地震学与地球内部结构和动力学
论地球力学说
论地球力学说地球力学是一门研究地球内部运动和地表运动的学科，它研究的对象是地球的各种动力学现象，如地震、火山爆发、地壳运动、板块运动等。
地球力学的研究不仅可以深入了解地球的内部结构和物理性质，也可以为应对自然灾害提供科学依据，为资源勘探和利用提供支持。
地球力学理论在地质学、地球物理学、地球化学等多个学科领域得到广泛应用。
下面我们将从地球结构、板块运动、地震、火山活动、地球内部热流对地球演化的影响几个方面来介绍地球力学的主要内容。
一、地球结构地球力学学科最基本的研究对象是地球的内部结构。
由于地球的内部不能直接观测，所以我们需要通过各种手段来获取地球内部的信息。
地震波的传播是地球结构研究的最重要的手段之一。
不同类型的地震波在地球内部的传播速度和传播路径有所不同，通过分析地震波的传播路径和速度，可以推断出地球的内部构成和物理性质。
根据地震波的传播路径和速度分析，我们知道地球分为三个主要部分：核、地幔和地壳。
核分为外核和内核，位于地球的最中心处，是地球质量的大约1/3。
外核是一层由液态铁和镍组成的层，内核是由固体铁和镍组成的层。
地幔是一层体积很大、厚达2900千米的物质，由硅酸盐矿物和氧化物等复杂化合物组成，其下面还有包括上地幔、转换区、下地幔等不同层次。
地壳是厚度仅有几千米的外层部分，包括洋壳和大陆壳两部分，其中大陆壳厚度比洋壳厚。
二、板块运动板块运动理论是地球力学的核心理论之一。
欧洲地质学家威廉·荷斯顿在20世纪初第一个提出了“大陆漂移”理论，认为大陆是从极地区向赤道方向移动的。
50年代末，美国地球物理学家李纳德·拜厄茨提出了板块运动理论，正式确立了板块理论。
板块运动指的是地球表面被分成多个大小不等的板块，在各自运动的同时，发生着地震、火山、地壳变形等现象。
板块的大小和形状各不相同，它们的运动方向也不尽相同。
板块运动不仅影响着地球表面的地貌变化，也对地球内部结构和热流等方面产生影响。
地球物理学中的地震学和地球动力学
地球物理学中的地震学和地球动力学地球，作为我们居住的星球，是一个异常复杂的系统。
地球内部结构、大气、水文、岩石圈、生物圈等部分相互交织，形成了一个复杂而又多变的生态系统。
地震学和地球动力学正是研究地球内部的物理学科，其中地震学研究地震产生机制和地震波在地球内部的传播规律，地球动力学则研究地球内部的运动和演化过程。
这两个学科在科学研究和资源开发中起着至关重要的作用。
地震学是研究地震与地震波的产生、传播、接收以及地震活动的相关现象。
地震是地球内部深处能量的释放，而地震波是由能量释放而产生的弹性波。
地震波在地球内部传播有规律，不同方向和速度的地震波可以告诉我们很多关于地球内部结构的信息。
利用这些信息，人们可以了解地球内部的物理特征，包括地球内部的密度、比热、压力等。
同时，地震学还可以帮助人们提前预警地震，保障人民的生命安全。
地球动力学研究地球内部的运动和演化过程。
由于地球内部巨大的温度和压力，地球内部存在大量的岩石流动和物质转移。
地球动力学关心的是岩石的变形和流动以及地球表面的变动，包括地质构造变化和板块漂移等。
研究地球动力学可以了解地球内部的运动和演化规律，深刻理解地形的形成和变化原因，还可以为资源勘探、环境改善和自然灾害预防提供科学依据。
地震学和地球动力学之间是紧密联系的。
一方面，地震学中利用地震波的传播规律来研究地球内部结构，需要地球动力学中对地质构造和板块漂移等的研究。
另一方面，地震学可以为地球动力学提供珍贵的数据和依据，帮助研究地球内部的流动和转移。
在人们的认识中，地震和火山爆发是地球内部最强烈的自然灾害之一。
因此，如何减少地震和火山灾害给人们带来的影响，是地震学和地球动力学研究的重点之一。
在过去的几十年中，人们开展了大量的地震和火山监测工作，并建立了覆盖全球范围的地震监测网和火山监测网。
现代地震学和地球动力学技术的发展，使人们对地震和火山活动的预测、预警和防范能力大大提高。
这对于地壳的稳定和地球资源的可持续利用具有重要意义。
地理学中的动力地貌和地球内部结构
地理学中的动力地貌和地球内部结构地理学是研究地球表面和地球内部现象的学科，其中动力地貌和地球内部结构是地理学中重要的研究内容。
