地震概論復(fù)習(xí)ppt

1、第一章第一章 緒論緒論 1.1 古代人類對地震的認(rèn)識古代人類對地震的認(rèn)識 1.2 地震學(xué)的發(fā)展簡史地震學(xué)的發(fā)展簡史 1.3 我國地震分布特征我國地震分布特征第二章第二章 地震波地震波第三章第三章 地震波的傳播理論地震波的傳播理論第四章第四章 地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)第五章第五章 地震機制地震機制第六章第六章 地震儀和地震基本參數(shù)的確定地震儀和地震基本參數(shù)的確定第七章第七章 地震預(yù)報地震預(yù)報第八章第八章 宏觀地震學(xué)宏觀地震學(xué)（1）地震波傳播理論和地球內(nèi)部物理學(xué)：地震波傳播理論和地球內(nèi)部物理學(xué)：研究地震波在地球介質(zhì)中的傳播規(guī)律以及地球內(nèi)部構(gòu)造及力學(xué)參數(shù)特征。（2）強地面運動地震學(xué)：強地面運動地震學(xué)

2、：它是研究中強地震引起的近場地面 運動的一門分支學(xué)科，將震源、地震波的傳播介質(zhì)、場地作為一個系統(tǒng)來研究，其一方面可為工程抗震設(shè)防提供依據(jù)，另一方面又可為研究震源特征提供基礎(chǔ)。（3）測震學(xué)：測震學(xué)：地震儀的原理及儀器的研制、臺網(wǎng)布局、觀測記錄的分析和解釋。（4）地震形成機制地震學(xué)研究內(nèi)容：地震學(xué)研究內(nèi)容：第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 地震波地震波 2.1 2.1 地震學(xué)中的基本名詞和概念地震學(xué)中的基本名詞和概念 2.2 2.2 波的性質(zhì)簡述波的性質(zhì)簡述 2.3 2.3 彈性介質(zhì)及波動方程彈性介質(zhì)及波動方程 2.4 2.4 地震波的類型及應(yīng)用地震波的類型及應(yīng)用第三章第三章 地震波的傳播理論地

3、震波的傳播理論第四章第四章 地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)第五章第五章 地震機制地震機制第六章第六章 地震儀和地震基本參數(shù)的確定地震儀和地震基本參數(shù)的確定第七章第七章 地震統(tǒng)計分析地震統(tǒng)計分析第八章第八章 宏觀地震學(xué)宏觀地震學(xué)地震學(xué)幾個基本概念：地震學(xué)幾個基本概念：地震波地震波震源震源震中震中震源深度震源深度震中距震中距發(fā)震時刻發(fā)震時刻震級震級2.1 地震學(xué)中的基本名詞和概念地震學(xué)中的基本名詞和概念烈度烈度2.1 地震學(xué)中的基本名詞和概念地震學(xué)中的基本名詞和概念作用：長期以來是建筑的抗震設(shè)計指標(biāo)地震序列地震序列20062006年年4 4月月1 1日臺東地震發(fā)生后日臺東地震發(fā)生后一一個月個月內(nèi)余震內(nèi)余

4、震分布及深度剖面分布及深度剖面2.1 地震學(xué)中的基本名詞和概念地震學(xué)中的基本名詞和概念序列分類（時間特征）序列分類（時間特征）(參見Utsu，2002)主震-余震型前震-主震-余震型震群型第二類震群地震分類地震分類一、按照成因不同的地震分類一、按照成因不同的地震分類 構(gòu)造地震構(gòu)造地震(90%)塌陷地震（塌陷地震（3%）火山地震（火山地震（7%）碰撞地震碰撞地震誘發(fā)地震誘發(fā)地震人工地震人工地震2.1 地震學(xué)中的基本名詞和概念地震學(xué)中的基本名詞和概念地震分類地震分類一、按照震源深度的地震分類一、按照震源深度的地震分類 地震分類地震分類二、按照震源深度的地震分類二、按照震源深度的地震分類 2.1 地

5、震學(xué)中的基本名詞和概念地震學(xué)中的基本名詞和概念淺源淺源 中源中源 深源深源地球上75%以上的地震是淺源地震。其中震源深度多為520千米。波陣面：波陣面：波前：波前：波線：波線：2.2 波的性質(zhì)簡述波的性質(zhì)簡述波陣面和波射線波陣面和波射線波波陣陣面面波波線線球面波球面波：波面為球面波面為球面 波在傳播介質(zhì)的界面上能產(chǎn)生反射反射和折射折射 彈性波疊加時遵守波的疊加疊加原理原理 兩束或兩束以上的同頻波疊加時能產(chǎn)生干涉干涉現(xiàn)象現(xiàn)象；能量匯集形成駐波駐波 彈性波在傳播過程中遇到障礙物邊緣或孔洞時將發(fā)生彎折現(xiàn)象，稱為波的波的繞射繞射（衍射衍射）； 某些波具有偏振偏振現(xiàn)象，既傳播介質(zhì)質(zhì)點的振動發(fā)生在垂直于傳

