美国PBO计划:钻孔应变仪台网遭遇挑战＊

欧阳祖熙

(中国地震局地壳应力研究所,北京 100085)

美国PBO计划:钻孔应变仪台网遭遇挑战＊

欧阳祖熙

(中国地震局地壳应力研究所,北京 100085)

PBO(Plate Boundary Observatory)计划专门设计了一批钻孔应变仪台网,在数百米距离内,安装2～3台仪器,以研究钻孔应变仪如何响应构造活动的信号,以及局部因素会造成何种干扰。本文收集了6个这样的台网的资料,给出了所有仪器数年的记录曲线,并对观测结果显示的地壳应变场做了简要的分析对比,发现6个试验台网记录的大量所谓应变积累的信号可能不是统一的地壳构造活动,基本上是局部因素变动造成的干扰。对PBO台网试验揭示的问题进行了初步讨论,并对我国钻孔应变观测工作的现状与发展提出了几点建议。

钻孔应变仪;PBO计划;对比观测;构造应力场

引言

美国于2003年启动的EarthScope科学工程旨在应用现代观测、分析及通讯技术来研究北美大陆的三维地质结构和演化,以及控制地震与火山活动的物理过程。Earth-Scope运用了地震学、大地测量学与遥感等多学科新的观测技术,并以高速、高性能的计算技术和通讯网络把它们连接起来,形成的新系统将为学术界提供广泛的机会,对人类赖以生存的地球开展深入的综合研究。为实现上述科学目标,需要以新的思路布设大量的地球物理仪器,以前所未有的精度,对迄今知之甚少的关键性的地震、火山与活动构造以及相关的地球动力学过程开展观测研究。这种观测将容许人们把地球内部发生的过程与其表面地质构造的形成演化,包括断层与火山活动联系起来。这些过程拥有的巨大的空间与时间尺度决定了要针对不同的研究目标,使用按不同尺度布设的各种相应的观测系统。

EarthScope科学工程由USArray,SAFOD,PBO与InSAR等4个研究计划构成[1]。EarthScope的地震学部分,即USA rray(United States Seismic Array),由移动的与固定的密集地震台网组成,含3个互相关联的单元。USA rray的核心是由400台宽频带地震仪构成的一个可移动的遥测台网,能够以70 km台距组成1400 km孔径的台阵,提供实时地震数据。SAFOD(San Andreas Fault Observatory at Depth)是EarthScope的地下观测项目,观测井钻到地下4 km深处,直接进入圣安德烈斯断层带,接近1966年加利福尼亚州帕克菲尔德M 6级地震震源处,并开展地震及相关地球物理观测。InSAR(Interferometric Synthetic ApertureRadar则是专门用于科学观测的卫星系统,可对北美和太平洋板块区域提供密集的空间(30～100m)与时间(8天)扫描,以测量它们的相对运动及由此导致周围地区产生的变形。

其中,EarthScope的大地测量学部分,即PBO,是一个研究北美大陆西部板块变形导致的三维应变场的高精度地壳变形观测网。PBO包括3个基本单元,首先是对整个板块边界区域大尺度、长周期变形的总体特征进行观测的骨干网,由100台连续记录的GPS接收机组成。该台网展布在从美国西部到阿拉斯加南部的广大边界地带,台距约为200 km,必要时可将骨干网获得的数据与InSAR数据结合起来,以确定应变场的分区特性。第二个单元分布在活动构造地区,如沿圣安德烈斯断层与火山活动的地区。对这些区域的观测需要更好的空间与时间分辨能力,故集成了密集部署的GPS接收机与钻孔应变仪,台距在5～10 km。大约775个GPS台站、175台钻孔应变仪与5台激光应变仪将用来监测最活跃的美国西部与阿拉斯加南部的构造带。第三个单元,即100台流动GPS接收机,则是用于对连续工作GPS台站未及充分覆盖的地区进行短期加密观测,一方面可在尚未实施监测的地区开展必要的观测,此外,还可提供快速响应能力,以监测紧随地震与火山喷发后产生的应变阶现象[2]。

