震源机制解
震源机制解的基本概念及图形解释
震源机制解图形解释
• 倾向与倾角
节面凸向哪方，即倾向哪方（下半球投影有效） 节面越弯越靠近边缘，倾角越缓（最小0°） 节面越直越靠近中央，倾角越陡（最大90°）
震源机制解图形解释
• 力轴与错动类型
约定：沙滩求白色部分为拉张区，初动向下，为P轴所在区 域；深色部分为压缩区，初动向上，为T轴所在区域 力轴位于各象限的中心部位，并在对称象限成对出现 两个节面相交的位置为B轴 当P轴位于沙滩球中心，错动类型为正断层；当T轴位于中心， 为逆断层；当B轴位于中心，为走滑类型
震源机制解的基本概念 及图形解释
Source Parameters
• 震源 (纬度, 经度, 深度) • 发震时刻 (初始破裂时间) • 震级(地震大小度量) • 断层类型 (震源机制解) • 断层尺度 (长度,宽度 ,位错) • 地震矩 (地震大小度量) • 应力降(剪切应力改变量) • 震源过程 (破裂过程)
Right-lateral strike slip faulting 右旋走滑
走滑断层——九寨沟M7地震
Reverse faulting 逆断层
上盘
下盘
上盘在水平向构造应力的作用下上升，下盘相对下降。
逆断层——汶川地震
Normal faulting 正断层
下盘
上盘
上盘在重力作用下下降，下盘相对上升。
Surface rupture in 1999 Taiwan, Chi-Chi earthquake (Taken by Prof. Abe, the University of Tokyo)
Stritrike slip faulting 左旋走滑
Why source mechanism?
The source mechanism also guide you in the state of the tectonic stress field and location of the week zone (fault zone).
震源理论基础
震源理论基础1. 引言地震是地球内部发生的一种自然现象，它在地球表面造成了许多破坏和人员伤亡。
研究地震的发生机理和预测方法对于减少地震灾害具有重要意义。
而震源理论就是研究地震起因以及地震波传播的基本理论。
本文将介绍震源理论的一些基础概念和原理。
2. 地震的起因地震的起因通常与地球内部的构造和运动有关。
地球内部由固态地壳、流动的地幔和固态的地核组成，而地球的构造和运动主要受到地球内部的热对流和地壳板块运动的影响。
当地壳板块受到内部地幔的推动或者板块边界存在应力过大时，就会发生地震。
3. 震源震源是地震发生的位置，它是地震波的起源。
在地球内部，地震发生时会产生能量释放，这些释放的能量扩散成为地震波。
根据能量释放的强度和地震波的传播情况，可以确定地震的震级和震源深度。
4. 震源机制震源机制是描述地震释放能量的方式和地球内部应力状况的重要参数。
它通过刻画地震波的传播效果来确定地震的震源机制。
常见的震源机制有正断层、逆断层和走滑断层。
•正断层是指地壳板块在地壳运动中，其中一块板块在岩层上浮起而形成的断层；•逆断层是指地壳板块在地壳挤压中，其中一块板块在岩层中下沉而形成的断层；•走滑断层是指地壳板块在平行位置上的相互滑动而形成的断层。
震源机制的分析可以帮助地震学家了解地震的震源位置、震级和地震波的传播情况。
5. 地震波的传播地震波是地震释放能量后扩散的波动现象。
根据传播方式和传播介质的不同，地震波可以分为三种类型：P波、S波和表面波。