6、播方向的平面內(nèi) 波在傳播過程中會有幅值幅值衰減衰減的現(xiàn)象。 2.2 波的性質(zhì)簡述波的性質(zhì)簡述2.1 介介 質(zhì)質(zhì)地震方法的基礎(chǔ)：地震波在巖石中的傳播規(guī)律，而巖石的彈性性質(zhì)決地震方法的基礎(chǔ)：地震波在巖石中的傳播規(guī)律，而巖石的彈性性質(zhì)決 定了地震波的傳播規(guī)律。在討論地震波的傳播問題定了地震波的傳播規(guī)律。在討論地震波的傳播問題 時，一般是基于彈性力學(xué)原理，并假設(shè)地球介質(zhì)是時，一般是基于彈性力學(xué)原理，并假設(shè)地球介質(zhì)是 均勻的、連續(xù)的、各向同性和完全彈性的均勻的、連續(xù)的、各向同性和完全彈性的二二 地震理論基礎(chǔ)地震理論基礎(chǔ)2.3 彈性介質(zhì)及波動方程彈性介質(zhì)及波動方程 介質(zhì)的介質(zhì)的性質(zhì)性質(zhì)(elastic)：

7、DLs s未加載 加載卸載2.3 彈性介質(zhì)及波動方程彈性介質(zhì)及波動方程DLs s未加載 加載卸載2.3 彈性介質(zhì)及波動方程彈性介質(zhì)及波動方程 介質(zhì)的脆性性質(zhì)（介質(zhì)的脆性性質(zhì)（brittle）DLs s未加載 加載卸載卸載不能完全恢復(fù)原狀，有“永久殘余變形”。 介質(zhì)的塑性性質(zhì)（介質(zhì)的塑性性質(zhì)（Plastic）2.3 彈性介質(zhì)及波動方程彈性介質(zhì)及波動方程Time (t)Strain (e e)stress appliedpermanent strainon off elasticAnelastic滯彈性滯彈性Plastic塑性塑性2.3 彈性介質(zhì)及波動方程彈性介質(zhì)及波動方程內(nèi)力內(nèi)力假想切開物體，截

8、面兩邊互相作用的力（合力和合力矩假想切開物體，截面兩邊互相作用的力（合力和合力矩) )，稱為內(nèi)力，稱為內(nèi)力。2.3 彈性介質(zhì)及波動方程彈性介質(zhì)及波動方程應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)變1、楊式模量楊式模量E:2、泊松系數(shù)泊松系數(shù)3、體變模量體變模量k4、切變模量切變模量/./pFAEL LeD/./d dL LDD/./PFAKV VeD/.PFAe9,3KEK32.62KKFkxDDxF一般速度分布可以導(dǎo)出k k和和，然后從，然后從k k和和導(dǎo)出和導(dǎo)出和2.2 固體彈性參數(shù)固體彈性參數(shù)二二 地震理論基礎(chǔ)地震理論基礎(chǔ)切變情況下偏轉(zhuǎn)的角度2.3 彈性介質(zhì)及波動方程彈性介質(zhì)及波動方程(1)(1) 縱波縱波（Lon

9、gitudinal wave, or Compressional wave)-質(zhì)點振動方向與振動（能量）傳播方向-傳播速度為：2Vp(2)(2)（Transverse wave, or Shear wave) -質(zhì)點振動方向與振動（能量）傳播方向 -傳播速度為：SV因此，在地震記錄上縱波總是首先到達(dá)。所以，縱波也被稱為P波（Primary wave） 橫波也被稱為S波（Secondary wave）2.4 地震波的類型地震波的類型1.1.體波體波P P波和波和S S波屬于體波，體波可以穿透地球內(nèi)部波屬于體波，體波可以穿透地球內(nèi)部 ，所以可以得到地球內(nèi)，所以可以得到地球內(nèi)部的細(xì)結(jié)構(gòu)。首次出現(xiàn)在地

10、震圖上。部的細(xì)結(jié)構(gòu)。首次出現(xiàn)在地震圖上。二二 地震理論基礎(chǔ)地震理論基礎(chǔ)2.4 地震波的類型及應(yīng)用地震波的類型及應(yīng)用2.4 地震波的類型及應(yīng)用地震波的類型及應(yīng)用2.4 地震波的類型及應(yīng)用地震波的類型及應(yīng)用地震波圖地震波圖Love 波波Rayleigh 波波2.面波面波2.4 地震波的類型地震波的類型二二 地震理論基礎(chǔ)地震理論基礎(chǔ)2.4 地震波的類型及應(yīng)用地震波的類型及應(yīng)用2.4 地震波的類型地震波的類型二二 地震理論基礎(chǔ)地震理論基礎(chǔ)群速度群速度相速度相速度速度頻散速度頻散2.4 地震波的類型及應(yīng)用地震波的類型及應(yīng)用思考：速度隨周期如何思考：速度隨周期如何變化？說明什么問題變化？說明什么問題2.4