在美国国家科学基金会(NSF)、地质调查局(USGS)、国家航空航天局(NASA)与能源部(DOE)数十年的有力支持下,美国地球科学界已经建立起联系密切的、基于学术机构的管理组织和技术支撑系统。Earth-Scope的实施要求地球科学各分支学科的科学家通力合作,强调进行高分辨率观测,统一数据标准,对地壳构造及其变形速率的全面覆盖,并在对区域地质全面认识的基础上整合前述4个方面观测研究获得的数据,特别适合对圣安德烈斯断层系统、新马德里地震带与卡斯卡迪亚等地球科学天然实验场开展综合研究。EarthScope的研究目标源于不断变动的地球的观点,包括活动断层系统、岩浆活动系统、造山运动以及地幔对流系统等。今天,仅对这些现象及其产生的结果开展观测已不能满足社会发展与科学技术进步的需要,我们必须了解过程的本质,以便预测它们的行为。

本文主要讨论的问题涉及PBO计划,该计划包含广泛分布的大地测量骨干网,以及专门观测特定的地震和岩浆喷发过程的局部密集监测网(cluster arrays)。我们将重点关注在一些地点以组团的方式安装的钻孔应变仪,即在约100m的距离安装2～3台仪器构成的小台网。这项试验使得科学家能够深入研究钻孔应变仪是如何响应地球物理信号的,辨别哪些是构造活动的信号,哪些是局部因素变动造成的干扰。作者一直在关注其中的6个钻孔应变仪小台网,收集它们近几年产出的数据。本文将首先介绍这些台网的观测曲线,简要分析其反映的地层应变状态变化特点并进行多台比较,最后对已有的观测结果揭示出的一些问题做初步的讨论。

1 仪器

PBO计划安装的仪器是格拉德温三分量钻孔应变仪(Gladw in 3-component strainmeter),该仪器使用差动式电容位移传感器测量钻孔的径向变形,由澳大利亚GTSM科技公司制造[3],其基本技术参数见表1。3个传感器相互以120°角分布,以测量钻孔3个不同方向的径向线应变,综合分析测量数据,可以解算获得面应变及两个剪切应变。为了隔离各种人为的和环境因素造成的干扰变化,仪器安装的目标深度为200m,测量仪器用水泥固结在井底,整个钻孔再用水泥填充至井口大约50m处,供以后安装其他仪器。多数钻孔安装有应变仪和地震计,一些站点还安装了加速度计,或者孔隙压力计。各个观测站地表均有气象数据采集装置。

表1 PBO钻孔应变仪基本参数

通常,仪器工作在设定比率变压器档位,电桥偏离平衡状态情况下,不平衡信号的大小反映了钻孔应变的变化,此时,测量系统的固有带宽可达2 k Hz。如果应变变化超过了基本动态范围,系统需要调整比率变压器电桥使之达到新的平衡状态,其一次设定时间约需200m s,系统的带宽会降低,整个调整过程将详细记录在数据文件中。

2 主要观测结果

作者从UNAVCO的网站上收集了6个以组团方式安装的PBO钻孔应变仪小台网的数据,包括台站建设信息与以曲线形式给出的观测数据[4]。本节将给出各组团每台仪器获得的观测结果,并对钻孔应变仪反映的地层受力变形特点进行相互对比并做简要的分析。

观测数据的表示基本依据PBO的约定:

(1)安装深度是指从钻孔套管顶端到钻孔应变仪底部的长度。

(2)各个应变传感器的方位系指从北顺时针计算的度数。

(3)各应变传感器读数单位:0.1 nε。

(4)纵坐标向上表示张应变。

(5)4个分量应变测值的时间序列曲线均从下井后一周开始取值。

2.1 B082、B089台网

该小台网位于Anza California区靠近南北走向的加纳山谷(Garner Valley),含B082与B089两个台站,它们相距约几百米(图1)。B082井深796 ft(242.6m),2006年6月10日安装;B089井深437 ft(132.8m),2006年8月28日安装。岩性均为高度褶皱变形的片麻岩。

