北京大学地震概论ppt知识点总结。

地震学是一门应用物理学

地震对科学方法论方面贡献

•反演理论及方法

•（弹性波）波动理论

•成像方法

•复杂性科学

地震研究范围的三个方面

•一、宏观地震学：主要是指地震宵害的调查和研究、地区基本烈度的划分，以达到为建筑物的抗震设计提供合理的资料和指标，并为地震预报提供宏观数据。

•二、地震波的传播理论：根据地震台风网观测得到的地震资料，研究地震波的发生及传播特征，并利用来研究地壳和地球内部的结构、组成和状态。

•三、测震学：内容包括地震仪器的研制、地震观测台网的布局以及记录图的分析、处理和解释工作。

地震序列：地震在有限的空间和时间范围内有成丛发生的倾向。这种成丛发生的地震称地震序列。按时间顺序和震级分布，地震序列分为：主震型和震群型。

•①主震型：通常包括主震和大量的余震。有些地震序列还包括一系列前震。

若地震序列中，特别大的地震只有一次，则称之为主震；发生在主震之前的中、小地震叫前震；发生在主震之后的大量较小地震叫余震。

•②震群型：在一个地震序列中包含着若干个震级相差不多的地震，而无一特大震级的地震时，称之为震群。在中国几个主要地震区都有震群发生，但其规模较小。

天然地震的分类

•按成因分：1、构造地震；2、火山地震；3、陷落地震。

•按震源深度分：1）浅源地震：震源深度小于60公里的天然地震称为浅震；

也称正常深度地震。大多数地震都为浅源地震。2）中源地震：震源深度在60公里至300公里之间的地震称为中源地震。3）深源地震：震源深度大于300公里的地震称为深震。已记录到的最深地震的震源深度约700公里。有时也将中源地震和深源地震统称为深震。

•按震中距分：1）地方震：震中距小于100公里的地震。2）近震：震中距小于1000公里的地震。3）远震：震中距大于1000公里的地震。

•按震级分：1）弱震：M<3的地震。2）有感地震：3≤M≤4.5的地震。3）中强震：4.5

古代对于地震的认识

•我国古代鳌鱼翻身的传说。

•日本的“地震鲶”传说：地球靠一大鲶鱼支撑着，鲶鱼尾巴一甩就地震。古希腊的“气动说”。

•中国人对地震的观察和记载是相当早的。《竹书纪年》所载公元前1831年“泰山震”，可能是世界上最早的地震文字记载之一。

•1966年3月，河北邢台发生了灾害性的大地震，损失巨大。为了统一地震工作的部署和加强领导，1971年成立了国家地震局，系统地开展地震的预测和预防工作。将地震工作提高到一个新的水平。

弹性波与弹性回跳理论

•弹性波在介质中传播时存在一个频率上限。

•弹性回跳理论(Elastic Rebound Theory)：美国地震学家里德(H.F.Reid), 1910年。

•在无限、各向同性的均匀弹性介质中,仅有两种类型的弹性波传播,即纵波和横波。

•但是在半无限、各向同性的均匀弹性介质或成层介质中,有可能出现一种弹性波,这种波的特点是：扰动的幅度随着离开界面距离的增加而迅速衰减,或者说,扰动只局限于界面附近。通常称这种波为面波。