11、 地震波的類型地震波的類型二二 地震理論基礎(chǔ)地震理論基礎(chǔ)2.面波面波具有以下性質(zhì)：具有以下性質(zhì)：2.4 地震波的類型及應(yīng)用地震波的類型及應(yīng)用3.3.自由振蕩波自由振蕩波(1).(1).環(huán)型振蕩：環(huán)型振蕩： (2).(2).球型振蕩：球型振蕩：2.4 地震波的類型地震波的類型環(huán)型振蕩環(huán)型振蕩: :相當(dāng)于相當(dāng)于LoveLove波的推廣波的推廣球型振蕩球型振蕩: :相當(dāng)于相當(dāng)于RayleighRayleigh波的推廣波的推廣二二 地震理論基礎(chǔ)地震理論基礎(chǔ)2.4 地震波的類型及應(yīng)用地震波的類型及應(yīng)用：（1 1）自轉(zhuǎn)）自轉(zhuǎn)（2 2）橫向非均勻性）橫向非均勻性2.4 地震波的類型及應(yīng)用地震波的類型及應(yīng)用3

12、.3.自由振蕩波自由振蕩波功率譜曲線：功率譜曲線：振蕩波的周期可從幾百秒長達(dá)一小時。不同周期即不同振蕩波的周期可從幾百秒長達(dá)一小時。不同周期即不同頻率成分的能量不同，反映振蕩頻率的能量分布曲線稱為功率譜頻率成分的能量不同，反映振蕩頻率的能量分布曲線稱為功率譜曲線。曲線。 4 4、地震尾波、地震尾波(1).(1).定義：地震記錄中震相后面的延伸波。定義：地震記錄中震相后面的延伸波。(2).(2).尾波的延續(xù)時間地震震級標(biāo)度尾波的延續(xù)時間地震震級標(biāo)度 尾波頻譜分析震源特征尾波頻譜分析震源特征 尾波的衰減介質(zhì)不均勻性研究尾波的衰減介質(zhì)不均勻性研究2.4 地震波的類型地震波的類型二二 地震理論基礎(chǔ)地震

13、理論基礎(chǔ)2.4 地震波的類型及應(yīng)用地震波的類型及應(yīng)用作業(yè)一：作業(yè)一：1. 解釋以下概念（1）地震波的頻散；（2）地震波的散射；（3）地震波傳播的群速度；（4）地震波振幅隨傳播距離衰減的可能原因2. 試論Rayleigh和Love面波產(chǎn)生的條件，地表質(zhì)點運動特征。利用面波的什么特征研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)？主要有哪些方法？第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 地震波地震波第三章第三章 地震波的傳播理論地震波的傳播理論 3.1 3.1 地震波傳播理論地震波傳播理論 3.1.1 3.1.1 水平層狀介質(zhì)（反射、折射、時距曲線）水平層狀介質(zhì)（反射、折射、時距曲線） 3.1.2 3.1.2 傾斜介質(zhì)時距曲線傾斜介

14、質(zhì)時距曲線 3.1.3 3.1.3 多層水平介質(zhì)多層水平介質(zhì) 3.1.4 3.1.4 球狀介質(zhì)球狀介質(zhì) 3.2 3.2 體波各種震相和走時體波各種震相和走時第四章第四章 地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)第五章第五章 地震機制地震機制第六章第六章 地震儀和地震觀測地震儀和地震觀測第七章第七章 地震統(tǒng)計分析地震統(tǒng)計分析第八章第八章 宏觀地震學(xué)宏觀地震學(xué)課程大綱課程大綱1、地震波的復(fù)雜性 包含有縱波和橫波； 地球內(nèi)部介質(zhì)不均勻，有界面，內(nèi)外物質(zhì)力學(xué)性質(zhì)差別大； 地球介質(zhì)是非完全彈性的； 天然地震的震源過程本身也相當(dāng)復(fù)雜，3.1 地震波傳播理論地震波傳播理論3.1.1 地震波傳播理論概述地震波傳播理論概述2、

15、分析地震波時的主要簡化假設(shè) 忽略次要因素，突出主要因素，使問題簡化、易于處理，從而得出地震波在地球中傳播的基本規(guī)律。我們可以把地球介質(zhì)簡化為均勻連續(xù)、各向同性的、完全線彈性的連續(xù)介質(zhì)。 3.1 地震波傳播理論地震波傳播理論3、地震波傳播理論的主要內(nèi)容 針對簡化后的地球介質(zhì)模型，一般對地震波在地球內(nèi)部傳播的研究主要有兩類方法：動力學(xué)方法和運動學(xué)方法。 動力學(xué)方法動力學(xué)方法通過求解滿足相應(yīng)邊界條件的波動方程，研究平面波在平界面上的反射、折射，均勻半空間及平行分層空間中的地震面波，以及針對球?qū)ΨQ模型的自重地球的自由振蕩。 運動學(xué)方法運動學(xué)方法將波動方程的求解進(jìn)一步簡化成關(guān)于波傳播的射線理論，利用“地