动力地貌是指地球表面的形态和地貌特征，是地球内部力学作用和外部力量相互作用的结果。
而地球内部结构则是指地球的物质组成和构造特征，包括地壳、地幔和地核等。
一、动力地貌的形成动力地貌的形成是由于地球内部的力学作用和外部力量的相互作用。
地球内部的力学作用主要包括地震、火山活动和地壳运动等。
地震是地球内部能量释放的一种表现，地震的发生会导致地表发生震动，从而形成地震地貌，如地震断裂带和地震堰塞湖等。
火山活动是地球内部熔岩和气体喷发到地表的一种现象，火山活动会形成火山地貌，如火山口、火山喷发物和火山锥等。
地壳运动是指地球表面的地壳板块相互移动的现象，地壳运动会导致地表形成地壳构造和地壳变形，如地山地貌、断块山和褶皱山等。
外部力量是指风、水、冰和重力等对地表的作用。
风是大气运动的一种表现，风会吹动地表的颗粒物质，形成风蚀地貌，如沙丘和风化石等。
水是地球表面最重要的力量，水会通过冲刷、侵蚀和沉积等作用形成水蚀地貌，如河流、湖泊和冰川等。
冰是冰川运动的一种表现，冰川会通过冰蚀、冰碛和冰川沉积等作用形成冰蚀地貌，如冰川湖、冰川谷和冰川冰碛等。
重力是地球内部物质的一种作用力，重力会导致地表发生坍塌和滑坡等现象，形成重力地貌，如崩塌地、滑坡地和塌陷地等。
二、地球内部结构的组成地球内部结构主要由地壳、地幔和地核组成。
地壳是地球表面最外层的一层，地壳主要由岩石和土壤组成，分为大陆地壳和海洋地壳两种。
大陆地壳位于大陆上，厚度较厚，主要由花岗岩和片麻岩等岩石组成。
海洋地壳位于海洋底部，厚度较薄，主要由玄武岩和玄武岩玄武岩等岩石组成。
地幔是地壳和地核之间的一层，地幔主要由硅酸盐矿物组成，是地球内部最大的一层。
地幔分为上地幔和下地幔两部分，上地幔主要由橄榄石和辉石等矿物组成，下地幔主要由辉石和橄榄石等矿物组成。
地球科学中的地震和地球内部结构研究
地球科学中的地震和地球内部结构研究地震是指由地球内部的能量释放而导致的地面的震动。
地震既有自然的因素，也有人类活动的因素。
地震不仅对人类的安全造成威胁，同时也是探索地球结构的有利工具。
地震波在地球内部传播的速度和路径取决于地球内部的物理性质和结构。
因此, 地震探测技术成为地球内部结构研究的重要手段之一。
1. 地震概述地震的起因是地球内部活动产生的地震波，形成巨大的能量，这些能量在地球的各个层次之间传播，直到达到地表。
地震发生的频率通常与地球内部的热流活动、板块运动、岩浆的移动等有关。
地球内部结构的研究要求我们借助地震波，特别是研究它们的速度和路线。
基本上，地震波分为主要的三种，包括P（纵）波、S（横）波和L（长）波。
2. 地球内部结构大约100多年来，人们一直在探索地球内部的结构和物理性质。
从表面来看，地球似乎是一个不断变化的、复杂的系统。
但是在内部，地球的结构和成分相对稳定。
经过研究，科学家得出了一个可靠的模型来描绘地球内部的构造。
从表面到内部，主要分成了四个部分：地壳、地幔、外核、内核。
地壳是离地球表面最近的层，厚度最薄。
地壳的平均厚度为35公里左右，最厚的地壳约为70公里，而最薄的地壳单元仅有不到1公里的厚度。
地壳包括地球上所有大陆和岛屿下方的建筑、山脉和裂谷等。
它是由石质和硅质岩石组成的。
地幔的下部边界是地球上所有地壳和海洋盆地深处地球的密度发生急剧变化的升温区域。
地幔内部细致地变化了密度、粘度和化学成分。
在这一层中，重要的地震带覆盖了整个地球。
外核主要由液态铁、镍和硫组成，它是地球上最大的结构部分。
在此，地震波不会传播，仅能通过P波进入它的幕侧部分。
根据一项研究，包括内核、外核、地幔和地壳，其中铁含量最高，占地球下部分重量的85%。
3. 地震技术在地球内部结构研究中的应用地震技术是一项强大的工具，可以研究地球内部结构，因为地震波可以反映地球内部的物理特性和构造。
通过对地震传播路径和速度的观测和分析，可以确立地球内部的厚度、密度、压力、温度、磁场等重要数据。
地球内部物质组成及其动力学
地球内部物质组成及其动力学地球是我们所生活的星球，从表层看，它是一个蓝色的星球。
而对于地球的内部，我们所知甚少。
地球内部的物质组成及其动力学一直是一个备受科学家研究的话题。
