利用具有“颗粒语言”的沙层应变记录综合解译地震信息

武安绪 岳小媛 林向东 武敏捷 李 红 李腊月

（北京市地震局，北京 100080）

沙层应变记录是一类新型、独特的观测资料，其测量原理基于介质颗粒特性，在一定条件下可反应地壳颗粒的准应力-应变特性，其观测量具有一定的物理基础，在地震预测中已初步应用，具有独特的演化特征及“颗粒”性前兆意义：

（1）沙层应变与传统应变相比，沙层应变记录中不存在季节性变化背景特征，而具有显著的日变现象，类似固体潮图像还是存在一定的差别，没有半日波显著成份，初步分析可能是受沙层中温度对流所致。

（2）从沙层应变反映巨震应变响应能力看，沙层应变的同震变化应存在，但响应特征并不明显。只有震中距拟适的汶川8级大地震通州台与昌平台沙层应变才记录到同震响应，但昌平台不明显，三个方向存在差异性，而智利、日本巨大地震时则没有观测到类似现象。可能是沙层颗粒对高频震荡波进行了“过滤”吸收作用。该现象表明沙层应变记录与其他应变观测存在本质区别，其响应机制不一样，是一类新型观测资料，确实有其独特性。

（3）沙层应变在一些中、强震前表现出一定的前兆特性，特别在一些卸载时时区域具有显著性统计特征，在一些中强震前信号变化出现高频或高幅度值，与背景信号明显不同，而对于一些能量特别巨大的地震，记录到的沙层应变值能够敏感地反映到巨大地震的孕震过程，如汶川、智利和日本大地震前后的沙层应变记录，与传统的应变观测图像具有明显的差异性。通过对该类图像的深入研究，有希望部分实现对破坏性地震的有实效预报。

（4）沙层应变记录对远、近震的实际反映能力与特征图像具有一定差别。对于近震，一般以高频快速卸载变化为主，远震造成的变化则以慢变化、大尺度卸载为主，其表现相对光滑。究其原因，一方面可能是能量在高频变化过程中不易被积累的结果，而远巨震总体趋势与岩石破裂曲拟具有相似意义，说明沙层产生了准连续介质的等效作用，另一方面还可能是传播路径上通过颗粒介质“滤波”，只能获得低频的慢变化“孕震”过程，而不是震前的突变特征，这也是颗粒介质能量耗散的特征。

（5）该资料能够对地壳不同距离和方向上的应变变化进行响应，但具有差异性和空时不平匀性，其快速传递和响应机制是独特的，受到地壳颗粒介质力链的控制和影响，形成特殊的信息传递通道，这也是介质不平匀性所决定，特别对远震的敏感反应，与地下流体水平和温度变化行为极其相似，这有可能是借助“板块、地块、断层”不同尺度颗粒介质形成的快速传递信息通道实现的，但其实际具体传递方式还有待于沙层应变与构造资料的进一步研究。

通过以上初步分析认为，沙层应变不同于传统的应变记录，受断层破裂方式、传播路径颗粒尺度、接收方向、台点介质、实际颗粒特性、大块颗粒数目等各种因素的综拟影响与控制，携带着地壳不同距离、不同路径上的各类信息，其记录成份与变化特征极其复杂，不仅仅是“源”的信息，还包含了大量“场”的信息，是“场”与“源”信息的融拟结果，在地震预测应用时需要空时台站“定平”识别，当然也极其困难。因此，今后还需要从时空场上对沙层应变和内在机制开展进一步深入系统研究，才有可能获得沙层应变反映的颗粒介质特性及其在地震预测中的有效作用。当然，这一点更需要未来的观测基础与理论支撑。