16、震射線”這一概念，研究地震波在地球內(nèi)部傳播的運動學(xué)特征，并在次基礎(chǔ)上獲得地球內(nèi)部的相關(guān)結(jié)構(gòu)信息。3.1 射線傳播理論基礎(chǔ)射線傳播理論基礎(chǔ) 地震波與其它波動現(xiàn)象（如，光波、電磁波）一樣，地震波與其它波動現(xiàn)象（如，光波、電磁波）一樣，有有反射、透射、衍射、散射反射、透射、衍射、散射等現(xiàn)象；也滿足：等現(xiàn)象；也滿足：惠更斯原理惠更斯原理（Huygens Principle) Huygens Principle) 和和費爾馬原理費爾馬原理（Fermats Fermats Principle)Principle)。光學(xué)中的光學(xué)中的Fermat定理定理: “光在介質(zhì)中傳播的路徑為走時（travel-time

17、)最小的路徑”地震學(xué)中的地震學(xué)中的Fermat定理定理: 地震波在介質(zhì)中傳播的路徑為走時最小的路徑.Fermat定理是地震波的高頻近似解定理是地震波的高頻近似解?；莞乖恚ɑ莞乖恚℉uygens PrincipleHuygens Principle） 介質(zhì)中波動傳播到的各點都可以介質(zhì)中波動傳播到的各點都可以看作是發(fā)射子波的波源，其后的任意看作是發(fā)射子波的波源，其后的任意時刻，這些子波的包絡(luò)就是新的波前時刻，這些子波的包絡(luò)就是新的波前O1R2R三地球內(nèi)部速度分層及其方法三地球內(nèi)部速度分層及其方法3.1 地震波傳播理論地震波傳播理論(1)(1)在水平分界面上在水平分界面上斯涅爾定律斯涅爾定律

18、(2)(2)在球?qū)ΨQ分界面上在球?qū)ΨQ分界面上斯涅爾定律斯涅爾定律3.1 射線傳播理論基礎(chǔ)射線傳播理論基礎(chǔ)三地球內(nèi)部速度分層及其方法三地球內(nèi)部速度分層及其方法1212sinsiniipconstvvsinripconstv3.1 地震波傳播理論地震波傳播理論震源不在地表（震源不在地表（h0）3.1.1 水平層狀介質(zhì)（反射、折射、時距曲線）水平層狀介質(zhì)（反射、折射、時距曲線）3.1 地震波傳播理論地震波傳播理論 地殼最上部的4km以每公里0.25km/s的速度遞增，下面2km以每公里1km/s的速度遞增，后面的12km仍然以每公里0.25km/s的速度遞增，我們研究其中的走時、震中距和p參數(shù)的關(guān)系

19、。 3.1 地震波傳播理論地震波傳播理論 地殼最上部的4km以每公里0.25km/s的速度遞增，下面2km以每公里1km/s的速度遞增，后面的12km仍然以每公里0.25km/s的速度遞增，我們研究其中的走時、震中距和p參數(shù)的關(guān)系。 0102030405060051015震 中 距 /km深度/km2.533.544.555.566.57051015202530354045024681012焦散點焦散點順行順行逆行震 中 距 /km走時/s05101520253035404500.511.522.533.544.55焦 散 點焦 散 點順行順行逆 行震 中 距 /km/s3.1 地震波傳播理論

20、地震波傳播理論含有低速層中的地震射線影區(qū)的產(chǎn)生模擬 3.1 地震波傳播理論地震波傳播理論0102030405060024681012141618震 中 距 /km深度/km影 區(qū)22.533.54含有低速層中的地震射線影區(qū)的產(chǎn)生模擬 3.1 地震波傳播理論地震波傳播理論震相震相是地震圖上顯示的性質(zhì)是地震圖上顯示的性質(zhì)不同或傳播路徑不同的不同或傳播路徑不同的地震波組地震波組震相命名規(guī)則震相命名規(guī)則3.2 體波各種震相和走時體波各種震相和走時P： 在地幔里的P波K： 在外核里的P波 I： 在內(nèi)核里的P波 S： 在地幔里的S波 J： 在內(nèi)核里的S波 c：在核幔邊界(CMB)的反射波 i：在內(nèi)核邊界(

21、ICB)的反射波第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 地震波地震波第三章第三章 地震波的傳播理論地震波的傳播理論第四章第四章 地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu) 4.1 4.1 地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn) 4.2 4.2 地球模型簡介地球模型簡介 4.3 4.3 反演問題反演問題 4.4 4.4 地震層析成像與地球內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)地震層析成像與地球內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)第五章第五章 地震機制地震機制第六章第六章 地震儀和地震基本參數(shù)的確定地震儀和地震基本參數(shù)的確定第七章第七章 地震統(tǒng)計分析地震統(tǒng)計分析第八章第八章 宏觀地震學(xué)宏觀地震學(xué)課程大綱課程大綱 認(rèn)識地球結(jié)構(gòu)大事件年表如下認(rèn)識地球結(jié)構(gòu)大事件年表如下：1)