在本文中，我们将探讨地球内部的物质组成及其动力学历程，带领读者一起深入了解地球的内部世界。
一、地球内部物质组成地球的内部分为三个层状结构：地核、地幔和地壳。
地壳包裹在地幔外侧，地幔又包裹在地核之外。
1. 地壳地壳是地球最外层的固体壳体，分为海洋地壳和大陆地壳，厚度普遍在7-70公里之间。
地壳的物质组成丰富多样，包括硅酸盐矿物、石膏、盐川石、炭黑、煤炭等。
海洋地壳主要由玄武岩构成，而大陆地壳则以花岗岩和基性岩为主。
2. 地幔地幔是地球内部的一层，包裹在地核和地壳之间，厚度约为2770公里。
地幔也是地球上体积最大的部分，其物质主要是含有铁、镁和硅的矿物质，比如橄榄岩、辉石岩等。
地幔的物质密度也比地壳高，因此地幔的厚度也比地壳要大得多。
3. 地核地核是地球内部最深处的一个部分，厚度约为3480公里。
地核主要由铁和镍构成，它们的密度比地壳和地幔高得多。
地核分为外核和内核两部分，外核温度很高，主要是通过对流而产生的随机涡流动作生成地磁场。
内核则相对凉爽一些，但温度依然异常高。
二、地球内部的动力学过程除了知道地球的内部物质组成，我们还要了解地球内部的运动过程以及它们对地球表面的影响。
地球内部通常被认为是一个诡异、活跃、变幻无常的环境。
1. 热对流地幔的一部分被加热并且为了释放掉这些热量，发生了对流。
这种对流是由于温度和密度的差异而产生的，热的部分会上升，冷的部分则下降。
这种对流的运动也是一个传热的过程，这种传热对于地球的温度保持非常重要。
2. 岩浆运动地幔中的岩浆也会通过对流运动而经常穿过地壳达到地表。
在地表，岩浆冷却后变成了岩石。
这种过程便构成了火山的形成过程。
不仅如此，岩浆也是地球表面的重要构成，而且还是各种金属矿物的重要来源。
3. 地震和板块构造最引人注目的地球内部动力学现象之一是地震。
地震学原理
地震学原理地震学是研究地球内部产生、传播和记录地震波的学科，通过地震波的分析可以了解地球的内部结构和地球动力学过程。
地震学的原理主要包括以下几个方面：1. 弹性波传播原理：地震波是地震事件产生的振动在地球内部的传播波动。
地震波可以分为纵波（P波）和横波（S 波），它们都是属于弹性波动的一种。
P波是一种能够沿地震传播路径传播的压缩性波动，而S波是一种只能沿介质的横向传播的剪切波动。
地震波在传播过程中会受到地球内部不同介质的阻力、反射、折射等影响，从而形成地震波的传播路径和特征。
2. 震源机制：地震波源来自于地球内部的断层破裂和地壳运动。
地震学通过对地震波的方向、振幅、频率等进行分析，可以推断出地震的震源机制，即地震发生时断层的破裂方式和破裂过程。
震源机制的研究可以提供有关地震的震源深度、震级和震中位置等重要参数。
3. 地震波传播速度：地震波在地球内部传播的速度是地震学研究的重要内容。
不同种类的地震波在不同介质中的传播速度会有所差异。
通过观测和分析地震波的传播速度可以推断地球的不同层次的界面和介质的性质，如地幔和核的界面。
4. 地震波记录与解释：地震学家使用地震仪器进行地震波的记录和分析。
地震记录包括地震仪和地震图表，地震图表可用于测量地震波的震级和震中位置。
通过收集和分析地震记录，地震学家可以了解地壳内的地震活动分布、地震烈度以及岩石物理特性等信息。
5. 地震学应用：通过地震学的研究，可以了解地球内部的结构和动力学过程，为地球科学、地质勘探、地震灾害预测和工程建设等提供重要的依据和参考。
地震学的应用还包括探索资源、研究地震活动规律、监测地震活动以及评估地震灾害风险等。
综上所述，地震学的原理主要涉及地震波传播、震源机制、地震波传播速度、地震波记录与解释以及地震学的应用等方面，通过这些原理可以研究和了解地球内部的结构和地震活动规律。
地球科学中的地震学研究
地球科学中的地震学研究地球科学是一门研究地球各个方面的学科，其中地震学是一门重要的分支学科，主要研究地球内部发生的地震现象，探究地震形成的原因，以及地震对人类生活和环境的影响等方面。
本文将从地球内部构造、地震的造成、地震测量与预测、以及地震与人类生活等几个方面来探讨地球科学中的地震学研究。
一、地球内部构造地球是由不同层次构成的，包括地壳、地幔、外核和内核。
