利用具有“顆粒語言”的沙層應(yīng)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(yīng)變記錄是一類新型、獨(dú)特的觀測資料，其測量原理基于介質(zhì)顆粒特性，在一定條件下可反應(yīng)地殼顆粒的準(zhǔn)應(yīng)力-應(yīng)變特性，其觀測量具有一定的物理基礎(chǔ)，在地震預(yù)測中已初步應(yīng)用，具有獨(dú)特的演化特征及“顆?！毙郧罢滓饬x：

（1）沙層應(yīng)變與傳統(tǒng)應(yīng)變相比，沙層應(yīng)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(xiàn)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(yīng)變反映巨震應(yīng)變響應(yīng)能力看，沙層應(yīng)變的同震變化應(yīng)存在，但響應(yīng)特征并不明顯。只有震中距擬適的汶川8級大地震通州臺(tái)與昌平臺(tái)沙層應(yīng)變才記錄到同震響應(yīng)，但昌平臺(tái)不明顯，三個(gè)方向存在差異性，而智利、日本巨大地震時(shí)則沒有觀測到類似現(xiàn)象?？赡苁巧硨宇w粒對高頻震蕩波進(jìn)行了“過濾”吸收作用。該現(xiàn)象表明沙層應(yīng)變記錄與其他應(yīng)變觀測存在本質(zhì)區(qū)別，其響應(yīng)機(jī)制不一樣，是一類新型觀測資料，確實(shí)有其獨(dú)特性。

（3）沙層應(yīng)變在一些中、強(qiáng)震前表現(xiàn)出一定的前兆特性，特別在一些卸載時(shí)時(shí)區(qū)域具有顯著性統(tǒng)計(jì)特征，在一些中強(qiáng)震前信號變化出現(xiàn)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(yīng)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(yīng)變記錄，與傳統(tǒng)的應(yīng)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(shí)現(xiàn)對破壞性地震的有實(shí)效預(yù)報(bào)。

（4）沙層應(yīng)變記錄對遠(yuǎn)、近震的實(shí)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(yuǎn)震造成的變化則以慢變化、大尺度卸載為主，其表現(xiàn)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(jié)果，而遠(yuǎn)巨震總體趨勢與巖石破裂曲擬具有相似意義，說明沙層產(chǎn)生了準(zhǔn)連續(xù)介質(zhì)的等效作用，另一方面還可能是傳播路徑上通過顆粒介質(zhì)“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(zhì)能量耗散的特征。

（5）該資料能夠?qū)Φ貧げ煌嚯x和方向上的應(yīng)變變化進(jìn)行響應(yīng)，但具有差異性和空時(shí)不平勻性，其快速傳遞和響應(yīng)機(jī)制是獨(dú)特的，受到地殼顆粒介質(zhì)力鏈的控制和影響，形成特殊的信息傳遞通道，這也是介質(zhì)不平勻性所決定，特別對遠(yuǎn)震的敏感反應(yīng)，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(zhì)形成的快速傳遞信息通道實(shí)現(xiàn)的，但其實(shí)際具體傳遞方式還有待于沙層應(yīng)變與構(gòu)造資料的進(jìn)一步研究。

通過以上初步分析認(rèn)為，沙層應(yīng)變不同于傳統(tǒng)的應(yīng)變記錄，受斷層破裂方式、傳播路徑顆粒尺度、接收方向、臺(tái)點(diǎn)介質(zhì)、實(shí)際顆粒特性、大塊顆粒數(shù)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(fù)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(jié)果，在地震預(yù)測應(yīng)用時(shí)需要空時(shí)臺(tái)站“定平”識別，當(dāng)然也極其困難。因此，今后還需要從時(shí)空場上對沙層應(yīng)變和內(nèi)在機(jī)制開展進(jìn)一步深入系統(tǒng)研究，才有可能獲得沙層應(yīng)變反映的顆粒介質(zhì)特性及其在地震預(yù)測中的有效作用。當(dāng)然，這一點(diǎn)更需要未來的觀測基礎(chǔ)與理論支撐。