22、1906年奧爾德姆首先試圖從地震波穿過地球的時間來推斷整個地球內(nèi)部構(gòu)造。2) 1909年莫霍洛維奇發(fā)現(xiàn)莫霍界面，其意義在于首次提出地球內(nèi)部是分層的,劃分出地殼和地幔。3) 1914年古登堡根據(jù)地震體波的“影區(qū)”確認(rèn)了地核地核的存在，并測定了核-幔間斷面深度為地表下2900公里。4）杰弗里斯等根據(jù)地核不能傳播橫波的特性，地震學(xué)家又推斷出地核是液態(tài)的。5）1936年萊曼通過對體波“影區(qū)”的進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)了在液態(tài)的地核中還有一個固態(tài)的地球內(nèi)核。6）我國科學(xué)家和理查茲發(fā)現(xiàn)地球內(nèi)核的轉(zhuǎn)動比地殼、地幔快。 4.1 地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)1）天文）天文大地測量數(shù)據(jù)：地球半徑大地測量數(shù)據(jù)：地球

23、半徑6371，質(zhì)量，質(zhì)量M=5.9741024g地球轉(zhuǎn)動慣量系數(shù)地球轉(zhuǎn)動慣量系數(shù)Y=1/MR2=0.33.這些數(shù)據(jù)雖然不能揭示地球內(nèi)部的這些數(shù)據(jù)雖然不能揭示地球內(nèi)部的密度分布，卻可以對密度分布施加限制；密度分布，卻可以對密度分布施加限制；2）地震體波數(shù)據(jù)：）地震體波數(shù)據(jù)：PREM使用使用1964-1975年國際地震中心（年國際地震中心（ISC）報告，）報告，計計26000個事件約個事件約200萬條萬條P波和波和25萬條萬條S波走時數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是建立波走時數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是建立地球地球P波速度模型和波速度模型和S波速度模型的基礎(chǔ)資料。波速度模型的基礎(chǔ)資料。3）地球自由震蕩和長周期面波數(shù)據(jù)。自由振

24、蕩資料經(jīng)過功率譜計算，可）地球自由震蕩和長周期面波數(shù)據(jù)。自由振蕩資料經(jīng)過功率譜計算，可得到得到1000個以上的本征頻率，滯彈性參數(shù)主要依靠這些數(shù)據(jù)獲得。周個以上的本征頻率，滯彈性參數(shù)主要依靠這些數(shù)據(jù)獲得。周期為期為50-200s長周期面波對于揭示地幔速度結(jié)構(gòu)起了重要作用。長周期面波對于揭示地幔速度結(jié)構(gòu)起了重要作用。PREM模型采用的主要資料模型采用的主要資料4 初步地球參考模型（初步地球參考模型（PREM）地球速度模型）地球速度模型4.2 地球模型簡介地球模型簡介0100020003000400050006000700002000400060008000100001200014000Depth

25、/kmDensity/kg.m-301000200030004000500060007000050100150200250300350400Depth/kmPress/GPa0100020003000400050006000700000.511.5Depth/kmElastic parameter/GPaKs0100020003000400050006000700002468101214Depth/kmVelocity/km.s-1P wave velocityS wave velocity核核幔幔邊邊界界4 初步地球參考模型（初步地球參考模型（PREM）地球速度模型）地球速度模型4.2 地球

26、模型簡介地球模型簡介模型確定，得到的解是唯一的唯一的4.2 地球模型簡介地球模型簡介正問題（正演）正問題（正演）由數(shù)據(jù)反推模型，解是多解的4.2 地球模型簡介地球模型簡介反問題（反演）反問題（反演）第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 地震波地震波第三章第三章 地震波的傳播理論地震波的傳播理論第四章第四章 地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)第五章第五章 地震機制地震機制 5.1 5.1 斷層與地震矩張量斷層與地震矩張量 5.2 5.2 震源區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)震源區(qū)的應(yīng)力狀態(tài) 5.3 5.3 震源輻射圖像震源輻射圖像 5.4 5.4 震源機制球震源機制球 5.5 5.5 地震的成因地震的成因第六章第六章 地震儀和

27、地震基本參數(shù)的確定地震儀和地震基本參數(shù)的確定第七章第七章 地震預(yù)測地震預(yù)測第八章第八章 宏觀地震學(xué)宏觀地震學(xué) 斷層的上盤 下盤 正斷層 逆斷層 走滑斷層 左旋 右旋5.1 斷層與地震矩張量斷層與地震矩張量5.1.1 斷層參數(shù)的基本概念斷層參數(shù)的基本概念 角動量守恒的條件要求M是對稱的zzzyzxyzyyyxxzxyxxMMMMMMMMMM5.1 斷層與地震矩張量斷層與地震矩張量5.1.3 地震矩張量地震矩張量 例如，走向為 方向的垂直斷層的右旋運動可用的矩張量表示： 這里 叫做標(biāo)量地震矩標(biāo)量地震矩000000000MMM MDAM05.1 斷層與地震矩張量斷層與地震矩張量5.1.4 斷層與地震

