震后異常與新地震異常的識別方法探析

趙媛媛

摘 要：本文基于單元體應力水平群體漲落模型出發，開展相關三維有限元數值模擬實驗，準確判定引起應力場擾動的力源，從而對震后異常與新地震異常進行準確識別，從而準確地把握不同類型震后異常與新地震異常之間的關系。

關鍵詞：震后異常；新地震異常；三維有限元數值模型；識別方法

中圖分類號：P315 文獻標識碼：A

強烈地震的發生后，其往往包含多種異常情況，有震前異常結束、震后出現新異常；震時或震后大幅度階躍或突變異常等情況。震后效應的影響范圍具有一定特殊性，為準確把握震后效應，加大力度探討震后異常與新地震異常的識別方式，能夠清晰地認識到那些震后效應預示著新區面臨強震等相關問題，便于相關部門及時采取地震防御措施，最大程度地減輕地震給社會及人民所造成的損失。

1.單元體應力水平群體漲落模型

地震孕育系統具有一定開放性和復雜性，單元體應力水平群體漲落模型的提出，以單個或少數單元體應力轉移為基本規律，將地震帶上的單元體作為一個場，當區域力源或多種擾動力源發生變化時，其應力水平會出現一定的漲落變化，最終形成異常場。

也就是說，當一個單元體解體后，即地震發生時，地震帶內不同單元體的應力水平往往會發生一定轉變，并且在盈利轉移的影響下，其應力水平往往會出現不同程度的變化。通過研究分析可知，某一地區異常臺項數量在一定程度上反映著該地區總體應力水平的實際變化情況，便于相關工作人員對震后異常及新地震異常進行準確識別。

2.單元體應力水平群體漲落三維有限元數值模擬實驗研究

在單元體應力水平群體漲落模型的基礎上，對三維有限元算法進行合理利用，開展相關數值模擬實驗研究，以我國6.2級地震所在地區為研究對象，對地震墻后相關數據信息進行模擬計算，進而探討單元體應力水平的漲落與時間因素之間存在的密切聯系，切實保證震后異常與新地鎮異常識別的準確性和有效性。

通過實驗研究可知，該地區震中及附近地區均為全區剪切應力最高地區，在逐步向外看擴張的同時其剪切應力逐步減小。而部分地區地震前應力水平相對較高且面積較大的地區，其剪切應力也呈現不同程度地下降。由此可知，在一定范圍內，部分單元體的應力水平往往存在3種情況，分別是急劇上升、急劇下降或保持不變，其中應力水平急劇上升的地區往往是地震震中所在點。

3.引起應力場擾動的力源

通過對震后異常進行研究和分析，人們注意到，在實際研究過程中應當充分考慮一次地震后由于應力轉移所引發的一系列情況，包括應力場擾動后多發生的異常情況。基于應力場擾動力源進行分析可知，地震屬于擾動力源之一，應力場擾動力源包括驅動力變化、斷層局部弱化或擴展、斷層擴展貫通以及環境因子的調制等類型，并且不同類型均具備各自的特征，實際影響范圍也存在一定差異。

在對擾動力源進行充分認知后，通過對單元體解體擾動力源的潛在影響范圍加以科學化分析，能夠明確震后效應的可能性影響范圍，從而對震后異常和新地震異常進行準確識別。地震屬于斷裂擴展貫通后所出現的應力擾動，其主要特點是貫通區應力起伏劇烈，并且實際貫通范圍與震源尺度較大。在介質條件均勻的情況下，擾動力源的實際影響范圍約為震源尺度的3～5倍之間。因此在震后較短時間內，震級對應范圍內出現的異常一般可看作是震后效應，該范圍以外的異常可考慮為新異常。

4.震后異常與新地震異常的判別指標

通過上文研究可知，地震前后單元體應力水平存在4種漲落變化，在總結歸納后，得出震后異常形態及成因分類表，見表1。

4.1 對各類異常與未來地震之間的關系進行分析

就同震效應與震后效應來看，同震效應是在地震波激發作用下導致地殼介質產生彈性形變，導致水位或擺式等項目廁紙出現異常波動。此種情況下，其異常起止時間往往與地震到時保持同步狀態，并具有一定動態性特征。而震后效應是在大震后震源上方受到震源錯動而產生的剪、張破裂等變化，震前地應力水平單元體向高應力水平的躍升，也看作是震后效應。震后效應與新地震無關，但就震源附近地下水機垂直形變等項目來看，較大地區的震后異常往往與未來新地震之間存在密切聯系。

繼承性異常以正反U型為基本形態特征，其與震后效應的最重要區別就是地震發生在異常前期，并在震后一段時間內保持原有幅度平穩發展，由此可知，依據繼承性異常的轉折與結束特點，判定繼承性異常的后期及結束點，進而對新地震的發生情況進行預估。震后新異常易于識別，其主要發生于第一次地震異常結束以后，并且一段時間過后會再次出現異常，此種情況下一般有新地震發生。或者第一次地震前無任何異常，在地震后一段時間出現異常情況，這也是震后新異常的另一種表現形式。

4.2 對震后異常空間分布與新地震的關系進行分析

通過研究分析可知，依據定點觀測項目異常的空間分布情況，能夠對有無新地震發生的異常空間分布情況進行科學化判別。通常情況下，強震后的2～3個月，震中及外圍一定范圍內，其中大部分趨勢異常得到基本恢復，此時發生新地震的幾率較小。若有一半左右的趨勢異常尚未恢復，并且異常臺項指數相對增高，此種情況下存在發生新地震的可能性。與此同時，震中及外圍地區，強震前后異常空間集中度方面，若外圍地區強震前后異常空間集中度明顯大于震中相關數據參數，則可以判定該地區存在后續地震和新地震發生的可能性。

4.3 震后異常群體的判別指標

通過查閱并整理相關資料可知，具備監測能力和監測條件的地區，在異常臺項數明顯增加的情況下，其短臨階段往往出現較大異常或突變異常，并且這些異常的出現時間具有高度一致性，最終出現一次破壞性地震。由此可知，某一地區在一定范圍內的異常臺項數量和突變異常情況往往是判定有無地震發生的重要依據，應當引起相關人員的高度重視。

結論

通過以上研究分析可知，單元體應力水平群體漲落三維有限元數值模型隸屬于孕震系統在宏觀層面上的力學模型，為確保其在震后異常以及新地震異常的識別中能夠充分發揮其自身價值，應當對其進行合理的層次劃分，也就是說，將某地區一定震級以上的地震作為一個整體，運用該模型對地震頻次、震級變化以及時空轉移等相關要素進行分析，以準確把握其震后效應。

研究可知，驅動力變化、斷層的局部弱化或擴展以及環境因子的調制等是導致應力場擾動的主要力源，不同擾動力源的影響也存在一定差異性。震中區意外，震后效應引起的地下水位以及垂直形變幅度相對較大的地區，往往是新地震以及牽動性地震的高發區。通過對異常全過程進行觀察及統計分析可知，若地震異常前期與中期的臺項數之和達到異常臺項總數的26%以上，則可以判定其在已發生地震的一定范圍內，仍具有發生新地震或類似大小地震的可能性，這一范圍以強震震中的300km～400km范圍為主。而在震后2～3個月，震中區意外位置出現新的異常集中區，往往是新地震的可能發生區域。

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