•P波又称压力波，是沿着传播方向传递体积变化和介质弹性性质发生变化的波动；•S波又称剪切波，是在垂直于传播方向的平面内作椭圆轨迹运动的波动；•表面波是在地球表面和大气中传播的波动，包括Rayleigh波和Love 波。
根据地震波的特性以及它们在不同介质中传播的速度，地震学家可以确定震源的位置和地震的震级。
6. 震级和震源深度震级是用来描述地震能量大小的指标。
常见的震级有里氏震级、矩震级和体波震级。
地质学家震源机制解入门
我们最 终还 能 揭 示 断层 滑 动 的取 向和 含 义 。 这些关 于地 震 的丰 富信息 显然 能引起 致力 于
活动构 造研 究 的构造 地质 学家 的兴趣 。
６ ８
世
界
地
震
译
丛
‘
所 需 的充 足信息 。 使 用地 震 台 阵 记 录 的 Ｐ波 初 动 来 确 定
轴） 。对 于一 个 具 体 的地 震 ，这 些 轴 的 取 向
和 大小 可 由围绕震 中分布 的几个 地震 台站 记
录 的数据 来 推算 出 。地 质学 家之 所 以对矩 张
量 轴 的取 向感 兴 趣 是 因为 发 震 断 层 面 与 Ｐ 轴 和 Ｔ 轴成 ４ ５ 。 ，并 含有 Ｎ 轴 。
简 单过 程来 模拟—— 双力偶 或 简单双 偶 。双
力 偶在 数 学 上 用 三 维 ９个 分 量 的 对 称 张 量 （ 即矩 张量 ） 描述 。象 应力 和应 变张量 ，可 以
黑箱艺 术 。文章 末尾 为想 深入钻 研计 算震 源
机制解 所使 用 的理论 和方 法 的人 列 出 了部 分
张量过 程 的大部 分定量 细节 描述 留 给地震 学
详 细模 拟地 震 的生成 ，至 少可 以说 ，是一 件
不 平凡 的 事 。断 层 本 身 就 是 该 问 题 的 一 部 分 ，因为在 此 系 统 内 它 包 含 了显 著 的 间 断 （ 连 续介 质 的 力学 模 型 更 容 易 构 建 ，因 为 与 分 析非 连续介 质相 比连续介 质有 相对 简单 的
个平 面 叫做辅 助 面 ，没 有结 构意 义 。每个 地 震 学家仅 仅 根据矩 张 量就 能说 出地震 发生 在 这 两个节 面 的哪个 上 面 。这 需要 借助 地质 信
甘肃地震的震源机制与构造应力分布
甘肃地震的震源机制与构造应力分布甘肃地震是近年来中国西北地区发生的一次重大地震。
地震是由地壳内部应力的释放造成的地面运动，了解地震的震源机制与构造应力分布对地震预测和防灾减灾具有重要意义。
本文将对甘肃地震的震源机制与构造应力分布进行分析，详细探讨其成因与特点。
一、甘肃地震的震源机制地震的震源机制是指地震发生时地壳内部发生的应力破坏的方式和形式。
通过分析地震波的传播路径和波形，在确定震源机制时，我们可以了解地震破裂面的产生以及破裂过程中地震波的传播情况。
甘肃地震的震源机制是由甘肃地区构造形变引起的，具体表现为走滑型断层的破裂。
走滑型断层是指在地壳中沿着断层面相对滑动的地震形态。
甘肃地震的破裂面主要沿着地表的走向断层向两侧滑动引起，断层带的长度约为几十公里。
二、甘肃地震的构造应力分布构造应力是地球内部岩石承受的各向异性力作用的结果，它是地震发生的一个重要动力学参数。
通过对地震波的解释以及地下构造的分析，我们可以推测出甘肃地震的构造应力分布。
甘肃地震发生在中国西北地区的甘肃省，这个地区位于中国大陆板块与欧亚板块的交汇处，构造活动十分活跃。
该地区主要受到压缩和剪切的应力作用，其中以走滑型断层的剪切应力最为明显。
根据地震学家的研究，甘肃地震区域的构造应力可以分为两个主要方向：东西和南北方向。
其中，东西方向的构造应力主要来自欧亚板块和印度板块的相互挤压，导致了甘肃地区的地壳应力集中，从而引发了地震。
