地震前后流動重力觀測的異常變化分析

摘 要：文章結合雅安蘆山地震和文安地震，以其對震前震后重力變化的記錄資料為基礎，對地震過程進行了分析。

關鍵詞：流動重力變化；雅安地震；文安地震

中圖分類號：P318 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）12-0079-02

地震是一種因地殼運動引起的自然現象，具有瞬時性，且破壞性極大。近些年來，地震頻頻發生，如2006年的文安地震，2008年的汶川大地震，2010年玉樹地震，2013年雅安地震等，均給國家和人民帶來了重大損失。由于技術條件有限，地震很難提前防御，在解決此問題的過程中發現，地震其實是一個長期事件，除了發生時會釋放能量，在震前震后還有另一部分能量釋放；而且，地震前后的重力具有流動性，對其重力值的變化進行觀察，可獲取更多信息，以便進一步分析地震，減輕迫害程度。

1 雅安蘆山地震

2013年4月20日發生的雅安蘆山大地震，震級為Ms7.0級，震源深度為13 km，是2008年汶川大地震以后的又一次強烈地震，至24日，發生大小余震4 045次，共有150多萬人受災，損失慘重。與汶川大地震一樣，此次地震也發生在川西東北向龍門山斷裂帶上。

相關部門在震前已對四川進行過多次重力觀測，每次觀測均有變動，為此初步提出了中期預測意見，即2013年，在30.2 ？觷N、102.2 ？觷E川西瀘定、寶興、康定一帶可能會有6級地震發生。此次預測的中心位置與蘆山地震震中的距離在80 km以內，可見，通過觀測分析區域重力場的時空變化，有利于地震中期預測的進一步研究，以便更為準確地確定地震發生位置，增強防御能力。在此，以川西地區2010～2012年的流動重力觀測資料為基礎，對蘆山地震和區域重力場的變化做了分析。

重力儀是一種測量重力加速度值相對變化的高精度儀器，在地球重力場測試中有廣泛應用。自20世紀80年代，相關部門就對川西地區的重力測量十分重視，但受技術條件限制，結果并不理想。汶川大地震以后，對重力網進行了改造完善。

從觀測資料中可知，雅安地震發生之前的區域重力變化具有分區性：①2010年9月～2011年3月，呈現出自西向東、由負向正的變化趨勢，且變化比較有序，最后在雅安地震中心附近出現了變化異常區，如圖1a所示；②2011年3月～10月，呈現出由南向北、由負到正的變化趨勢，且觀測區南部的變化較大，如圖1b所示；③2011年10月～2012年4月，變化趨勢有了新的變化，測區南部呈現出自西向東、由正到負的變化趨勢，測區北部變化較大，正負值變化異常區交叉出現，如圖1c所示；④2012年4月～2012年10月，重力變化最為明顯，呈現出自北向南、由負到正的變化趨勢，震中地區出現低值變化的局部重力異常，如圖1d所示。

而對重力場的累積動態分析來看，共有3級變化：①從川西向四川盆地的變化，反映的是雅安地震發生之前，因應力場有所增強，致使大空間尺度重力場呈現出有序性的變化；②主要是一級變化中的大范圍異常區，以及變化中的大型突變；③主要是二級變化中的較大范圍正負重力異常區中的相對起伏。一級、二級變化反映的是雅安地震發生之前地殼的強烈運動。

雅安地震和汶川地震發生的位置相連，可以推測出汶川地震的震后調整影響了川西的重力動態變化，并在一定呈上促成了雅安地震。

2 文安5.1級地震

2006年7月4日，河北省文安縣發生5.1級地震，波及河北、北京、天津、山東、山西多地，北京南部有強烈的震感，卻沒有遭到破壞。此次地震位于河北平原強震構造帶上。因重力測量受到高度重視，從20世紀90年代就有記錄，在此主要選擇了2005～2009年的重力觀測資料，對不同時間尺度的重力變化進行了分析。

2.1 0.5 a尺度的重力變化

季節氣候、地下水位等都對重力有影響，結合資料和相關標準分析，地下水位的影響較小可以忽略不計。文安地震發生之前，從其0.5 a尺度相鄰的重力變化中發現，2005年3月～2005年9月，震中區域的重力變化較為平緩，且西部出現負值區。2005年9月～2006年5月，震中區域有一重力變化高梯度帶形成，呈北東向，附近出現強烈的重力變化。這一時期，是地下能量積累的孕育期，重力變化較為明顯。2006年5月～2006年12月，重力場變化從原來的南正北負轉化為西正東負趨勢，這一時期為地震發生期，有大量的能量釋放，所以重力變化較小，在零值線附近。2006年12月～2007年3月，震中仍位于零值線附近，東西兩側的重力變化由西正東負轉變為東正西負，這一時期為震后調整期。釋放的能量越來越小，地下的物質運動越來越小，漸趨于平靜，逐漸恢復為震前狀態。2007年3月～9月，重力變化的負值區向西轉移，震中重力變化較為平緩；2007年9月～2008年3月，上一階段形成的南北條帶狀的重力變化負值區消失，安國——饒陽附近的負值重力轉變為正值最大值。2008年3月～2008年11月、2008年11月～2009年3月，震中及其附近的重力變化較為平靜，與震前狀況相似。

2.2 1 a尺度的重力變化

2005年3月～2006年5月，屬于地下能量積累的階段，重力變化有平緩逐漸加劇，并形成了一道南正北負的重力變化密集帶，如圖2所示。2006年5月～2007年3月，能量隨著地震的發生得以釋放，上一階段的重力變化高值區變為了低值區，如圖3所示。2007年3月～2008年3月、2008年3月～2009年3月，屬于震后恢復階段，重力負值變化區由南向東西兩側移動，并逐漸平緩，震中則頗為平靜。

文安地震發生在重力變化高梯度帶的零值線附近，從震前震后各個時間尺度分析的結果可知，地震前期屬于能量積累的孕育階段，地下物質運動頗為強烈；震后隨著能量的釋放，重力變化逐漸平靜。

3 結 語

地震是一個長期過程，從孕育到爆發再到平靜，可能要經過很多年，這期間每個階段的重力都不同，呈現出不斷變化的趨勢。對其進行觀測分析，有利于把握地震的整個過程，為深入研究提供便利。

參考文獻：

[1] 劉芳，郭樹松，祝意青.2010年玉樹Ms7.1地震前的重力變化[J].大地測量與地球動力學，2011，（1）.