图1 B082、B089台网地图

B082台各个元件的方位角分别为:CH0=324.8°,CH1=264.8°,CH2=204.8°,CH3=174.8°。下井安装初始阶段,水泥固结挤压作用明显,作用方向为近南北向。约半年后,变形速率稳定,逐渐趋缓,显示有近南北向持续性强烈挤压作用。除近东西向的CH1传感器记录噪声较大以外,其他3个应变元件记录稳定,未见应变阶跃信号(见图2a)。

B089台各个元件的方位角分别为:CH0=291°,CH1=231°,CH2=171°,CH3=141°。下井安装初始阶段,水泥固结挤压作用明显,作用方向为北北东向。之后,变形速率稳定趋缓,显示有北北东向持续性强烈挤压作用。2007年10月,变形速率发生明显转折,变为较平稳。4个应变传感器记录噪声均较大,但在2007年12月至2008年5月间曾同步记录到一次应变阶跃信号。

图2 B082(a)和B089(b)台网数据

从以上对B082、B089台网近4年数据的分析比较(图2),可以发现这两个台站观测到的地壳应力场变化有以下重要异、同之处:

(1)B082台显示有近南北向持续性强烈挤压作用;B089台也显示2007年10月之前应变仪受到北北东向持续性强烈挤压作用。两个台站观测到的地壳应力场活动基本相似。

(2)B089台于2007年10月变形速率发生明显转折,变为较平稳;地壳应力场的这一变化在B082台没有反映。

(3)B089台4个应变传感器在2007年12月至2008年5月间曾同步记录到一次应变阶跃信号,B082台CH1与CH2号元件有同步记录,但反映的作用方向有差异。

2.2 B005、B006、B007台网

该台网位于奥林匹克半岛(Olympic Peninsula),含3个站(见图3)。B005台井深529 ft(161.2m),2005年7月19日安装;B006台井深514 ft(156.7m),2005年7月28日安装;B007台井深459 ft(140.03m),2005年7月23日安装。3个钻孔相距几百米。

图3 B005、B006、B007台网地图

B005台各个元件的方位角分别为:CH0=319.7°,CH1=259.7°,CH2=199.7°,CH3=169.7°。下井安装初始阶段,水泥固结挤压作用明显,作用方向为近南北向。约一年后,变形速率有所减缓,但仍显示有持续性北北西向挤压作用,趋势稳定。CH 1与CH3传感器大约在每年的12月份均记录到同步的应变阶跃信号,因为这两个元件互相垂直,故CH1的张性变化和CH3的压性变化有力学上的关联。

B006台元件方位未能确定。下井安装初始阶段,水泥固结挤压作用不明显。数月后,仪器变形趋势平缓,有明显的年周期变化,且各方向元件基本同步,显示出受到一种围压作用。记录曲线不平滑,外界干扰比较明显。

B007台各元件方位角为:CH0=193°,CH1=133°,CH2=73°,CH3=43°。下井安装约半年后,变形速率基本稳定,测量结果显示北东向挤压变形。北西向CH1传感器于2006年7月记录到压性应变阶信号;北东东向CH2传感器在2006年9月至2007年3月间记录到张性应变阶信号;而北东向的CH3传感器于2006年10月后记录到几次应变阶信号,它们与前述的现象似无明显关联。

从以上对B005、B006、B007台网近5年数据的分析比较(如图4所示),可以发现这3个台站观测到的地壳应力场变化有以下重要不同之处:

