山4.8级地震前约2个月，钻孔应变接收到大幅度临震应变异常，异常形态呈现先张后压、异常恢复阶段发震的模式（赵慧琴等，2015）；②2014年涿鹿4.3级地震前，钻孔应变在当年8月12日—15日出现大幅应变异常，1、2路应变呈压性变化，3、4路应变呈张性变化，在异常持续26天曲线恢复阶段发震；③2015年昌黎4.2级地震前，钻孔应变在当年6月25日—8月8日出现大幅度应变异常，1、2路应变曲线大幅下降，呈张性变化，3、4路应变曲线大幅上升，呈压性变化，观测曲线呈先张后压、来快去慢趋势，在异常较缓恢复过程中发震。
本文结合以上3个震例，对易县台YRY分量钻孔应变前兆异常进行分析，研究其共性和差异性，以期给出该台分量钻孔应变异常特征，为地震分析预报提供参考。
1 台站概述易县台是国家基本台，隶属河北省地震局，始建于20世纪70年代，地处河北省保定市易县西陵镇龙里华村，清西陵以南，地质构造上处于太行山北段低山丘陵地区，紫荆关断裂带东侧，位于太行山隆起带与华北平原拗陷区分界部位。易县台距2012年5月28日唐山4.8级地震震中约276 km，距2014年9月6日涿鹿4.3级地震震中约129 km，距2015年9月14日昌黎4.2级地震的震中约302 km，震中与台站相对位置详见图 1。
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图 1 易县台与3次地震分布 Fig.1 The distribution of Yixian Seismic Station and the three earthquakes |
易县台配备多种形变观测手段，其中，YRY型分量钻孔应变仪于2009年8月安装，孔深38.0 m，钻孔岩性分为3个层位：0—2 m为第四系黄土，2—9 m为震旦系沉积页岩，9—70.30 m为中生代侵入闪长岩。YRY型分量式钻孔应变仪测量元件布置见图 2。
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图 2 YRY分量应变观测原件布置 Fig.2 Original layout plan of YRY component strain observation |
易县台YRY型分量钻孔应变仪安装以来，观测资料自身检验连续，且与TJ-2体积式钻孔应变观测数据互相验证（赵慧琴等，2015）。同一地点不同埋深的2个钻孔应变仪均观测到同一种地应力变化，说明易县台应变观测资料可靠性较高。
易县台YRY钻孔应变仪在2012年5月28日唐山4.8级、2014年9月6日涿鹿4.3级、2015年9月14日昌黎4.2级地震前均记录到应变异常，异常均出现在地震前1—5个月，连续出现3个月幅度较大的“张性脉冲”，先张后压，在恢复过程中发震，见图 3，由图可见，异常大多具有张性应变形态。
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图 3 3次地震前后易县台分量应变日均值曲线 (a)2012年5月28日唐山4.8级地震；(b)2014年9月6日涿鹿4.3级地震；(c)2015年9月14日昌黎4.2级地震 Fig.3 The daily mean value curve of component strain before and after the three earthquakes at Yixian Seismic Station |
（1）2012年5月28日唐山4.8级地震。此次地震发生前，易县台YRY分量应变仪的1、2、3路分量在3月初均出现负异常，呈张性状态，异常形态相似，见图 3(a)。1路观测曲线3月5日起大幅度下降，呈张性变化，3月15日转为上升形态，呈压性状态，其变化幅度为-1 402.643×10-10，异常持续53天后发震；2路分量3月6日起大幅度下降，呈张性变化，3月19日转为上升形态，呈压性变化，持续49天后发震，异常变化幅度大，为-1 903.579×10-10，预示主应变方向为NE向，指向震中；3路分量3月6日起大幅度下降，呈张性变化，3月14日转为上升形态，呈张性状态，变化幅度为-1 634.256×10-10，异常持续54天后发震。可见，在唐山4.8级地震前，四分量异常形态呈现先张后压、异常恢复阶段发震的模式（赵慧琴等，2015）。