•由于地球具有边界和内部分层构造,地震波不仅有纵波和横波,还有面波和地球自由振荡（环形、球形）。

•面波是指沿地球表面传播的,在与界面相垂直的方向上,波动的振幅急剧衰减。

•在地震记录上，面波的振幅一般比体波大。

•面波的能量被捕获在表面才能沿着或近地表传播，在伦敦的圣保罗大教堂“耳语长廊”或中国天坛回音壁的墙面上捕获的声波就是面波。

•不同周期的面波,其渗透深度不同；周期愈大的波,其渗透深度愈大。

•在半无限的均匀介质中,不产生勒夫波,而且它所产生的瑞利波没有频散。

地震记录中出现勒夫波以及有频散的瑞利波，则说明地下的介质是不均匀的或是成层的。

P波和S波的主要差异

•（1）P波的传播速度比S波快，地震图上先出现P波。

•（2）P波和S波的质点振动（偏振）方向相互垂直。

•（3）一般情况下，三分量地震图上P波的垂直分量相对较强，S波的水平分量相对较强。

•（4）S波的低频成分比P波丰富。

•（5）天然地震的震源破裂通常剪切破裂和剪切错动为主，震源向外辐射的S波的能量比P波的强。

•（6）P波通过时，质元无转动运动，而有体积变化，P波是一种无旋波。

S波通过时，质元有转动，而无体积变化， S波一种无散的等容波。

地震波的波序：

•一般到序：P波、S波、勒夫面波、瑞利面波、地震尾波

地震波的传播

•地震波的传播主要取决于地震波的速度,地震波的速度与地球介质相关。

•地球内部介质性质的变化,主要有以下情形：

•①上下介质的性质、状态迥然不同,出现明显的分界面,地震波速度出现阶梯状跳跃,如地壳与地幔、地幔与地核之间。地壳是固体,外核是液体,地

幔介于固态与液态之间。

•②上下介质的状态基本相同,但性质变化显著,呈现明显的分界面,如地幔中的细层之间的分界面，地震波在分界面上的速度也有显著的变化。

•③在同一层内,地球介质也不是均匀分布的。一般来讲,由于地球介质是分层均匀、各向同性的,地球介质的密度、弹性参数等随深度增加而增加,地震波速度也随深度的增加而增加。但有两种特殊情形：一种是速度随深

度增加而减小(称为低速层),另一种是随着深度增加速度异常增加(称为高速层)。

震相

•通常把在地震图上记录到的不同振动类型或通过不同途径的波所引起的一组一组的振动叫震相。

•地震学的一个主要目的就是解读地震记录的各个震相，并从中得到记录所携带的地球内部信息和震源信息。

几个主要震相的特征：

•P：在震中距为100度的范围内，P将作为地震记录的第一个震相清晰地显示出来。一超过103度，其振幅就变小，这是因为进入地核的阴影区所致。当看到弱小的波时，一般认为那是在核幔边界上由于衍射而产生的，这类似于莫霍面衍射的Pn波。

•S：在震中距最大为100度的范围内，S往往以比P还大的振幅在地震记录上显示出来。超过100度时，虽然开始进入了地核隐区。

•PP、SS（地面反射波）：这两个震相在震中距超过20度是就开始与P或S 分离。

•pP、sS：当发生深震时，在30-100度附近，在P、S之后可以清晰的显示出来。pP和P的到时差，以及sS和S的到时差，往往随着震源深度不同而差别很大，因此对确定震源深度非常有用。

•PcP、ScS、pPcP、sScS（外核反射波）：PcP、ScS或者是PcS、ScP常在震中距在30-40度左右显示出来。

地震走时表：

•地震波在不同震中距上传播的时间表。

•走时表中各种震相的走时,是根据地震图(即地震波形的记录)中各种震相的到时来编制的。

•为了准确地编制走时表，需要汇集大量的地震图，并对各种震相做出正确的识别和鉴定。

•走时表是分析地震图、识别不同震相的主要依据。

•走时表提供了有关地球内部的信息

地球内部结构探索

•1906年：外核的发现(Oldham）

•1909年：莫霍面的发现(Mohorovicic）

•1914年：古登堡古面的发现(Gutenberg）

•1936年：内核的发现(Inge Lehmann）

•根据地震波速度的不同,地球可分为地壳、上下地幔和内外地核等几个大构造单元。其中,壳幔界面、幔核界面、内外核界面和上下地幔之间的过渡层,是十分明显的。

•1959年海底扩张基本思想的提出。

断层与应力

•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。

•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.

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

•最大－正断层

•最小－逆断层