28、矩張量的關(guān)系斷層與地震矩張量的關(guān)系 對于應(yīng)變張量其跡（對角線元素之和）為體積變化的度量。對于應(yīng)變張量其跡（對角線元素之和）為體積變化的度量。對于地震矩張量，矩張量的跡則表示對于地震矩張量，矩張量的跡則表示膨脹源分量膨脹源分量。對于通。對于通常描述地震震源的常描述地震震源的雙力偶模型，跡為零雙力偶模型，跡為零。相反，各向同性。相反，各向同性的爆炸源的矩張量有簡單的形式：的爆炸源的矩張量有簡單的形式：332211000000MMMM5.1 斷層與地震矩張量斷層與地震矩張量5.1.4 斷層與地震矩張量的關(guān)系斷層與地震矩張量的關(guān)系單力源單力源單力偶源單力偶源雙力偶源雙力偶源x xx xx xyy yy

29、 yz zz zz zx xy yx xy yx xy y震震 源源 集集 中中 力力 系系 模模 型型5.1 斷層與地震矩張量斷層與地震矩張量5.1.4 斷層與地震矩張量的關(guān)系斷層與地震矩張量的關(guān)系 1 解釋概念：斷層走向、傾角、滑動角、斷層上盤、下盤、逆斷層、正斷層、走滑、傾滑、右旋走滑、主斷層面、輔助斷層面。 2 在北東下坐標(biāo)系中試給出下列矩張量表示的斷層走向、傾角和滑動角。 (1) (2) (3) 3 爆炸源的矩張量的表現(xiàn)形式是什么？000000000MMM M000000000MMM M000000000MMM M震震 源源 單力模型單力模型xy單力源單力源P波輻射圖案波輻射圖案09

30、0180270單力源單力源S波輻射圖案波輻射圖案xy090180270Ur = A cos U = B sin 5.3 震源輻射圖像震源輻射圖像震震 源源 單力偶模型單力偶模型單力偶源單力偶源P P波輻射圖案波輻射圖案x xy y090180270 x xy y090180270單力偶源單力偶源S S波輻射圖案波輻射圖案U Ur r = = A A sin2sin2 U U = = B B sinsin2 2 T T 軸軸T T 軸軸P P 軸軸P P 軸軸T T 軸軸T T 軸軸P P 軸軸P P 軸軸5.3 震源輻射圖像震源輻射圖像1800震震 源源 雙力偶模型雙力偶模型雙力偶源雙力偶源P

31、 P波輻射圖案波輻射圖案x xy y090180270 x xy y90270雙力偶源雙力偶源S S波輻射圖案波輻射圖案U Ur r = = A A sin2sin2 U U = = B B cocos2s2 T T 軸軸T T 軸軸P P 軸軸P P 軸軸T T 軸軸T T 軸軸P P 軸軸P P 軸軸5.3 震源輻射圖像震源輻射圖像5.4 震源機制球震源機制球震源機制：震源機制：地震震源處地地震震源處地球介質(zhì)的運動方式。研究球介質(zhì)的運動方式。研究內(nèi)容包括確定斷層面的方內(nèi)容包括確定斷層面的方位和巖體的錯動方向，震位和巖體的錯動方向，震源處巖體的破裂和運動特源處巖體的破裂和運動特征，以及這些特

32、征和地震征，以及這些特征和地震波之間的關(guān)系，即地震發(fā)波之間的關(guān)系，即地震發(fā)生的力學(xué)機制和震源斷層生的力學(xué)機制和震源斷層的運動模型的運動模型5.4 震源機制球震源機制球 右圖是地震的兩個節(jié)平面右圖是地震的兩個節(jié)平面ABA及及CBC在下半震源球在下半震源球等面積投影網(wǎng)上的表示。若等面積投影網(wǎng)上的表示。若ABA是斷層面時，則該斷層是斷層面時，則該斷層的類型是的類型是 ANABCCTP北 某地震的震源機制解的兩個節(jié)平面參數(shù)如下，某地震的震源機制解的兩個節(jié)平面參數(shù)如下，請請在右面下半震源球的等積投影圖上畫出這在右面下半震源球的等積投影圖上畫出這2個節(jié)面?zhèn)€節(jié)面(節(jié)線節(jié)線)的大致位置的大致位置5.4 震源機

33、制球震源機制球第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 地震波地震波第三章第三章 地震波的傳播理論地震波的傳播理論第四章第四章 地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)第五章第五章 地震機制地震機制第六章第六章 地震儀和地震基本參數(shù)的確定地震儀和地震基本參數(shù)的確定 6.1 6.1 地震觀測技術(shù)發(fā)展地震觀測技術(shù)發(fā)展 6.2 6.2 地震計的工作原理地震計的工作原理 6.3 6.3 地震臺網(wǎng)的布設(shè)地震臺網(wǎng)的布設(shè) 6.4 6.4 地震基本參數(shù)的確定（時間、地點、震級地震基本參數(shù)的確定（時間、地點、震級）第七章第七章 地震預(yù)測地震預(yù)測第八章第八章 宏觀地震學(xué)宏觀地震學(xué) 地震儀器由二個二個主要部件組成的觀測系統(tǒng),其作用是:當(dāng)