地震学家通过研究地震波在地球内部传播的规律，探究地球的内部结构。
由于地震波在不同的介质中传播的速度不同，所以地震学家可以通过地震波的行进时间以及到达地震台的时间差来了解地球内部的结构。
研究结论表明，地球的地幔相对于地壳来说更加稳定，而地核则是地球内部最深处的区域，其温度和压力非常高。
二、地震的造成地震是指因地球内部产生能量，造成地表震动的现象。
地震除了常见的自然因素外，也可能是人造的，如地下核试验等会对地面形成影响。
不同的地震形成原因不同，有海底地震、火山地震、岩浆移动地震、岩石裂隙地震等。
地震具有周期性、重复性和连续性，其震源距离、深度、强度、震源机制等特点也不同。
三、地震测量与预测地震观测和预测对于认识地震、了解地震和避免地震灾害具有重要意义。
目前地震测量的方法主要包括地震台观测、地震仪观测、GPS观测、卫星观测、船载观测等，而地震预测则要从地震活动的规律、地震学模型、地震前兆和温度等方面进行探究。
人们可以联合利用地震台观测、GPS测量等技术，在地震发生前预测地震，减轻地震给人类带来的损失。
四、地震与人类生活地震对于人类生活和环境有着深远的影响。
一方面，地震对于地表产生的震动会给人们的生产和生活带来危害，如破坏建筑、交通、通讯等设施。
另一方面，地震也为人类生活和环境带来一定的优势，比如滋润土地使得地球变得更加肥沃，并且为研究地质、地球科学等学科提供了重要的数据和资源。
因此，地震的研究对于人类未来的发展和生存有着重要的意义。
综上所述，地球科学中的地震学是一门重要的科学学科，其研究涉及地球内部构造、地震的造成及测量预测、以及地震与人类生活的关系等方面。
地壳内部结构与地震带分布
地壳内部结构与地震带分布地球是一个复杂而神秘的行星，其内部结构由不同的层次组成。
地壳是地球最外层的一层，其厚度约为5-70公里。
地壳由岩石和土壤组成，分为陆壳和海壳两种类型。
地壳内部的结构和地震带的分布是地球内部动力学活动的重要表现。
地壳内部结构主要分为地壳、地幔和地核三个层次。
地幔是地壳下面的一层，厚度约为2900公里。
地幔主要由固态岩石和部分熔融岩石组成，温度和压力都较高。
地核是地球内部最深的一层，厚度约为3480公里。
地核分为外核和内核两个部分，外核主要由液态金属铁组成，内核则是固态金属铁。
地震是地球内部能量释放的一种表现形式。
地震带是地震活动频繁的区域，通常分布在板块边界附近。
根据地震带的分布特点，可以将其分为环太平洋地震带、地中海地震带、喜马拉雅地震带等。
环太平洋地震带是全球最活跃的地震带之一，其分布范围包括太平洋沿岸的环形地区，从南美洲的智利到北美洲的阿拉斯加。
这个地震带是由于太平洋板块、南美洲板块、北美洲板块和欧亚板块等板块的相互作用所致。
这个地震带经常发生大规模的地震，有时还会引发海啸和火山喷发。
地中海地震带是欧亚板块和非洲板块的交界处，地震活动频繁。
这个地震带包括地中海沿岸的地区，如希腊、意大利、土耳其等。
由于欧亚板块和非洲板块的挤压和碰撞，这个地震带经常发生中小型地震。
喜马拉雅地震带位于亚洲的喜马拉雅山脉附近，是印度板块和欧亚板块的交界处。
这个地震带是由于印度板块向北移动，与欧亚板块相碰撞所致。
这个地震带经常发生大规模的地震，如1976年的唐山大地震和2008年的四川汶川大地震。
除了这些地震带，还有许多其他地区也经常发生地震，如日本、印度尼西亚、阿拉斯加等。
这些地震的发生都与板块运动和地壳内部结构有关。
地壳内部结构和地震带的分布是地球内部动力学活动的重要表现。
地球内部的岩石运动、板块运动和地震活动都与地壳内部的结构有关。
了解地壳内部结构和地震带的分布，有助于我们更好地理解地球的演化过程和地球动力学活动的规律。
地球的内部结构与动力学
地球的内部结构与动力学地球是我们生活的家园，它不仅是生物的栖息之地，也是人类文明的基础所在。
然而，我们身处的这个星球并非是孤立存在于宇宙之中的，也没有一个单一的结构。
我们需要从地球的内部结构与动力学这个角度来认知我们的地球，它是如何运行的、是如何生存着的。
一、地球的内部结构地球的内部结构可以概括为三个层次：地核、地幔和地壳。
其中地核又可分为外核和内核两个部分。