南北方向的构造应力主要来自中国大陆板块与青藏高原板块的相互碰撞，也对甘肃地震的发生起到了一定的作用。
总体来说，甘肃地震的构造应力分布呈现出复杂多样的特点，受到多方面的力量的作用，这也是该地区地震频发的原因之一。
结论甘肃地震的震源机制是走滑型断层的破裂，构造应力分布主要受到欧亚板块和印度板块的挤压以及中国大陆板块与青藏高原板块的碰撞的影响。
了解地震的震源机制和构造应力分布有助于我们更好地理解地震的成因以及地震活动的规律，为地震预测和防灾减灾提供科学依据。
震源机制解
三、P波的四象限分布 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 时是向上的,有时是向下的。20世纪的 10～20年代，许多地震学者在日本和 欧洲的部分地区几 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 象限分布特征。
地表垂直向地震仪记录P震相的初始 振动方向:向上的,记为正号；向下的，记 为负号。正号P波是压缩波,因为这种波的 到达使台站受到来自地下的一个突然挤压， 台基介质体积发
十一、求解方法
1、P波初动法 2、P波S波振幅比方法 （根据震源理论，在均匀各向同性介质 中，双力偶震源幅射的远场地震波位移 分量表达式，利用振幅的相对大小，可 算出P、T、B轴方位）3、其它方法（例 如在频率域分析P波或S的振幅谱低频幅 值等）
M
上式表述的是双力偶震源辐射的远场地震波位移在观测点 P(r ,θ,Φ)处的分量表达式,ρ为岩石密度,r表达位移的点至震源 的距离, 是双力偶中一个力偶强度随时间的微商 M P波与S波振幅比反演震源机制的方法 振幅比的幅射花样随空间方位的变化比单种波的辐射花样要强 烈得多.从此意义来说,只要有正确的观测振幅比,且观测值归算 至震源球面上后的位置正确的话,振幅比观测对震源机制参数有 较强的约束力.但用振幅比测定震源机制解时,只能求出两节面 的空间位置,不能确定可能断层面的运动特性,还须借助至少一 个P波初动.
近震震源球示意图
远震震源球示意图
只要记录足够多，且台站对应点在震源 球面上的分布范围足够广，则总可找到两个 互相垂直的大圆面将震源球面上的正、负号 分成四个部分,即四象限, 这两个互相垂直的 大圆面称为 P波初动的节面，节面与地面的 交线称为节线，节面上P 波初动位移为零。二节面 之一 (AA′)与地震的断 层面一致，而另一个面
震源机制研究及其地震意义
震源机制研究及其地震意义地震是地球上一种常见的自然现象，它常常给人们的生活和财产带来巨大的威胁。
为了更好地预测和防止地震的发生，科学家们对地震的机制进行了深入的研究。
本文将探讨震源机制研究的意义以及其在地震学领域的应用。
一、震源机制研究的意义地震是由地球内部的应力和能量释放引起的，而震源机制研究正是通过分析地震波的传播和振动特征来了解地震的产生机制。
具体而言，震源机制研究的意义主要包括以下几个方面。
1. 理解地震发生机制：震源机制研究可以帮助我们了解地震是如何产生的，从而进一步认识到地球内部的构造和运动情况。
只有深入了解地震的产生机制，我们才能更好地预测和防止地震的发生。
2. 解读地震波形资料：地震波形资料是研究地震的重要依据，而震源机制研究可以帮助我们更好地解读和分析地震波形资料。
通过对地震波形的分析，我们可以推断出地震的发生位置、规模以及运动方向等重要参数。
3. 分析地震破裂过程：地震破裂是地震波产生的根源，而震源机制研究可以帮助我们深入了解地震破裂的过程。
通过对地震破裂过程的分析，我们可以揭示地震波的传播规律，进而预测地震的破坏程度。
