2-2 地震成因及分类

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板块构造观点把地震现象看作是少数 几个大的岩石圈活动板块在它们边缘或附 近相互作用的结果。大地震发生的频度和 震级的上限可能与相对运动的岩石圈板块 的接触面积有关, 即受破裂带长度和岩石 圈厚度的限制。
板块边界往往就是地震活动带。从全球6 大板块边界与全球地震带在空间分布上的一致 性可 以看出两者的联系。无论是洋中脊、转换 断层、深海沟或年轻的地缝合线,所有的板块 分界线都是地震的活动带,只不过释放能量的 多少、地震强度的大小、地震带的宽度及震源 深度有所不同。
震。其他地震带只有浅源地震,一般来说地震
频度和强度均较弱。
环太平洋地震带:是地球上最主要的地震带, 是大洋板块的俯冲带,它像一个巨大的环,沿北美洲

太平洋东岸的美国阿拉斯加向南,经加拿大本部、美国加利福尼亚和黑西哥 西部地区,到达南美洲的哥伦比亚、秘鲁和智利,然后从智利转向西,穿过 太平洋抵达大洋洲东边界附近,在新西兰东部海域折向北,再经裴济、印度 尼西亚、菲律宾,我国台湾省、琉球群岛、日本列岛、阿留申群岛,回到美 国的阿拉斯加,环绕太平洋一周,也把大陆和海洋分隔开来,地球上约
全球板块运动 GPS
1900年以来全球7级以上地震分布图
环太平洋地震带和欧亚地震带
图1.1.2
全球地震震中分布示意图
3、震源的垂直分布
从地震发生的垂直分布来看,所 有地震都发生于地壳及地幔上部,其 中多数发生在地壳的数十千米范围内。 据统计,有72%的地震震源在地表以下 至深33km处;发生于33~300km 范围 内的占24%;深度大于300km的深源地 震仅占4%。
的地震叫余震 。
地震分类(四)

按地震成因分类 构造地震
火山地震
陷落地震
构造地震
构造地震是指在构造运动作用下,当地应
力达到并超过岩层的强度极限时,岩层就 会突然产生变形,乃至破裂,将能量一下 子释放出来,就引起大地震动,这类地震 被称为构造地震,占地震总数90%以上
地震过程
四个活动阶段:
震源距的定义
震源距是震源和观测点(地面之间的直线距离。
5个地震基本参数为:
发震时刻: H 震中位置:经度λ,纬度

震源深度: h
地震大小: M (震级)
发震时刻确定

利用ts-tp(从地震波记录图中得到),在地震波走时表查得 相应走时Δtp,从到时tp减去走时ΔtP,便是发震时刻t0.
地震序列的含义
⑤印度洋洋脊、转换断层地震带,是非洲板块与印度洋板
块的边界。
2、全球地震活动带
在世界地震分布图上,我们会发 现:地震分布是不均匀的,有些地方 密集,有些地方稀少,人们把地震的 震中集中分布的地区,且呈有规律的 带状,叫做地震带,指地震集中分布 的地带。在地震带内震中密集,在带 外地震的分布零散。地震带常与一定 的地震构造相联系。
孕震
临震 发震 余震
地壳中的应力
应力是一种作用于岩石并使岩石的形状或
体积发生改变的力. 地壳中存在三种应力: 剪应力、张力、压力