这些地球层与不同地区的山、海、地震等自然现象的出现有着密不可分的关系。
1. 地核地核是地球内部最深层，也是密度最高的地球层。
地核分为外核和内核，外核与内核之间的分界线一般称为隐线，具体位置参照不同的地理位置而略有差别。
外核和内核之间的隐线温度大概在5700℃左右，而内核的温度可以达到6000℃以上。
这个极高的温度造成地核材料的存在于极端的高压状态下，百万甚至上亿倍于海平面的压力让地核产生了不同于固体和液体的特殊状态。
2. 地幔地幔是地核之上的一层固体，占据了地球内部的大部分体积，与包围着地球外壳之间内核的借宿平衡地球的动态运行。
地幔分成上下两部分——下地幔和上地幔，在上地幔与地壳之间还有一部分破裂边界。
地幔是岩石以及包含矿物质的混合物，主要由铁、镁、硅等元素构成。
地幔温度随深度而逐步升高，达到地球表面最高温度的约2/3。
3. 地壳地球的外表层称之为地壳，包括陆地和海洋之上的海底。
地壳非常薄，其平均厚度大致为35千米，但实际情况在不同的地理位置会有所差异。
地壳由岩石和矿物质组成，主要由硅、氧、铝等元素构成。
地球表面地壳的平均温度跟地幔有着相同的温度约2900℃。
地壳是人类最常接触到的一个地球层，但很多世纪以来，科学家在证明地球的大部分质量都在地幔及其以下而不是地壳。
二、地球的动力学地球的内部结构和地球的动力学密切相关。
它解释了地球独特的物理现象，如地震、火山喷发、板块运动等。
地球的动力学是一门研究地球内部物质的多方面特性及其变化的学问。
其核心研究是地球的热量、密度、流体运动等方面的特性与演化。
地球动力学机制
地球动力学机制地球动力学是研究地球内部和外部动力学过程的学科，它涵盖了地震、火山、地热、地壳运动等现象的形成和演化机制。
地球动力学的研究对于我们深入了解地球内部结构、地球表面的演变以及地球的自然灾害具有重要意义。
本文将从地球内部结构、地壳运动和地震活动三个方面介绍地球动力学机制。
一、地球内部结构地球内部结构是地球动力学研究的基础，它包括地核、地幔和地壳三个主要部分。
地核是地球内部最深处的部分，它由固态内核和液态外核组成，核心温度极高，达到数千摄氏度。
地幔位于地核和地壳之间，是地球内部最大的部分，占据了地球体积的大部分。
地壳是地球最外层的部分，包括大洲和海洋的壳层，它的厚度相比地幔和地核来说非常薄。
二、地壳运动地壳运动是地球动力学中一个重要的研究内容。
地壳运动包括地质构造的形成和变化，地壳的抬升和下沉等现象。
地球上的大陆板块和海洋板块在地壳运动的作用下发生相对移动，形成了地质构造，如山脉和断层。
地壳运动还会导致地震和火山活动的发生。
地震是地壳运动的一种表现形式，它是由地壳内部的应力累积和释放引起的，能量释放时会产生地震波。
火山活动则是地壳运动的另一种表现形式，地壳内部的岩浆通过火山口喷发到地表，形成火山。
三、地震活动地震是地球动力学中最引人注目的现象之一。
地震是地震波在地球内部的传播和释放造成的地壳振动现象。
地震的发生是由地球内部的地壳运动引起的，地壳的应力积累到一定程度时会超过岩石的断裂强度，从而引发地震。
地震会造成地面的震动和破坏，严重时会导致建筑物倒塌和人员伤亡。
地震活动的研究对于预测地震、减轻地震灾害具有重要意义。
总结起来，地球动力学机制是研究地球内部和外部动力学过程的学科。
地球内部结构、地壳运动和地震活动是地球动力学研究的重要内容。
地球动力学的研究对于我们深入了解地球的内部和表面过程，预测和减轻自然灾害具有重要意义。
通过不断深入研究地球动力学，我们可以更好地保护地球资源，维护人类社会的可持续发展。
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地震层析成像方ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ举例
远震体波走时层析成像
利用远震（△>30º）P、PKP和PKIKP的到时资料可求解区域 台或台阵下的地壳上地幔速度结构。在这种情况下，由于台阵 分布相对面积较小，震源远离所需反演的区域，射线具有相对 简单的几何形状，因此是较为简单的一种层析方法。
