1 研究背景

据中国地震台网测定，北京时间2019年10月28日01:56，甘肃省甘南州夏河县发生M_S 5.7地震（35.10°N，102.69°E），震中位于西秦岭北缘断裂与临潭—宏昌断裂之间。据马海萍等（2021）的研究，夏河M_S 5.7地震前，震中位置存在背景性异常变化，震中附近区域应力应变积累较强。

武山地震台（下文简称武山台）地处西秦岭北缘断裂南侧分支断裂，位于西秦岭北缘深大断裂带温泉—甘泉深断裂、聂河断裂以及马长庄断裂的交会部位，距此次夏河M_S 5.7地震震中约220 km。该台地下流体观测井为自流井，井深154.39 m，裂隙较为发育，水温56.3℃，流量0.25 L/s，水氡测项在多次中强地震前出现较为显著的异常反应。其钻孔倾斜观测始于2011年，钻孔深度55 m。在此次夏河地震发生前，该台水氡和钻孔倾斜观测数据出现较为同步的异常变化。选取地震发生前后2个测项数据进行分析，讨论映震异常及发震机理。

2 数据分析 2.1 数据变化

选取武山台2019年1—11月水氡及钻孔倾斜观测数据，绘制观测曲线进行对比分析，结果见图 1，可见2个测项数据出现如下变化：

（1）水氡：2019年7月3日出现幅度约56 Bq/L的突升，经现场核实，应为台站附近疗养院用水量变化所致；后转为缓慢起伏并略有下降；9月20日—10月15日，水氡测值先降后升，呈明显的V字型变化，至10月28日发生夏河M_S 5.7地震。

（2）钻孔倾斜：NS分量在2019年7月31日—8月3日上升变化明显，9月13日—10月17日则呈明显V字型变化；EW分量呈反向同步变化，且变化幅度较小。

2.2 异常分析

2019年7月下旬到10月中下旬，武山台钻孔倾斜EW、NS分量和水氡测项出现同步变化（图 1）。由图 1所示对比曲线，可将异常变化数据划分为以下3个时段进行分析。

（1）7月31日—9月13日：钻孔倾斜NS、EW分量在呈明显突升（降）后，NS分量转平，EW分量略向E倾。8月2日水氡呈向下突跳，后转平。

（2）9月13日—9月28日：钻孔倾斜NS分量转为快速S倾，EW分量在加速E倾后，逐渐转为略向W倾。水氡数据呈略有下降的变化趋势。

（3）9月28日—10月15日：钻孔倾斜NS分量转折N倾回升，并略有起伏，10月15日后转平；EW分量向W倾，10月15日后恢复E倾。水氡数据呈"V"字型变化，且极小值与钻孔倾斜NS分量上升过程中的起伏变化时间基本同步。

对比发现，以上3个时段内，钻孔倾斜呈明显转折变化的同时，水氡同步出现明显变化，只是变化形态稍有不同。因此，水氡变化应与地面倾斜运动状态密切相关。

3 结论和讨论

综上所述，得出以下结论：

（1）2019年7月3日武山水氡测值上升为环境干扰所致，7月31日起，钻孔倾斜与水氡测值先后出现的准同步变化应为夏河M_S 5.7地震的震前异常。

（2）武山钻孔倾斜在夏河M_S 5.7地震前的变化进程表明，震前应力积累不是简单过程，而是方向和幅度均相对复杂的地壳运动过程。

（3）武山水氡和钻孔倾斜测项位于夏河M_S 5.7地震震源区外，表明测项异常为“场兆”而非“源兆”。

在夏河M_S 5.7地震前，武山水氡和钻孔倾斜测项数据呈同步异常变化，但变化幅度等具有不同之处。分析认为，可能由不同测项对区域应力场变化的响应方式和途径不同所致，具体原因尚待进一步研究。