地震机制

震源机制解
震源机制解
震源机制解
震源机制解在构造应力场中的应用
天山地区 中强以上 地震的震 源机制解
天山地区中强以上地震的 震源机制解各参数玫瑰图
川滇地区 中强以上 地震的震 源机制解
川滇地区中强以上地震的 震源机制解各参数玫瑰图
震源机制解在构造应力场中的应用


新疆天山地区中强以上地震断错性质复杂 多样，主要以逆断层型地震和走滑型地震 为主；而川滇地区中强以上地震主要以走 滑型地震为主。 新疆天山地区走滑型地震大多包含倾滑分 量，单纯的水平错动地震数量极少；而川 滇地区走滑型地震的错动方式主要以水平 错动为主，倾滑分量较小。
断层作用与应力

断层作用的类型（正断层、逆断层等） 也能告诉我们关于地球内部的应力状况。
我们用三种应力来描述地球内部的应力 状况，两个水平的一个垂直的.

正断层应力
垂向应力最大
逆断层应力
垂向应力最小
走滑断层应力
垂向应力中等
应力和断层作用总结


三种主应力作用在断层上，两个水平的 一个垂直的。 如果垂直压应力
位移方向，AA’是辅助面；黑色圆形表示P波 初动方向与箭头方向一致，白色圆形表示P 波初动方向与箭头方向相反。
利用P波初动极性获取震源机制解的示意图

这种四象限分布可用双力 偶点源模型来解释。
力偶：作用于同一刚体 上的一对大小相等、方 向相反、但不共线的一 对平衡力。


双力偶点源在力偶所在平面内 P 波和 S 波的辐射花样节面和 应力轴 P、T 的位置

双力偶点源在力偶所在平面 内 P 波和 S 波的辐射花样节 面和应力轴 P、T 的位置
双力偶点源辐射的 远场 S 波也呈四象 限分布（图 b 和 d），但 S 波辐射的 强、弱分布正好与 P 波的相差 45°， P 波的两个节平面 方向正好是 S 波辐 射最强的方向，而 P、T 轴方向是 S 波 辐射为零的方向。
震源机制解在构造应力场中的应用


新疆天山地区受到近SN 向水平挤压作用， 这与新疆近SN 向的区域构造应力场方向 一致。 川滇地区主要受近SN 向水平剪切作用。
利用P波初动求震源机制解

在地震学的早期研究中，人们就已注 意到P波到达时地面的初始振动有的地方 是向上的，有的地方是向下的。如果记 录到的初次P波是压缩的，则断层的运动 一定是朝地震仪的方向（上动）；如果 记录到的初次P波是膨胀的，则断层的运 动一定是背离地震仪的方向（下动）。
利用P波初动求震源机制解
对于 P 波（图 a 和 c），断层和 辅助面称为 P 波的两个节平面。 Ⅰ、Ⅲ两个象限辐射出去的 P 波 是压缩波，波通过时，介质元体 积发生微小的压缩，直接传到台 站后使垂直向地震仪记录到初动 向上的地动位移，或初动方向为 正。Ⅱ、Ⅳ两个象限辐射出去的 P 波是膨胀波，波通过时，介质 元体积发生微小的膨胀，直接传 到台站后使垂直向地震仪记录到 初动向下的地动位移，或初动方 向为负。 在Ⅰ、Ⅲ象限内与x和 y 轴夹角 为 45°的方向为压缩 P 波辐射 最强的方向，该方向也叫双力偶 点源的 T 轴方向，因为在该方向 上地震时震源处发生的拉伸 （Tension）变形最强。在Ⅱ、Ⅳ 象限相应的象限平分线方向为拉 伸 P 波辐射最强的方向，该方向 也叫双力偶点源的 P 轴方向，因 为地震时该方向上震源处发生的 压缩(Pressure)变形最强。
断层崖

Fra Baidu bibliotek
断崖—暴露的断层面。
断层和断层崖
地震与断层

地震发生在断层上，有些发生在老断层 上，有些是新的断层破裂。
震源和震中
断层滑动开始的地方叫震源，震中是震源在地表的垂直投影。
断层破裂的尺度
较大的 地震断 层的滑 动面也 较大.