4. 探索地球内部结构：地震波的传播和振动特征与地球内部的结构密切相关，而震源机制研究可以为我们揭示地球内部的结构和变化情况提供重要线索。
通过分析不同地震事件的震源机制，我们可以了解地球内部的构造和运动方式，从而进一步认识地球的演化过程。
二、震源机制研究在地震学中的应用震源机制研究在地震学领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面。
1. 地震监测和预测：通过震源机制研究，我们可以获取地震的发生位置、规模和运动方向等信息，从而为地震的监测和预测提供重要数据。
这些数据可以帮助我们更准确地预测地震的发生概率和可能的破坏范围，提前做好灾害应对和减灾工作。
2. 地震工程和结构设计：震源机制研究可以揭示地震波的传播规律和破坏特点，为地震工程和结构设计提供重要依据。
通过了解地震波的传播路径和能量分布，我们可以合理设计建筑物的结构和材料，提高其对地震的抗震能力，减少地震造成的人员伤亡和财产损失。
罗平地区7级地震震源机制及构造应力场解析
罗平地区7级地震震源机制及构造应力场解
析
地震是地球表面因为地壳断裂运动引起的一种自然现象，是地球
内部能量释放的一种表现。
地震震级是衡量地震强度的指标，而地震
震源机制是研究地震引发的地质构造运动的重要手段。
罗平地区是一
个地质构造复杂的地区，近年来发生了一系列7级地震，这引起了研
究人员的关注。
本文将从震源机制和构造应力场两个方面对罗平地区
的地震进行解析。
首先，我们来看罗平地区的地震震源机制。
地震源是指地震发生
的具体位置，通过研究地震震源机制可以了解地壳的破裂方式和震中
周围地块的应力状态。
罗平地区的地震震源机制多为走滑型断层运动，即地块沿着断层面相互摩擦滑动造成地震。
这表明罗平地区的地壳构
造比较活跃，存在明显的断层活动。
其次，我们来分析罗平地区的构造应力场。
构造应力场是指地震
引起的应力分布情况，研究构造应力场可以了解地球内部各部分之间
的相互作用和地壳的应力状态。
罗平地区的构造应力场表现为两个主
要的方向，即东北-西南向和东西向。
这说明罗平地区受到了东北向的
构造作用和东西向的挤压作用，这两个方向的相互作用导致了地壳的
断裂和地震的发生。
总结起来，罗平地区发生7级地震的震源机制多为走滑型断层运动，而地震引发的构造应力场表现为东北-西南向和东西向的双向作用。
这表明罗平地区的地壳构造比较活跃，存在明显的断层活动，并且受
到了来自不同方向的构造力的作用。
对于罗平地区的地震研究有助于
预测和防范地震风险，提醒人们在该地区采取相应的防震准备措施，
保护生命财产安全。
震源机制解
地心
M—莫氏面 C—康氏面
F — 震源；O — 震中；S1, S2, … , Sn — 观测点
震源球面与地震射线的关系
近震射线、远震射线与投影球面的关系
S2
S1
O
S3
S4
至…
远震射线
至 Sn-1
近震射线
F
至 S5
至 Sn
近震射线大多穿过上半球面，远震射线多数穿过下半球面
地震影响的分析与评价
震源机制解
– the inelastic deformation in the source region that generates the seismic waves.
– In the case of a fault-related event it refers to the orientation of the fault plane that slipped and the slip vector and is also known as a fault-plane solution.