(1)B005台显示持续性北北西向挤压作用;B006台却显示仪器受到一种类似围压的作用;而B 007台在变形速率基本稳定后,测量结果却显示北东向挤压变形。

图4 B005(a)、B006(b)和B007(c)台网数据

(2)B005台CH1与CH3传感器大约在每年的12月份均记录到同步的应变阶跃信号;其他两个应变传感器变形速率基本稳定,未见应变阶跃记录;而B007台CH1、CH2和CH3等传感器于2006年、2007年分别记录到数次不同步的大幅度阶跃变化,两个台站之间记录的信号似乎无明显关联。B006台4个应变传感器未见应变阶跃记录。

(3)B006台4个应变传感器记录年周期变化十分明显,且记录曲线不平滑,外界干扰较大,与另外两个台站迥然不同。

2.3 B009、B010、B011台网

该台网位于加拿大境内的温哥华岛上(Vancouver Island)。这个小台网由3个钻孔应变仪台站构成,其中B009井深739 ft(225.25m),2005年9月14日安装;B010井深653 ft(199m),2005年9月26日安装;B011井深739 ft(225.3m),2005年9月13日安装。3个钻孔相距在100m之内。该台网与B005、B006、B007台网同处于一个研究区,其地理位置参见图3。

B009台各元件方位角为:CH0=271.4°,CH1=211.4°,CH2=151.4°,CH3=121.4°。下井安装初始阶段,水泥硬化固结过程基本正常。约半年后,测量显示存在持续性北西向挤压作用,变形速率基本稳定,未见应变阶跃记录,CH1、CH2与CH3有年周期变化显示。

B010台各元件方位角为:CH0=267.8°,CH1=207.8°,CH2=147.8°,CH3=117.8°。下井安装初始阶段,水泥硬化固结过程压缩效果不明显。约一年后,测量结果显示持续性北西向大幅度受张,并于2009年3月、2010年4月等时段,CH2和CH3等传感器分别记录到不同步的大幅度张性阶跃变化。CH0传感器有年周期变化显示。

B011台元件方位未能确定。下井安装初始阶段,水泥硬化固结过程正常。约一年后,测量结果显示CH2传感器持续性受压,变形速率稳定趋缓,未见应变阶跃变化记录,4个应变测量元件年周期变化较明显。

从以上对B009、B010、B011台网近5年数据的分析比较(图5),可以发现这3个台站观测到的地壳应力场变化有以下重要不同之处:

(1)B009台显示持续性北西向挤压作用;而B010台却显示持续性北西向大幅度张性变形;B011台CH2传感器观测到持续性挤压作用,但遗憾的是不知道它的方位角,无法做进一步判断。

图5 B009(a)、B010(b)和B011(c)台网数据

(2)B009台4个应变传感器变形速率基本稳定,未见应变阶跃记录;而B010台CH2和CH3等传感器于2009年3月、2010年4月等时段分别记录到不同步大幅度张性阶跃变化;B011台4个应变传感器变形速率稳定趋缓,未见应变阶跃变化记录。

(3)B011台4个应变传感器记录年周期变化最为明显;B009台次之;而B010台仅CH0传感器有微弱显示。

2.4 B013、B943台网

B013、B943台网安装在阿伯丁市(Aberdeen)以北,含两台钻孔应变仪。其中:B013井深554 ft(168.4m),2007年1月5日安装;B943井深741 ft(225.9m),2008年2月26日安装。B943井与B013井相距140m。由于该台网与B005、B006、B007台网同处于一个研究区,其地理位置仍参见图3。

B013台各元件方位分别为:CH0=231.7°,CH1=171.7°,CH2=111.7°,CH3=81.7°。下井安装约1个月后,4个传感元件大幅度、长时间显示张性应变作用。约1年后,又先后转变为持续性北西向挤压,变形速率长趋势基本稳定。4个应变传感器各自记录到大量不同步的阶跃变化。