34、地震時拾取地面振動,加以放大(亦可縮小),然后將地震過程用記錄器記錄下來,描成地震連續(xù)運動圖形,得于永遠(yuǎn)保存. 地震計 （擺） 地震儀 地震記錄裝置(曲線、磁盤等介質(zhì)）短周期測震儀：短周期測震儀：頻帶處在高頻干擾和海浪干擾之間的測震儀叫做短周期測震儀。 中長周期寬頻帶測震儀：中長周期寬頻帶測震儀：由于地震噪聲干擾的影響，使得靈敏度很高、頻帶很寬的測震儀沒有實用價值，但是可以使用較低靈敏度的測震儀在較大的周期范圍內(nèi)來觀測較遠(yuǎn)、較強的地震。 長周期測震儀：長周期測震儀：在海浪干擾之外至百秒周期的范圍內(nèi)，可以使用長周期測震儀來觀測地震面波。 超長周期測震儀與甚長周期測震儀：超長周期測震儀與甚長周期測

35、震儀：觀測周期達(dá)數(shù)百秒甚至更長的測震儀可歸為超長周期與甚長周期測震儀。這類儀器一般可觀測到地球的固體潮。地震儀器的分類地震儀器的分類 微震儀微震儀：微震儀是專門用于觀測近距離微小地震的儀器。微震一般是指 1 ML 3 的地震。這樣的地震在地表引起的振動很小，要觀測記錄到它，須在距震中較近的范圍內(nèi)( 1000km )，用放大率很高的測震儀才能實現(xiàn)。周期在 0.12s的范圍。 中強震儀：中強震儀：一般指35級左右的地震。周期在25s范圍之內(nèi)。 強震儀：強震儀：強震儀是地震工程研究中獲得客觀定量數(shù)據(jù)的主要儀器。為了確定強震的一些參數(shù)，需要利用地面運動的加速度時程曲線(加速度隨時間的變化過程) 。因此

36、，強震儀都是直接記錄地面運動加速度的。 地震儀器的分類地震儀器的分類 地震計 地震儀地震儀 記錄器 測震系統(tǒng)測震系統(tǒng) 時間服務(wù)系統(tǒng)時間服務(wù)系統(tǒng) 輔助設(shè)備輔助設(shè)備 6.3 地震臺網(wǎng)的布設(shè)地震臺網(wǎng)的布設(shè)地震臺（seismic station）是指利用各種地震儀器進(jìn)行地震觀測的觀測點，是開展地震觀測和地震科學(xué)研究的基層機構(gòu)。 為大震速報和快速響應(yīng)提供實時觀測數(shù)據(jù)和依據(jù) 實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測震情，為地震預(yù)報提供基本信息 監(jiān)測地下核試驗 為地震學(xué)基礎(chǔ)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)6.3 地震臺網(wǎng)的布設(shè)地震臺網(wǎng)的布設(shè)6.4 地震基本參數(shù)的確定（時間、地點、震級地震基本參數(shù)的確定（時間、地點、震級）6.4.1 地震定位地震定位交

37、切法交切法bAAS1cEcS3D3S2D2D1baaS1FAAE(1)(震源) 三站交切法測定震源位置示意圖 由于里氏震級所用的波形沒有被限定，而且伍德-安德森地震儀僅有有限的記錄能力，因此在地震研究中ML不再廣泛使用。由于淺源地震具有易記錄到的面波，地震學(xué)家們選擇周期近20秒的面波的最大振幅計算震級，這樣求出的震級稱作面波震級MS，ML震級是為了用于當(dāng)?shù)氐卣鸲岢龅?，而MS震級可用于距接收臺站相當(dāng)遙遠(yuǎn)的地震。對于遠(yuǎn)距離的地震，MS值近似地給出當(dāng)?shù)乩锸险鸺壍难a充，并且綜合地給出中強地震帶來的潛在損失的合理估計。 MS震級不能用于深源地震，因為深源地震不能激發(fā)顯著的面波。所以地震學(xué)家們發(fā)展了第二

38、種震級，Mb，它是根據(jù)P波的大小而不是根據(jù)面波的大小確定地震的震級。所有的地震都可以清楚地讀到P波的初始，因此用P波震級Mb有很大優(yōu)點，它可以提供深源、淺源甚至遠(yuǎn)距離的任何地震的震級值。6.4 地震基本參數(shù)的確定（時間、地點、震級地震基本參數(shù)的確定（時間、地點、震級）6.4.1 地震震級地震震級地震矩和矩震級地震矩和矩震級6.4 地震基本參數(shù)的確定（時間、地點、震級地震基本參數(shù)的確定（時間、地點、震級）6.4.1 地震震級地震震級6.4 地震基本參數(shù)的確定（時間、地點、震級地震基本參數(shù)的確定（時間、地點、震級）6.4.1 地震震級地震震級第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 地震波地震波第三章第