剪应力:同时作用于一块岩石上的方向相反的应力。 张力:是将岩石拉伸的一种应力,使板块相互分离。 压力:挤压岩石使之发生褶皱或破裂
断 层

板块运动几百万年后,相互挤压,能量积累,在地表形成不 同的地形地貌(山脉) 能量积累到一定程度时,岩层发生断裂,释放能量,以地震 波的形式向周围传播能量

图2 岩石断裂发生地震 图1 岩层压缩弯曲、能量积累
地壳解释
收缩说


大陆漂移说 海底扩张说
板块构造学

活断层与地震地点\强度的关系
活断层与地震灾害的关系密切,活断层决定着多 数破坏性地震的发生位置,活断层的规模大小、 运动性质和活动时代等属性决定着地震震级的大 小,同时,对强地震地面运动具有复杂的影响。 城市及附近地震可加重发震活断层沿线建筑物的 破坏和地面灾害,特别是位于城市之下的活断层 突然快速错动所导致的”直下型”地震能引起巨 大的城市地震灾害。
统计表明,世界裂谷系(包括加利福尼亚、东南阿垃斯加 和东非)的地震仅占全球地震总数的9%以下,释放的能量不及 全球地震释放总能量的6 %,而岛弧和其他类似的弧形构造上 地震释放的能量却占了世界浅震能量的90%以上。里克特 (Richter,1958)报道的世界175个大地震(M ≥ 7.9)中,只有 5个发生在裂谷系;在大西洋、印度洋和北冰洋的洋中脊顶, 最大地震为7级, 而在东太平洋洋隆很少有大于5级的地震发 生。在裂谷系中大于7级的地震大部分发生在主要的转换断层 上,其中最大震级为8.4级,而在岛弧区已知的最大地震为8.9 级;在大洋中脊顶部, 地震集中在极窄的地带,地震带宽度 常不到20Km。在海沟及缝合线,地震带宽度较大,尤以大陆内 部的年轻造山带宽度最大,以致难以确定板块边界的具体位臵。
板块间的三种运动方式
相互靠近
相互远离
错动
构造地震的成因的另一种解释--板块学说
地球表面岩层由六大板块组成 欧亚板块、美州板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块、南极洲板块 由于地幔的对流,这些板块也在不停运动,板块之间相互挤压、冲 撞引起地应力。能较好地解释地震呈带形分布现象。
板块构造与地震活动
口开始,穿过北极经斯匹次卑根群岛和冰岛,
再经过大西洋中部海岭到印度洋的一些狭长的
海岭地带或海底隆起地带,并有一分支穿入红
海和著名的东非大裂谷区。
1)大西洋中脊(海岭)地震带自斯匹次卑尔根岛经冰岛 向南沿亚速尔群岛、圣保罗岛等至南桑德韦奇群岛、色 维尔岛,沿大西洋中脊分布,向东与印度洋南部分叉的 海岭地震带相连。 2)印度洋海岭地震带由亚丁湾开始,沿阿拉伯-印度海 岭,南延至中印度洋海岭;向北在地中海与地中海-南亚 地震带(欧亚地震带)相连;向南到南印度洋分为两支, 东支向东南经澳大利亚南部,在新西兰与环太平洋带相 接;西支向西南绕过非洲南部与大西洋中脊地震带相接。 3)东太平洋中隆地震带从中美加拉帕戈斯群岛起向南至 复活节岛一带,分为东西二支,东支向东南在智利南部 与环太平洋地震带相接;西支向西南在新西兰以南与环 太平洋地震带和印度洋海岭地震带相连。以上三地震带 皆以浅源地震为主。

内 核
5155 10.33
0 12.25
427 0 4500
10.89 6371 11.17
3.46 3.50 12.51
固态地核
1-2 震源、震中和地震波
震源:地震发生的部位。不是一个点。 震中:震源正上方的地面位臵。附近地面运动最强烈,极震区。 震中距:场地上某一点到震中的距离。 等震线:将地面上破坏程度相近的点连成的曲线。 震源深度(h):震源到地表的垂直距离。 h <70km 浅源地震 h=70-300km 中源地震 h>300km 深源地震
五、地震波的波序
地球内部圈层结构及各圈层的主要地球物理数据
深度 内部圈层 km 0 地震波速度 纵波 Vp 5.6 横波 Vs 3.4 密度ρ g· cm3
压力 P MPa 0
重力 g m· s-2 981
温度t 附 C 14 注
2.6


( 莫霍面) 33 60 7.0 8.2 7.93 4.2 4.6 4.36 4.5 5.42 7.23 0 0 2.9 3.34 3.42 3.6 4.64 5.56 9.98 11.42 1200 1900 3300 6800 18500 983 984 984 989 995 400-1000 1100 1200 1900 3700
•浅震分布在所有板块分界线上;
•中震主要分布在太平洋东边的南美和中美西岸、北边 的阿留申群岛,西起千岛群岛经日本岛弧分两支南下 后在伊利安西部转向东,在萨莫亚群岛转向南而止于 新西兰,中震还见于印尼、缅甸、兴都库什山和地中 海中; •深震只限于安第斯山东侧、汤加弧西侧、印尼、日本
海、鄂霍次克海以及中国东北边境和俄罗斯滨海边疆
地震P波和S波运行时弹性岩石运动的形态
下图为 Rayleigh波传播时,质点在沿着波传播方向的垂直的 平面做逆时针的椭圆运动,波到来时,地面的运动和水面上 的波浪运动一样
下图为Love 波(L波)传播时,质点水平运动,而且运动方 向与波传播方向的垂直,地面上质点运动最大,越往地下深 处运动的幅度越小。
岛西部和我国的云、贵、川、青、藏地区,以及印度、巴基斯坦、 尼泊尔、阿富汗、伊朗、土耳其到地中海北岸,一直还伸到大西洋 的亚速尔群岛,发生在这里的地震占全球地震的15%
左右。 它是全球第二大地震活动带。这个带全长两 万多公里,跨欧、亚、非三大洲。

