中国地震局地球物理研究所2006博士入学试题(地震学)

中国地震局

年博士研究生入学试题

地球物理研究所2006

地震学

（注意：请将所有答案写在答卷纸上, 满分为100分，时间3小时）

1．解释下列名词。(每小题5分，共30分)

①震级

②介质品质因子

③走时曲线

④面波-面波是地震波的一种，主要在地表传播，能量最大，波速约为3.8千米/秒，低于体波，往往最后被记录到。如果地震非常强烈，面波可能在震后围绕地球运行数日。面波实际上是体波在地表衍生而成的次生波。面波的传播较为复杂，既可以引起地表上下的起伏，也可以是地表做横向的剪切，其中剪切运动对建筑物的破坏最为强烈。

⑤震相-在地震图上显示的性质不同或传播路径不同的地震波组叫震相。各种震相在到时、波形、振幅、周期和质点运动方式等方面都各有它们自己的特征。震相特征取决于震源、传播介质和接收仪器的特性。由于这些波组都有一定的持续时间，所以不同震相的波形互相重叠，产生干涉，使地震图呈现出一幅复杂图形，以致在一般情况下，只能识别震相的起始。地震学的任务之一就是分析、解释各种震相的起因和物理意义，并利用各种震相特征测定地震的基本参数，研究震源的力学性质和探讨地球内部构造等。

⑥地震各向异性-地震波速度依赖于观测方向而变化。在地震学中,联系各向异性介质中应力应变的广义弹性张量包含21个独立常数,如果在两个方向性质相同(横向各向同性),就减少为5个独立常数。各向同性介质只有两个独立弹性常数。

2．在地震活动性研究中，b值的含义是什么？在统计b值时需要注意哪些问题？(15分)

频度公系式lgN=a-bm.以上式可以看出,复发周期既为震级的函数,又是a和b 的函数.我们知道b值表示大小地震比例关系,b值与介质均匀程度或应力状态有关,a值是与地震频度有关,a值表示震级为零的地震频度的对数值.

3．简述震源机制解在地学研究中的作用。(10分)

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。

4．推导双层地壳模型中，震源在下地壳内时的首波走时方程。(15分)

5．论述宏观震中与微观震中的物理含义。(10分)

地震时，人们感觉最强烈、地面破坏最严重的地区称为宏观震中。地震发生后，由各地震台记录的地震波到达时间计算得到的震中位置被称为微观震中。而通过地震现场考察，勾画等震线，确定的震中位置被叫做宏观震中。对于同一次地震来说，这两者往往是比较接近的，但也总有一点差异，有时相差还比较明显。为什么会有这样的差异呢？

（1）定义就有差别

一次地震的震源不是一个点，通常是一个断层面。用仪器资料测定微观震中，实际测的是断层面上开始破裂的那个点在地面上的投影。而现场考察确定的宏观震中是地面上破坏最重的那个地方。断层面上开始破裂的地方不一定是错动最大的地方，它在地面上的投影也就不一定是破坏最重的地方。按这样的定义，仪器测定的微观震中与现场考察得到的宏观震中本来就一定在同一个点。

（2）断层面可能倾斜

断层面不一定都直立。如果倾角比较小，即使开始破裂点的错动量最大，它在地面的投影—微观震中也会明显偏离断层线—断层面与地面的交线。而这种地震破坏最重的地方，即宏观震中很可能就在开始破裂点沿断层面到地面最近的出头点。两者又会因为断层面倾斜而有差异。

（3）测量误差

任何测量都会有误差，地震定位也不会例外。地震仪记录地震波的到时有误差，所用地壳与地球内部速度模型，即走时表与实际情况会有不尽合理的地方，测定的微观震中肯定会有误差。现场宏观考察更是比较粗的工作。这两者都带有误差，也是不会完全一致的原因之一。

上述三个因素都可能导致微观震中与宏观震中不完全一致。实际情况又是那样复杂，如有的地震开始破裂点与最大错动点相差很大，有的却相差不大；有的地震断层面倾角很大，有的却很小；由于震中附近地震台网的密度、分布，以及交通等工作条件很不一样，微观震中与宏观震中的定位精度也很不相同。这就使得微观震中与宏观震中有时比较接近，有时相差较大。

6．简述地震学中一种正反演问题及其求解现状，有何新想法。(20分)

运用“沙滩球”(beach ball)

图示可以很方便地把震源机制解的各

参数表示出来。

正断层地震的震源机制解

逆断层地震的震源机制解走滑断层地震的震源机

图上以线段顺时针旋转的角度表示方位角，以线段的长度表示入射角，在线段的末端以"+"号表示压缩波（因而"-"号表示舒张波）。

震源机制解，或称断层面解[1]，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。一次地震发生后，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。

求法：要求出震源机制解，必须的数据是到达各观测台站的地震波的方位角、入射角和第一次波动的类型（压缩或舒张）。可以用一幅图把一个观测台站记录到的这三个数据都显示出来，在图上，以一个圆中的角度表示方位角，以构成其旋转边的线段的长度表示入射角，在这条线段的末端以"+"或"-"号表示第一次波动的类型。把若干不同的台站的这些数据汇总在一起，即可求出震源机制解。