39、三章 地震波的傳播理論地震波的傳播理論第四章第四章 地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)第五章第五章 地震機制地震機制第六章第六章 地震儀和地震基本參數(shù)的確定地震儀和地震基本參數(shù)的確定第七章第七章 地震預(yù)測地震預(yù)測 7.1 地震預(yù)測概述地震預(yù)測概述 7.2 地震預(yù)測的地質(zhì)學(xué)方法地震預(yù)測的地質(zhì)學(xué)方法 7.3 基于地震目錄的地震預(yù)測統(tǒng)計方法基于地震目錄的地震預(yù)測統(tǒng)計方法 7.4 地震前兆地震前兆 7.5 地震預(yù)測的進(jìn)展、困難和前景地震預(yù)測的進(jìn)展、困難和前景第八章第八章 宏觀地震學(xué)宏觀地震學(xué)預(yù)測三要素時間（時）地點（空）強度（強）依賴于地震前兆信息可靠的地震預(yù)報方法必須具有可重復(fù)性，適用于任何破壞性地震7.1

40、地震預(yù)測概述地震預(yù)測概述地震預(yù)地震預(yù)報分類報分類各類地震預(yù)報涵各類地震預(yù)報涵義義各類地震預(yù)報發(fā)布權(quán)限各類地震預(yù)報發(fā)布權(quán)限備注備注長期長期地震地震預(yù)報預(yù)報對未來1010年內(nèi)年內(nèi)可能發(fā)生破壞性地震的地域的預(yù)報全國性的地震長期預(yù)報由國務(wù)院發(fā)布。省、自治區(qū)、直轄市行政區(qū)內(nèi)的地震長期預(yù)報，由省、自治區(qū)、直轄市人民政府發(fā)布。國家對地震預(yù)報實行統(tǒng)一發(fā)布制度中期中期地震地震預(yù)報預(yù)報對未來一兩年一兩年內(nèi)內(nèi)可能發(fā)生破壞性地震的地域和強度的預(yù)報全國性的地震中期預(yù)報由國務(wù)院發(fā)布。省、自治區(qū)、直轄市行政區(qū)內(nèi)的地震中期預(yù)報，由省、自治區(qū)、直轄市人民政府發(fā)布。短期短期預(yù)報預(yù)報對3 3個月內(nèi)個月內(nèi)將要發(fā)生地震的時間、地點、震

41、級的預(yù)報省、自治區(qū)、直轄市行政區(qū)內(nèi)的地震短期預(yù)報，由省、自治區(qū)、直轄市人民政府發(fā)布。臨震臨震預(yù)報預(yù)報對1010日內(nèi)日內(nèi)將要發(fā)生地震的時間、地點、震級的預(yù)報省、自治區(qū)、直轄市行政區(qū)內(nèi)的臨震預(yù)報，由省、自治區(qū)、直轄市人民政府發(fā)布。7.1 地震預(yù)測概述地震預(yù)測概述 地下流體：地下流體：主要研究地下水的水位、流量、水中氣體含量及化學(xué)組分水位、流量、水中氣體含量及化學(xué)組分等與地震孕育發(fā)生過程的相互關(guān)系，它包括地下水化學(xué)和地下水動態(tài)兩個專業(yè)手段，有水位、地?zé)?、流量、水氡、氣氡、水溶氣水位、地?zé)帷⒘髁?、水氡、氣氡、水溶?個主測項及氣壓、降雨等輔助測項 。 電磁：電磁：電磁學(xué)科是基于地球電磁學(xué)的理論和方法技

42、術(shù)，探索與孕震過程有關(guān)的地球介質(zhì)電磁性質(zhì)的變化以及相關(guān)規(guī)律，它包括地電和地磁地電和地磁兩個專業(yè)手段。地電觀測又分為地電阻率、大地電位等測項，同時還包括降雨等輔助測項。地磁觀測項目主要分為地磁絕對觀測和地磁相對記錄兩大類，包括地磁總強度、垂地磁總強度、垂直分量、水平分量、磁偏角直分量、水平分量、磁偏角等若干測項。 地殼形變：地殼形變：形變學(xué)科通過分析形變觀測資料，檢索地殼形變和斷層運動地殼形變和斷層運動的異常信息，為地震分析預(yù)報服務(wù)。形變學(xué)科的分析方法，就是將觀測資料進(jìn)行各種處理，過濾掉正常年變和外界干擾等因素，檢索出地下巖體的區(qū)域形變異常信息，通過異常特征、變化幅度和持續(xù)時間，預(yù)測地震三要素，提出本學(xué)科的地震預(yù)報會商意見。 地震活動性：地震活動性：地震活動性是指地震活動的時、空、強分布圖像及地震波時、空、強分布圖像及地震波特征，通過對已經(jīng)發(fā)生地震已經(jīng)發(fā)生地震的特征分析，就可能獲得未來地震的“震兆”信息。地震活動性預(yù)報方法主要包括地震活動圖像預(yù)報方法、地震序列方法、震源及介質(zhì)參數(shù)預(yù)報方法、地震相關(guān)性分析方法和地震統(tǒng)計預(yù)報方法等。 7.1 地震預(yù)測概述地震預(yù)測概述目前研究地震預(yù)報的方法，主要