断层几何术语

重要术语:

断层上盘 /断层下盘 走向 倾角 滑移
倾角 、上盘、下盘


断层面与地球 表面的夹角较 倾角。 范围为0—90度
走向


站在断层的地表 面上，上盘在你 的正右方，你所 面对的方向为走 向方向。断层面 和地表的交线的 走向方向与正北 的顺时针夹角叫 断层的走向。 范围为：0－360 度。
滑移方向

滑移：描述断 层的上盘相对 于下盘滑动的 方向。其定义 见右图。
地震机制
岩石变形

受力状态下，岩石发生变形。 冷的脆性岩石容易发生脆性破裂（断层）， 从而导致天然地震。 地球深部的岩石由于温度较高，在受力状 态下岩石容易发生弯曲或流动。


岩石变形
岩石变形的类型主要依 赖于
• • • •
组合成份 温度 压力 应变率
岩石行为
一般情况下, 处于应力状态的岩石或者流动 或者发生破裂，主要取决于温度。



处于弹性状态时，岩石在破裂前能够承受一定 程度的应变（应变能）. 当应力撤销时，岩石又恢复到原先的状态. 这时岩石的表现叫弹性体。
岩石破裂 (断层和节理)


岩石存在破裂面且两边未发生相互移动时，这个 破裂面叫节理。 岩石存在破裂面且两边发生过相互移动时，这个 破裂面叫断层。
节理
节理和风化
震源机制解
赤平投影的基本原理
赤平投影的基本原理
1. 线的投影：直线(OG)产状：90 ° ∠40°,投影到赤平面上为H点。OD为 直线的倾伏向，HD为倾伏角。 2.平面的投影：平面(PGF)产状:SN/90 ° ∠40°,投影到赤平面上为PHF。 PF代表走向，OH代表倾向，DH代表倾角。
线的投影
断层类型

四种基本类型



正断层（Normal） 逆断层（Reverse） 走滑断层（Strike-Slip） 斜滑断层（Oblique）

断层类型取决于断层的滑移方向（Slip）。
正断层
正断层例
逆断层
走滑断层
走滑断层例
左旋还是右旋?
斜滑断层
断层总结
断层的滑动

断层面上的应力超过其摩 擦力时断层发生滑动。
面的投影
赤平投影的基本原理

吴尔福网 1、基圆：赤平大圆，代表水平面， 0°-360°方位角刻度。 2、两条直径：EW，SN。 3、经向大圆：由一系列走向SN的， 向东或西倾斜，倾角不同（0°90°），间隔2°的投影大圆弧（代 表倾斜平面）组成。 4、纬向小圆：为一系列走向东西、 直立小圆的投影小圆弧组成。他们将 SN直径、经向大圆和基圆等分，每小 格为2 °。

在地震学的早期研究中，人们就已注 意到P波到达时地面的初始振动有的地方 是向上的，有的地方是向下的。如果记 录到的初次P波是压缩的，则地面的运动 一定是朝地震仪的方向（上动）；如果 记录到的初次P波是膨胀的，则地面的运 动一定是背离地震仪的方向（下动）。
利用P波初动求震源机制解

1910--1920年代， 日本和欧洲的许多 地震学者几乎同时 发现，同一次地震 在不同地点的台站 记录，所得的P波 初动方向具有四象 限分布。 FF’表示某断层，两侧箭头表示该断层两侧

最大－正断层 最小－ 逆断层 中等－走滑断层
震源机制解


震源机制解，或称断层面解，是用地球 物理学方法判别断层类型和地震发震机 制的一种方法。 地震发生后，通过对不同的地震台站所 接受到的地震波信号进行数学分析，即 可求出其震源机制解。震源机制解不仅 可以使人了解断层的类型（是正断层、 逆断层还是走滑断层），而且可以揭示 断层在地震前后具体的运动情况。