B943台各应变传感器的方位分别为:CH0=329.5°,CH1=269.5°,CH2=209.5°,CH3=179.5°。下井安装初始阶段,3个传感元件大幅度、长时间为张性应变,仅CH0显示受到挤压作用。之后,变形速率基本稳定、趋缓,从面应变估计,应变状态为持续性北东向拉张变形。2009年2月开始,南北向传感器CH3记录到大幅度张性应变扰动与多次应变阶跃变化,其他方位的应变元件未见同步记录。

从以上对B013、B943台网两台钻孔应变仪近3年数据的分析比较(参见图6),可以发现这两个台站观测到的地壳应力场变化有以下重要不同之处:

(1)B013台显示持续性围压作用;而B943台却是北东向拉张作用。

图6 B013(a)和B943(b)台网数据

(2)B013台4个传感器变形速率长趋势基本稳定;而B943台南北向传感器CH3自2009年2月开始,记录到大幅度张性应变扰动与多次应变阶跃变化。

(3)B013台4个应变传感器各自记录到大量不同步的阶跃变化;而B943台CH0,CH1及CH2等3个应变传感器,基本上未见阶跃应变信号记录。

2.5 B027、B028台网

B027、B028台网安装在俄勒冈州西北部的波特兰市南边。B027井深768 ft(234.09m),2007年4月11日安装;B028井深789 ft(240.5m),2007年3月19日安装。两个台站相距几百米,其地理位置见图7。

图7 B027、B028台网地图

B027台各应变传感器方位分别为:CH0=316.3°,CH1=256.3°,CH2=196.3°,CH3=166.3°。下井安装初始阶段,水泥固结挤压作用不明显。半年多后,测量数据显示持续性北西西向压缩,变形速率稳定,4个应变传感器记录曲线均较平滑,未见应变阶记录。

B028台各传感器方位分别为:CH0=282.3°,CH1=222.3°,CH2=162.3°,CH3=132.3°。下井安装初始两个月期间,水泥固结挤压作用正常。约半年后,测量数据显示持续性近南北向压缩,变形速率基本稳定,至2009年4月,数据显示北西西向张性变化,2010年1月北东CH1出现张性变化。4个传感器各自记录到数次不同步的应变阶跃变化。

分析比较B027、B028两台钻孔应变仪3年多的数据(见图8),可以发现这两个台站观测到的地壳应力场变化有以下重要差异之处:

(1)B027台显示持续性北西西向压缩;而B028台却是近南北向压缩。

(2)B027台4个传感器记录曲线较平滑,变形速率平稳趋缓;而B028台近南北向压缩变形速率基本稳定,但在2009年4月,数据显示北西西向张性变化,2010年1月北东向元件CH1出现张性转折变化。

(3)B027台4个传感器基本未见应变阶跃记录;而B028台4个传感器各自记录到数次不同步的应变阶跃变化。

2.6 B035、B036台网

B035、B036台网位于俄勒冈州西北部的波特兰市南边。B035井深742 ft(226.2m),2006年3月19日安装;B036井深597 ft(182m),2007年5月8日安装。两个台站相距几百米,它们的地理位置仍参见图7。

图8 B027(a)和B028(b)台网数据

图9 B035(a)和B036(b)台网数据

B035台各应变元件方位分别为:CH0=279.1°,CH1=219.1°,CH2=159.1°,CH3=129.1°。下井安装初始阶段,水泥固结挤压作用基本正常,受力方向为近东西向。半年多后,测量数据显示持续性近东西向压缩,变形速率逐渐趋缓,4个应变传感器记录曲线较平滑,未见应变阶跃记录。

B036台各应变元件方位角分别为:CH0=258.9°,CH1=198.9°,CH2=138.9°,CH3=108.9°。下井安装初始阶段,水泥固结挤压过程基本正常,受力方向为近东西向。但约两个月后,近东西向的CH3传感器转而显示出持续性大幅度拉张变化,持续3年多,其间于2009年10月、2010年12月记录到张性应变阶跃型变化。其他3个应变传感器的数据反映持续受压作用,变化曲线比较平滑,无应变阶跃记录。