海岭地震带:海岭地震带又称大洋中脊地震
带,分布在太平洋、大西洋、印度洋中的海岭 (海底山脉)。是从西伯利亚北岸靠近勒那河
§2-2. 地震成因及分类
浙江大学防灾工程研究所
2013年11月
1-1
地震的类型和成因
地震按其成因可划分为3类: 构造地震、火山地震、陷落地震
构造地震 地球的内部结构 地壳:30-40km,上部是花岗岩, 下部是玄武岩 地幔:2900km,橄榄岩 地核:3500km,主要是镍和铁 地球 内部的放射性物质不断放射能量,地球内部温度随深度而升 高,200km—700km范围内,温度6000C —20000C.地球内部的压力也 很大,地幔上部约900MPa,中部约370000MPa.地球内部的压力是不均 匀的,地幔中的软流层有缓慢的对流,引起地壳运动。在运动过程 中有的地区上升,有的地区下降,地球内部积累了大量的应变能, 产生了地应力。当地应力达到岩层的强度时,岩层产生断裂或错动 (脆性破坏),岩层内部的能量被释放,以波的形式传致地表,引 起地面震动。称构造地震。
区,深震都位于板块俯冲带倾斜的方向。
根据地壳板块观点,全球范围内主要有下列地震带: ①环太平洋岛弧——海沟俯冲带地震带,它是太平洋板块 与欧亚板块、美洲板块的边界。 ②东太平洋转换断层、海
沟俯冲带地震带,是太平洋板块与美洲板块的边界。
③地中海——喜马拉雅地震带,是欧亚板块与非洲板块、 印度洋板块的边界。 ④大西洋洋脊、转换断层地震带,是美洲板块与欧亚板块、 非洲板块的边界。
地震带位于板块边界 85%发生在海洋,15%发生在大陆
全球最大的环太平洋地震带和横贯欧亚的 地震带(喜马拉雅-地中海地震带),是全球 六大板块间的接触带,其他的地震带与扩张的 洋脊、转换断层、大陆裂谷或大断裂带有关。
在环太平洋地震带和欧亚地震带内发生约占全
球85%的浅源地震,全部的中源地震和深源地
地震序列按发生时间先后顺序的排列,也
指地震丛;有些异乎寻常的地震序列,称 为地震群,在一个很长的地震序列中出现的 大小不同的地震,找不到主震,只是群集 的系列分布。地震分为主震余型、震群型 和孤立型三类
主震、余震和前震
若在一群地震中特别大的地震仅有一,该地震叫主震 ,之前的地震叫前震,之后
有80%的地震都发生在这里。地震震源机制主要是 板块俯冲引起的逆断层型,我国的台湾地震带和 吉林深震带都属于环太平洋地震带,著明的美国 旧金山地震、智利大地震、均发生在该地震带上。
欧亚地震带:又名“横贯亚欧大陆南部、非 洲西北部地震带”、“地中海-喜马拉雅山地震 带”主要分布于欧亚大陆,从印度尼西亚开始,经中南半
火山地震
火山爆发,岩浆猛烈喷出,引起地 面震动。 陷落地震 地下石灰岩产生溶洞,突然产生大 规模陷落引起的地面震动。 这两类地震震级小,在我国危害小。 构造地震造成地面建筑物破坏严重,对人 类的危害大,所以我们关心的地震主要是 构造地震。
地震波
体波:包括P波和S波
面波:包括瑞利面波和勒夫面波
岩石圈(固态)

上 地 幔
低速层
100
软流圈(部分熔融)

250 8.2 650 10.08 2885 13.54 4170 7.98 9.53
下地幔 (古登堡面) 外 核
(固 态)
135200 1069 252000 328100 361700 760
(液态地核) 4300 固-液态过渡带

过渡层
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