1 研究背景

新疆及周边地区地质构造活跃，强震活动频繁，2008年以来发生多次6.0级及以上地震，其中≥6.5级地震10余次，如：2016年吉尔吉斯坦M_S6.7、中国新疆阿克陶M_S6.7和呼图壁M_S6.2地震，2017年新疆精河M_S6.6地震，2020年1月19日新疆伽师县M_S6.4地震（39.83°N，77.21°E），等等。在几百千米范围内，地磁垂直分量日变化相关性较好，一些研究者据此对大震前后的数据变化进行分析，如：林美等（1982）、冯志生等（1998）、Han（2016）、戴勇等（2017）、艾萨•伊斯马伊力（2020）基于地磁日变化相关性异常展开震例分析，发现地震发生在相关性下降区及附近地区；冯志生等（2020）分析发现，短期重现性地磁日变化感应电流集中分布与南北地震带6级及以上地震对应关系较好。

本研究选取2008—2019年国家地磁台网产出的地磁Z分量分钟值数据，计算并搜索中国大陆地磁垂直分量日变化出现的反相位变化分界线，分析新疆及周边地区6级及以上地震与地磁日变化相关系数的关系。

2 研究内容和方法 2.1 研究内容

2008年3月—2019年12月新疆及邻区72°—94°E范围内发生M_S≥6地震17次（图 1），选取国家地磁台网140多个台站磁通门磁力仪和FHD质子矢量磁力仪2008—2019年（北京时）地磁观测数据，采用每年3—10月垂直分量日变化分钟值采样序列（因每年11月到次年2月的地磁能量垂直分量日变化相关性差，故仅就3—10月地磁资料进行分析），进行48阶傅氏拟合滤波，滤除周期小于半小时的高频变化和噪声；选择参考台（新沂台、红山台），计算其他台站与参考台的地磁垂直分量日变化空间相关系数r，绘制异常日全国相关系数等值线图。

2.2 研究方法

在一定范围内，磁静日地磁垂直分量日变化形态基本一致，可采用2个台站地磁垂直分量日变化分钟采样序列X和Y的相关系数r描述这种相关性（冯志生等，1998），计算公式如下

$ r=\frac{l_{x y}}{\sqrt{l_{x x} \cdot l_{y y}}} $

(2)

其中

$ \begin{aligned} & l_{x x}=\sum\nolimits_{i=1}^n Z_{x i}^2-\frac{1}{n}\left(\sum\nolimits_{i=1}^n Z_{x i}\right)^2 \\ & l_{y y}=\sum\nolimits_{i=1}^n Z_{y i}^2-\frac{1}{n}\left(\sum\nolimits_{i=1}^n Z_{y i}\right)^2 \\ & l_{x y}=\sum\nolimits_{i=1}^n Z_{x i} Z_{y i}-\frac{1}{n} \sum\nolimits_{i=1}^n Z_{x i} Z_{y i} \end{aligned} $

(3)

r取值范围是-1≤r≤1，其中r接近0，说明2组观测数据之间的相关程度小；r接近1为正相关，接近-1为负相关，表示2组观测数据之间的相关程度越高。

3 研究结果

统计发现，在研究时段内，新疆及周边地区每年平均出现约11次地磁日变化异常，其中平均每2个月出现1次异常台站集中且呈现相关系数边界线分布现象，约10天内有原地重复现象——相关系数边界线集中分布重叠异常，原地重现的相关系数异常台站集中分布日期间隔一般约在15天内，原地重现日期一般不连续，原地重现次数一般2—3次。研究发现，在我国新疆及周边地区，2008—2019年共出现重叠异常25次，18次重叠异常出现后6个月内发生6级以上地震，对应率高达72%，地震基本发生在重叠或集中分布交会部附近，重叠段发生2次6级以上地震的比例较低；单个异常或小面积异常附近均发生6级以上地震的比例极小，震级与异常的面积没有明显的依赖关系。

4 结束语

本研究基于新疆地区震情跟踪工作和地磁学科预测指标实际情况，采用地磁空间相关分析方法，分析新疆及周边地区2008—2019年6.0级及以上地震发生前后，中国大陆地磁台站垂直分量日变化分钟值数据相关系数变化，尝试总结并完善新疆地区地磁日变化异常判据和预测规则。本文仅给出初步结果和认识，对于震中与异常台站分布的具体关系及其产生机理，尚需进行深入细致的研究。

在本文撰写过程中，江苏地震局冯志生研究员和湖北省地震局恩施地震监测中心站姜楚峰对于异常提取和分析给予指导，在此表示感谢。