分析比较B035、B036两台钻孔应变仪3年多的数据(图9),可以发现这两个台站观测到的地壳应力场变化有以下重要不同之处:

(1)B035台显示近东西向持续性挤压作用;而B036台却是近东西向持续性拉张作用。

(2)B035台4个传感器记录曲线较平滑,变形速率逐渐趋缓,未见应变阶跃记录;而B036台近东西向的CH3传感器于2009年10月、2010年12月记录到张性应变阶跃型变化。

3 问题与讨论

3.1 6个钻孔应变仪台网试验揭示的问题

PBO原计划在2008年10月前完成103个钻孔应变仪台站的建设,但是到2010年7月只安装了80余台仪器。虽然投入观测的仪器绝大多数工作正常,都能记录到固体潮汐与地震,也能记录到应变积累信号,但6个钻孔应变仪小台网试验观测却揭示出一些问题。这项试验的初衷是使得科学家能够深入研究钻孔应变仪是如何响应地球物理信号的,辨别哪些是构造活动信息,哪些是局部因素变动造成的干扰。从上述对6个钻孔应变仪台网数年观测资料的初步分析发现,除了位于Anza California区的B082、B089台网在2006年10月至2007年10月期间两台钻孔应变仪有相近的观测结果,可能反映了统一的区域构造活动外,我们没有看到其他任何与之相似的记录。

可以初步认为,6个试验台网记录的大量持续数月的应变积累信号可能不是统一的地壳构造活动使然,基本上是局部因素变动造成的干扰。这就使我们必须深入思考,PBO钻孔应变仪台网可能在哪个环节出了问题?不然,相距仅几百米的仪器为什么未能记录到基本相同的应变场活动信号?PBO钻孔应变仪观测系统有哪些局限?台网建设有什么不足之处?作者认为,诸如PBO钻孔应变仪观测系统的总体设计、观测井钻井施工工艺、仪器下井安装技术等环节,均有必要重新加以审视,以期找到问题所在。

3.2 USGS浅层钻孔倾斜仪台网试验的联想

这使我们想起20世纪70年代初期,罗克威尔公司(Rockwell)开发出一种用于航空设备的高精度气泡倾斜传感器。美国科学家随即用来设计了一种钻孔倾斜仪,安装于数米深的浅井中进行地震监测预报研究[5]。新的钻孔倾斜测量系统很快在1973年和1974年霍利斯特地震之前记录到明显的前兆异常[6-7],于是,USGS倾斜仪台网于此后的两年里迅速发展,在加州西部建立了74个观测站,安装了84台仪器。但是,之后积累的大量观测资料说明,安装在浅井中的倾斜仪记录的基本上是各种气象变化与人为活动的干扰。1982年以后,大多数USGS浅井倾斜仪已不再用于地震预测研究[8]。观测仪器好并不等于数据质量好,用于地球物理观测的仪器在实际应用中要解决的一个重要问题,就是如何实现与地球的耦合。前述的气泡倾斜仪无论本身性能如何好,安装在浅井中并不能拾取到地壳真实的倾斜变化。

美国地球科学界1972年在PFO(Pinon Flat Observatory)观测站,对石英杆伸缩仪与长基线激光应变仪进行过对比观测实验,发现前者3个月的漂移竟是后者的20倍。后来,在USGS的资助下,从1981年至1986年,在PFO系统地开展了不同倾斜仪之间[9]以及钻孔应变仪和长基线激光应变仪之间[10]的对比观测实验。人们逐渐认识到,用于地球物理观测的倾斜仪与应变仪必须具有足够长的基线,或者能够放置于足够深的井下,并且要选择合适的场址,妥善地进行安装,才能较好地实现与地壳的耦合,有希望记录到真实的地壳构造活动的信号。Roeloffs E等美国学者在研究PBO钻孔应变仪数据时,也注意到上述应变仪与区域应变场解耦这类问题,提出要从地层破碎、地形变化以及仪器安装等方面开展研究,找到问题的症结[11]。

