摘要：2009年11月上海松江地震序列距佘山形变观测点约18Km、距查山形变台约32Km，这些定点形变倾斜、应变资料出现了不同程度的形变异常。结合应变资料和震源机制解分析结果认为，此次异常的应力方向与该区域的背景应力场方向基本一致。

　　关键词 形变异常 震源机制解 应力场

　　引言

　　地壳形变是地壳介质在内生的构造应力和外生的天体引力以及地表荷载力的作用下发生变形的一种表现形式。而与地震有关的地形变则是在孕震过程中，随着构造应力的不断积累直到发震前后的一种最直接的伴随现象 [1,2]。2009年10月18日-11月7松江附近共发生8次小震，地震序列见表1，震中离佘山台约17Km，离查山约30Km，台站及地震分布见图1。此次系列地震前上海两个定点形变手段多个测项出现短临异常(异常测项见表2)。这里对震前所出现的异常现象及其特征进行了分析。

　　发震日期 发震时间 震中位置 震级 2009-10-18 17:07:30 121.13°，30.95° ML2.6 2009-10-25 00:09:59 121.12°，30.97° ML1.7 2009-10-29 21:29:43 121.12°，30.96° ML0.9 2009-11-02 19:20:24 121.12°，30.97° ML1.9 2009-11-03 14:29:33 121.12°，30.97° ML1.2 2009-11-05 11:49:42 121.12°，30.97° ML1.4 2009-11-07 11:30:38 121.10°，30.97° ML0.7 2009-11-07 17:03:21 121.10°，31.00° ML3.2

　　表1 2009年10月18-11月7日8个小震

　　图1 上海形变台站及松江系列地震分布图(红实心圈为地震，黑五角星为台站)

　　台站 观测仪器 洞体/钻孔 观测起始年份 仪器型号 佘山 水管倾斜仪 洞体 2001 DSQ 伸缩仪 洞体 2001 SS-Y 垂直摆 洞体 2001 VS 查山 倾斜仪 钻孔 2008 CZB2 表2 松江系列地震前上海两个定点形变手段出现短临异常的形变手段

　　台址条件及仪器概况 上海形变台站有两个，它们分别为：佘山地震综合台位于上海市松江区余山脚下，地理位置为东经121.1°，纬度31.2°。山洞洞顶覆盖厚度大于40米，旁侧覆盖层厚度大于50米，洞深200多米，仪器室年温差小于0.2℃，日温差小于0.1°C。岩性为上侏罗系天马组的安山岩。佘山台洞体条件良好，密封保温设施齐全，因此固体潮汐记录完好、零漂小。

　　山洞内水管仪、伸缩仪共用仪器墩，水管仪NS向基线长22.86米，方位N18.5°W，EW向基线长8.82米，方位N71.5°E。该三种形变手段均为地震研究所生产，于2001年正式使用。资料的连续率和内在精度达到I类潮汐形变台精度要求。

　　查山形变台位于上海金山区张堰镇，整个区域地势低平,台站地理位置为东经121.3°，纬度30.8°。该台站海拔高度约10米左右,离杭州湾水域最近距离约10公里。该地区的岩相为晚侏罗的火山岩。院内有一个钻孔井深90多米，28.44-90米为凝灰岩。钻孔倾斜仪器CZB2为河南省地震局研制，安装在67米左右深处，2007年4月安装，2008年资料正式使用。

　　2、各台形变手段短临异常特征分析

　　佘山水管仪NS分量8月中旬北倾，10月初南倾斜，倾斜幅度达0.14角秒。10月7日恢复平稳趋势;佘山山洞水管仪EW分量由于基线较短，无年变规律，整体呈现东倾趋势，但 8月下旬东倾斜趋势发生变化，变化量达0.2角秒，10月10日基本恢复平稳，见图1，2;伸缩仪NS、EW两分量的变化量分别为129*10-10，557*10-10，见图4;垂直摆NS分量9月底向北倾斜，10月初急剧向南倾斜，倾斜量为0。056角秒，垂直摆EW分量9月初向东倾斜，9月下旬向西倾斜，10月7日恢复平稳，倾斜量为0.058角秒，见图5。两倾斜变化方向为北东东方向，背向震中。

图2 水管仪器两分量短临异常图 图3 水管仪EW分量异常图 10-3角秒 10-3角秒 图4 伸缩仪两分量短临异常图 图5垂直摆两分量短临异常图 10-10 10-3角秒

　　查山CZB钻孔倾斜仪自09年3月维修后NS分量呈现南倾趋势，7月下旬-至11月初趋势发生变化，南倾0.34角秒，现在基本恢复平稳。EW分量9月底-10月初也出现异常现象，先向西倾斜后向东倾斜，基本呈现东倾斜变化，现恢复平稳状态，变化量为0.1角秒，见图6，两倾斜变化方向为南东东方向，背向震中。

系统恢复 异常 图6 查山钻孔倾斜仪手段异常图

　　两台站倾斜异常变化方向基本为背向震中方向，与大多数倾斜异常总结结果一致。佘山水管仪、垂直摆前兆异常量不同说明同一台站不同类型的倾斜仪器监测地震前兆信息的能力有很大差异。

　　3、地震发生的地质构造背景及形变异常机理分析

　　3.1地质环境及区域应力场特征

　　松江系列地震震中位置地处扬子地块东北段的东南边缘，位于青浦-龙华断裂和枫泾-川沙断裂夹持的天马山火山岩构造盆地中央，该盆地是晚侏罗世至白垩世长期继承性发育的箕状构造盆地，地层由西北向东南逐渐趋新，以安山岩、安山玢岩为主，向东南变为溶结凝灰岩、流纹岩为主(黄组K2s),再变为以凝灰岩为主，至晚白垩世的紫红色砂泥岩夹石膏(松江组K2s)等。盆地北侧为青浦-龙华断裂，走向北70°-80°东，最晚活动时代为早更新世。南侧枫泾-川沙断裂，走向北60°-70°东，倾向北西为主，倾角75°，最晚活动时代为中更新世，两者皆隐伏于200-300米的第四纪覆盖层之下。盆地中部构造平稳，仅于天马山顶见北60°东的张性-张扭性正断裂，长度有限。

　　刘希强研究员[3]在1999年博士论文研究过程中得出上海佘山台站下方主应力方向为55.9°。考虑到上海佘山台站距震中位置仅约18Km，可以近似认为震中位置区域范围内主应力方向大致在55.9°左右。周翠英[4]等人2004年使用143组中、小地震单震震源机制解和l7组小区域综合机制解资料，统计分析了华东地区的现代构造应力场特征，得出华东地区现今处在NEE向(80度左右)主压、NNW 向(350度左右)主张应力场的控制下。

　　3.2形变异常机理分析

伸缩仪NS向基线长22.86米, EW向基线长8.82米。9月底-10月初伸缩仪NS、EW两分量变化量分别为：129*10-10，557*10-10;可以按公式1分别计算出两分量的变化速率，其中为应变观测量(10-10)。 NS分量变化速率为3.69*10-5mm/天，EW分量变化速率为6.14*10-6mm/天。

(1)

　　伸缩仪NS向方位N18.5°W，EW向方位N71.5°E，根据公式2计算出相应的主应力场方向约为北北东40°。

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