天然地震-1.ppt

弹性波波动方程 波动方程的一般表达式： 拉普拉斯算子： 波动方程 纵波方程 横波方程 地震波的传播 体波 纵波速度 横波速度 面波 瑞利波速度大约是横波速度的0.92倍， 勒夫波速度是介于两层横波速度之间。 地震图 Earthquake in Japan Station in Germany Magnitude 6.5 P S surface waves Up-Down N-S E-W 地震波的描述 射线：波传播的实际路径称为射线，也叫波线，永远垂直于波面。很明显，球面波的射线是沿半径方向的。 波前面：振动区的最前端刚开始振动的质点与尚未振动的质点之间的分界面叫波前面。 惠更斯原理 　　　任何时刻(t时刻)波前面上的每一点都可以看作是一个新的点源，由它产生二次扰动，形成元波前，以后(t+Δt时刻)各新波前的位置可以认为是该时刻各元波前的包络。 Huygen’s principle 费马原理 　　对于非均匀介质，弹性参数是随空间变化的，为了研究非均匀介质中地震波的传播，需要引入高频近似理论－地震波的射线理论。 　　地震波传播的实际路径是所需时间最短的路径。即波沿射线传播的路径最短。 　　在均匀无限弹性介质中，地震波从扰动源规则地向各个方向扩展，前进的波前是以震源为中心的球面，并垂直于传播方向。波的能量按距离的平方迅速衰减。但是，实际地下介质并不是均匀无限弹性介质。首先表现为成层性，当扰动投射到弹性波速度不同的界面上时，一部分能量反射回来，一部分能量透射进入第二介面，产生波的反射和透射。在远离震源处。可以用射线来描述波的路径(射线与波前垂直)。 地震波的反射和透射 地震波的反射和透射示意图（左）纵波入射，（右）横波入射 根据惠更斯(Huygens)原理，可以证明各种波在传播过程中应满足于关系式: 上式称斯奈尔(Snell)定律。 临界角及全反射 　能量分配：Snell定律只描述了反射波和透射波的角度，没有回答界面上的能量分配。在弹性分界面上，这五种波动的能量分配是很复杂的，除了与界面上、下介质性质(密度、波速)有关外，还随入射角度不同而变化。 几点讨论： 当垂直入射时(?=0)，反射系数R(反射波振幅A反与入射波振幅A入之比)由下式表示 　反射系数Rpp的绝对值随界面两边 波阻抗比值的变化规律 能量分配 　角度：在同一介质中，由于横波传播的速度总是小于纵波，所以反射横波的反射角小于反射纵波的反射角，透射横波的折射角小于透射纵波的折射角。 转换波：当倾斜入射波为横波时，同样可以形成这四种类型的波，而无论是纵波或是横波在界面的法线方向入射时，则不产生转换波。 * 中国的地震分布 我国的地震活动主要分布在这五个地区：①台湾省及其附近海域；②西南地区，主要是西藏、四川西部和云南中西部；③西北地区，主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓；④华北地区，主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、山东中部和渤海湾；⑤东南沿海的广东、福建等地。 地震学研究给板块理论提供了令人信服的支持。板块的划分和全球地震带的分布是一致的。 板块边界地震 岛弧地区 环太平洋地震带和欧亚地震带的大部分 。 中央海岭地震 发生在中央海岭上的地震都是浅源地震，震级也较小，最大不超过七级。震源机制研究表明中央海岭区处半张力状态。 地震活动规律 转换断层地震 　转换断层作为板块的一种边界，断层附近时常发生地震，地震是浅源的。 板内地震与板间地震 　大多数发生在板块内部的地震与板块边界地震在许多方面均不相同。一般具有中等震级，其应力降高于板块边界地震的应力降，表明板块内的摩擦应力或岩石强度，要比板块边缘处高的多。板块内应力的积累与释放会造成许多不同规模的破裂，产生板内地震，但它们与板块运动无直接关系。因此这种地震通常呈现不规则的特性 。 板块构造 地震的产生 　　地震的成因非常复杂，今天认为天然浅震几乎都有同样成因，地球深成构造力造成地球外层大规模变形是地震的根源。沿地质断裂的突然滑移则是地震波能量辐射的直接原因。主要有两类： 1)地质断层活动 2)其他来源的地震动 ? 地 质 断 层 汶川地震发生机理的初步认识 地震发生在龙门山的主断裂上，位于我国南北地震带的中段。从区域构造背景上看，新生代早期，印度板块与欧亚大陆板块发生碰撞，形成了青藏高原。在青藏高原隆升的过程中，两侧边缘带构造应力长期积累。初步推断，在印度板块总体向北东方向的作用下，青藏高原东缘沿龙门山构造带