3.3 我们的借鉴

我国20世纪90年代在北京昌平台曾开展过几种钻孔应变仪的对比观测,但是,对比观测的试验站比较少,有关的研究不够深入。PBO的工作给我们提供了很好的借鉴。为了今后更好地推进我国钻孔应变观测领域的工作,作者认为,在设计、建设新的台网之前,做好下述3方面工作是十分必要的。首先,中国现在使用的钻孔应变观测仪器和采用的技术与PBO技术系统有哪些共性?又有何不同之处?可能存在什么类似的问题?需要做全面的清理、比较和研究。其次,在上述第一方面研究的基础上,选择几个不同地区有条件的台站,开展全面的对比观测,检验运用我国现有的钻孔应变仪,以及配套的钻井与安装技术,是否确实能观测到区域构造应力场积累变化的信号?以期发现存在的问题,有针对性地开展研究。最后,基于前面两项研究工作的成果,系统整理与构造应力场测量及钻孔应变观测和分析有关的理论与技术问题,澄清思想上的模糊认识,总结“十五钻孔应变仪台网”建设的经验,培养锻炼科研团队,切实做好科学、技术与队伍上的准备,才不致盲目地去上新的项目和建设新的台网。

(作者电子信箱,欧阳祖熙:zxo@ht.rol.cn.net)

[1]EarthScope Project Plan—A New View into Earth,2001;http:∥www.unavco.net/p roject

[2]The Plate Boundary Observatory(PBO)Component of the EarthScope mRE Proposal,2002;http:∥pboweb.unavco.org

[3]Critical Design of PBO Borehole Strainmeter Network,2004;http:∥pboweb.unavco.org

[4]PBO Strainmeter Products,2011;http:∥pboweb.unavco.org/stations/

[5]Allen R V,Wood D,Mortensen C.Some instruments and techniques for the measurement of tidal tilt.Phil.Trans.Roy.Soc.Ser.A,1973,274:219-222

[6]Johnstonm J S,Mortensen C E.Tilt precursors before earthquakes on the San Andreas Fault,California.Science,1974,186:1031-1034

[7]Mortensen C E,Johnston m J S.Anomalous tilt preceding Hollister earthquake of November 28,1974.J.Geophys.Res.,1976,81:3561-3566

[8]Mortensen C E.Experimental tilt and strain instrumentation,U.S.Geol.Surv.Open-File Repo rt,1982,82-840,357-360

[9]Wyatt F,Bilham R,Beavan R J,et al.Comparing tiltmeters for use in crustal deformation measurements:A preliminary report.Geophys.Res.Lett.,1984,11:963-966

[10]Wyatt F K,Agnew D C,Gladwin m.Continuous measurements of crustal deformation for the 1992 Landers earthquake sequence.Bull.Seism.Soc.Am.,1994,84:768-779

[11]Roeloffs E.Evidence for aseismic deformation rate changes prior to earthquakes.Annual Review of Earth and Planetary Sciences,2010,34:591-627

U.S.PBO Project:Borehole strainmeter networks face a challenge

Ouyang Zuxi
(Institute of Crustal Dynamics,CEA,Beijing 100085,China)

Several clusters of borehole strainmeters were specially established in PBO,in which 2 or 3 instruments were installed within a few hundred meters to study how the borehole strainmeter responds to tectonic activities and what interference will be generated by local,non-tectonic factors.Data of 6 such clusters were collected and presented in the paper.The crustal strain field revealed at the data and a brief analysis were also given.It show s that many strain accumulation signals recorded by 6 strain meter net works are basically due to local processes instead of tectonic activities.Primary discussion about PBO strain meter networks was carried out and some suggestions concerning development of bore hole strain meter networks in China were made as well.

bore hole strain meter;PBO Project;parallel observation;tectonic stress field

P315.72+7;

A;

10.3969/j.issn.0235-4975.2011.10.005

2011-07-08;

2011-07-29。