— 平面的持平投影： 大圆弧
90° E
倾向
赤平面
180°
走向
S
l — 直线的持平投影： 点
地震影响的分析与评价
震源机制解
–震源机制的涵义 –断层破裂震源参数 –震源模型 –震源球面 – 赤平投影原理 – P波初动、震源节面和力轴的赤平投影
P波初动、震源节面和力轴的赤平投影
P波初动的赤平投影
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
台站 代号
LBG SAC MDY ZKD ZUL ZJK HAN YINX YYR TZN SFS LQS DSQ ZZ1 ZZ2 ZZ3 ZZ4 ZZ5
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（°）
40.90
40.44 40.40 39.69 40.16 40.83 40.64 39.59 39.96 40.37 39.66 40.10 40.08 40.94 41.19 47.85 45.54 60.94
地心
F — 震源；O — 震中；S1, S2, … , Sn — 观测点
近震射线、远震射线与投影球面的关系
S2 O S3 S4 S1
至…
远震射线
近震射线
F
至 Sn-1
至 S5
至 Sn
近震射线大多穿过上半球面，远震射线多数穿过下半球面
上半球射线的投影方法
N
S1 上半球射线 i1
W S1′ S N S2′
辐射图案与各个方位上地震波波形的对应关系
Hale Waihona Puke 0°y0°30°
60°
90° 90° 120°
270°
x
180°
150° 180°
倾斜节面（断层面）与水平面的交切
节面 a、b 将两者的法 平面分割为四个象限。 P波初动在法平面内呈 对称的四象限分布。
节面 a、b 倾斜正交
a
c b
c
b
节面 a、b 与平面 c 相 交，将平面 c 划分为四 部分，P波初动在水平 面内也呈对称分布。
－Pn
＋Pn －Pn Pn ＋Pg Pg ＋Pg ＋Pn ＋Pn ＋Pg －Pg －Pg －Pg －P －P －P －P ＋P
节面1：326°∠82°；节面2：59°∠72° P 轴：276°∠11°；T 轴：191°∠19°；N 轴：31°∠77°
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
LBG
SAC MDY ZKD ZUL ZJK HAN YINX YYR TZN SFS LQS DSQ ZZ1 ZZ2 ZZ3 ZZ4 ZZ5
53.0
53.0 53.0 53.0 80.8 67.2 72.2 53.0 53.0 79.0 84.3 83.4 84.2 31.4 32.3 41.7 35.2 42.1
平面 c 水平
a
剖面上断层错动与P波初动方向的分布
O
地面
＋ － ＋
F －
震源球
F — 震源；O — 震中
震源球面与地震射线的关系
震源球 P O
S2
P — 直达波
P
地面
Pg — 康氏面首波
P
F
Pn — 莫氏面首 波
Pg
Pn
Sn S1
Pn M—莫氏面 C—康氏面
震源到每一个观测点都有一条射线相连。 每条射线与震源球面都有一个交点。 震源球可以任意小到震源球包围的所有 射线均可视为直线。
P轴
单力偶源P波辐射图案 Ur = Asin2
单力偶源S波辐射图案 U = Bsin2
震源集中力系模型
P轴
y
0°
T轴
P轴
y
0°
T轴
270°
90° 90° 270°
180°
x
x
T轴
P轴
T轴
180°
P轴
双力偶源P波辐射图案 Ur = Asin2
双力偶源S波辐射图案 U = Bcos2
直线和平面的赤平投影
上极点
U
N
上半球 赤平面
下半球投影
W
赤道
下半球
E
S l
直线的投影
平面的投影
投影球
下极点
D
投影结果
N
走向
0°
— 平面的持平投影： 大圆弧
的法线
W
l 90 °
270 °
E
倾向
l — 直线的持平投影： 点
赤平面
走向
180° S
震源集中力系模型
单力源 z y x x 单力偶源 z y x 双力偶源 z y
y
y
y
x
x
x
震源集中力系模型
y y
0° 0°
270°
90°
90° 270°
x
x
180° 180°
单力源P波辐射图案 Ur = Acos
单力源S波辐射图案 U = Bsin
震源集中力系模型
P轴
y
0°
T轴
P轴
y
0°
T轴
270°
90° 90° 270°
180°
x
x
T轴
P轴
T轴
180°
E
W
S1′
S2′
E
i2 S2 下半球射线
S
S1 对蹠点
投影球
赤平面
地震初动资料 （地震：1998年7月27日9:05 ；震级：M ＝4.8；震中：114°37′，41°12′；震源深度：h＝20km）
序号 台站 代号 经度 纬度 震中距离 台站方位角 离源角 ih 震相 Phase
（°）
116.60
（km）
169.3
113.8 186.5 201.2 123.9 47.6 62.3 212.1 143.7 102.4 198.8 173.8 197.0 27.1 25.7 19.9 22.5 19.7
z（°）
101.4
137.9 118.6 146.7 339.4 330.0 7.2 212.2 195.6 25.4 329.4 314.7 309.2 281.6 281.5 298.5 68.6 1.0