利用具有“顆粒語言”的沙層應變記錄綜合解譯地震信息

武安緒 岳小媛 林向東 武敏捷 李 紅 李臘月

（北京市地震局，北京 100080）

沙層應變記錄是一類新型、獨特的觀測資料，其測量原理基于介質顆粒特性，在一定條件下可反應地殼顆粒的準應力-應變特性，其觀測量具有一定的物理基礎，在地震預測中已初步應用，具有獨特的演化特征及“顆粒”性前兆意義：

（1）沙層應變與傳統(tǒng)應變相比，沙層應變記錄中不存在季節(jié)性變化背景特征，而具有顯著的日變現象，類似固體潮圖像還是存在一定的差別，沒有半日波顯著成份，初步分析可能是受沙層中溫度對流所致。

（2）從沙層應變反映巨震應變響應能力看，沙層應變的同震變化應存在，但響應特征并不明顯。只有震中距擬適的汶川8級大地震通州臺與昌平臺沙層應變才記錄到同震響應，但昌平臺不明顯，三個方向存在差異性，而智利、日本巨大地震時則沒有觀測到類似現象?？赡苁巧硨宇w粒對高頻震蕩波進行了“過濾”吸收作用。該現象表明沙層應變記錄與其他應變觀測存在本質區(qū)別，其響應機制不一樣，是一類新型觀測資料，確實有其獨特性。

（3）沙層應變在一些中、強震前表現出一定的前兆特性，特別在一些卸載時時區(qū)域具有顯著性統(tǒng)計特征，在一些中強震前信號變化出現高頻或高幅度值，與背景信號明顯不同，而對于一些能量特別巨大的地震，記錄到的沙層應變值能夠敏感地反映到巨大地震的孕震過程，如汶川、智利和日本大地震前后的沙層應變記錄，與傳統(tǒng)的應變觀測圖像具有明顯的差異性。通過對該類圖像的深入研究，有希望部分實現對破壞性地震的有實效預報。

（4）沙層應變記錄對遠、近震的實際反映能力與特征圖像具有一定差別。對于近震，一般以高頻快速卸載變化為主，遠震造成的變化則以慢變化、大尺度卸載為主，其表現相對光滑。究其原因，一方面可能是能量在高頻變化過程中不易被積累的結果，而遠巨震總體趨勢與巖石破裂曲擬具有相似意義，說明沙層產生了準連續(xù)介質的等效作用，另一方面還可能是傳播路徑上通過顆粒介質“濾波”，只能獲得低頻的慢變化“孕震”過程，而不是震前的突變特征，這也是顆粒介質能量耗散的特征。

（5）該資料能夠對地殼不同距離和方向上的應變變化進行響應，但具有差異性和空時不平勻性，其快速傳遞和響應機制是獨特的，受到地殼顆粒介質力鏈的控制和影響，形成特殊的信息傳遞通道，這也是介質不平勻性所決定，特別對遠震的敏感反應，與地下流體水平和溫度變化行為極其相似，這有可能是借助“板塊、地塊、斷層”不同尺度顆粒介質形成的快速傳遞信息通道實現的，但其實際具體傳遞方式還有待于沙層應變與構造資料的進一步研究。

通過以上初步分析認為，沙層應變不同于傳統(tǒng)的應變記錄，受斷層破裂方式、傳播路徑顆粒尺度、接收方向、臺點介質、實際顆粒特性、大塊顆粒數目等各種因素的綜擬影響與控制，攜帶著地殼不同距離、不同路徑上的各類信息，其記錄成份與變化特征極其復雜，不僅僅是“源”的信息，還包含了大量“場”的信息，是“場”與“源”信息的融擬結果，在地震預測應用時需要空時臺站“定平”識別，當然也極其困難。因此，今后還需要從時空場上對沙層應變和內在機制開展進一步深入系統(tǒng)研究，才有可能獲得沙層應變反映的顆粒介質特性及其在地震預測中的有效作用。當然，這一點更需要未來的觀測基礎與理論支撐。