（2）2014年9月6日涿鹿4.3级地震。此次地震发生前，YRY分量应变仪4路应变在8月12日同时出现大幅度变化，4路应变异常形态相似。其中，1路与2路应变曲线8月12日曲线大幅度上升，呈现压性状态，8月15日达极值，应变变化幅度分别为3 100.256×10-10和2 803.878×10-10，后转为恢复阶段；3路与4路应变曲线8月12日大幅度下降，呈现张性状态，8月15日达极值，应变变化幅度分别为-2 395.112×10-10和-3 131.388×10-10，后转为恢复阶段。4路应变曲线均在异常变化恢复阶段，即异常持续26天后发震，见图 3(b)。
（3）2015年9月14日河北昌黎4.2级地震。此次地震发生前，YRY分量应变仪4路应变均出现大幅度异常变化，且异常形态相似。1路与2路应变曲线6月25日大幅度下降，呈现张性状态，8月8日达极值，应变变化幅度分别为-9 733.161×10-10和-4 721.042×10-10，后转为上升恢复阶段；3路与4路应变曲线6月25日大幅度上升，呈现压性状态，7月25日、7月28日达极值，应变变化幅度分别为5 558.441×10-10和3 633.624×10-10，后转为下降恢复阶段。4路应变变化均在异常恢复阶段，即异常持续82天后发震，见图 3(c)。
由以上分析可知，3次地震前易县台YRY分量应变仪4分量均记录到地形变异常，统计结果见表 1，可知发震特征为：异常快速出现，恢复较缓，在恢复过程发震；异常形态表现为：来快去慢，在极值附近维持数日后，在缓慢恢复过程中发生地震，具有慢地震现象（苏恺之等，2003）。
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表 1 3次地震前易县台YRY分量应变异常统计 Tab.1 Theanomaly statistics of YRY component strain before 3 earthquakes at Yixian Seismic Station |
（1）同一台站同一观测手段在不同地震前均监测到地震异常，显示异常具有可靠性。YRY型四分量应变仪，在唐山4.8级地震前、涿鹿4.3级地震前、昌黎4.2级地震前均记录到异常变化，对于河北省3次4级以上地震，该观测手段出现相似异常变化，显示异常具有可靠性，应为地震前兆异常。
（2）异常显示出相同的形态特征。同一台站不同时间段记录的3次地震前均出现转折变化，表现出应变脉冲“来快去慢”的模式，这就是Sacks S于20世纪70年代末发现的慢地震现象。所谓慢地震，系一种介于断层蠕动与正常地震之间的断层错动，或者说慢地震是断层动速度小于通常地震时断层动速度的一种地震，其辐射的振动频率较低，未出现破坏，有时会使人感受到，即“人感振动”，有时则成为一种前兆现象。这是体应变观测资料中，较为明显的“慢地震”记录，即“来快去慢”形的异常事件，在极值附近维持数日后，在逐渐恢复原值的过程中发生地震（苏恺之等，2003；邱泽华等，2009；池顺良等，2013）。
（3）易县台分量钻孔应变观测资料，在唐山4.8级地震前、涿鹿4.3级地震前、昌黎4.2级地震前均出现“来快去慢”的慢地震现象，该现象表明，在区域应力—应变、震源应力—应变的共同作用下，应变仪能观测到场地地壳力学或断层位移变化，反映了震源区外围地壳的变形过程，是一种较好的临震异常反应（蒲小武等，2013；马震等，2014）。
本文给出研究实例的初步结果，例如：图5中剪切应变出现持续几个月的缓慢抖动，而面应变平稳，之后面应变明显跳跃而剪切应变波动停止，然后发震，对于其中面应变、剪切应变变化与地震的关系有待今后进一步研究和探索。
本文在撰写过程中得到马栋副研究员指点和帮助，在此表示衷心感谢。
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