地震定位参数与波速联合反演
利用区域台网或台阵的远震和区域地震到时，做地震定位和 速度结构的同时反演。
勘探地球物理学（工科）
•勘探地震学：反（折）射界面 形态，波速分布和振幅衰减 •磁法勘探：磁化率变化 •重力勘探：密度率变化 •电法勘探：电阻率变化 •电磁波方法：探地雷达
油气勘探、煤田、金属矿产 勘探，大型工程地基稳定性 评价和工程质量检测中广泛 应用。
地球物理学专题
• • • • 地震学与地球内部结构和动力学 重磁异常与盆地结构 古地磁学与板块构造 地热学与盆地热结构和地热资源
L,
δm K
)T
则上式变为在 (10)
Gm=b
G的第kl个元素为等式右边中括号中的值，b的第k个元素为等式左边方 括号中的值，可用阻尼最小二乘法求解，得到
mest = （G+θ2I）-1b
(11)
全球构造尺度
Datong V. Japan Changbai V. Kuril
2%
29
0%
4 1 39
SKS 地核
从观测获得的地震波形数据中选取震中距在85°~145°范围内，震 级在6.0级以上，波形清楚的SKS震相，计算了各台站剪切波分裂的快 波偏振方向和延迟时间，并对各台站的多个分裂结果进行了叠加
Sta 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13
φ (゜)
Japan.
27
Mariana
-2%
25 3 7 35
Izu
Pacific & Philippine Sea slabs under East Asia
N S
33
31
Fig. 6. Vertical cross-sections of P-wave velocity images under Hawaii (A) eastwest and (B) northsouth and Iceland (C) east-west and (D) north-south. Locations of the profiles are shown on the world map. Red and blue colors denote slow and fast velocities, respectively. The velocity perturbation scale is shown below the cross-sections. Solid triangles denote the surface hotspots.
（3）
对于给定的地震j = 1,…,J 和 台阵 i = 1,…,I 走时残差为
rij = dO j + ∑ ( − ∫
k =1
K
1 δv ds )δ m k + eij 2 δm k L v0
（4）
eij是误差项，dOi是震源定位残差，令
a ijk = − ∫
1 δv ds 2 δm k L v0
地震成因模型
地震成因 断层成因说 弹性回跳说认为： 地震是弹性应变 能的突然释放，这些 能量是在断层周围的 岩块中长期积累起来 的。 岩浆冲击说 相变成因说
地震的基本名词和概念
（1）震源（focus) （2）震源深度 (depth of focus) （3）震中 （epifocus)(epicentre) （4）震中距 （distant of picentre)
大陆和海洋的形成
板块构造理论
构造演化和变形
褶皱
断层
油气赋存在何处？ 探测地下结构，地球物理方法
火山与地热资源
灾害的发生及预测和预防
• 地震灾害 • 地质灾害
(唐山地震)唐山市文化路青年宫 1999年8月17日凌晨3时01 分，土耳其西部地区（北纬40.6 度．东经30.0度）发生里氏7．4 级强烈地震，此次地震的震中位 于第一大城市伊斯坦布尔以东110 公里处的伊兹米特市（该市位于 一条断层带上）阿达帕区域，震 后共发生33次4级以上余震，最大 5．3级。
(唐山地震)开滦煤矿医院
全 球 板 块 构 造 和 地 震 分 布
45亿年地质历史过程，贯穿着物理和化学过程，探索，或者 追溯（重建）这些过程及其发生的规律，以及与之相关的资 源和灾害形成规律。这是地球科学的目标。 难度大：时间长，地球内部不能直接观察。 方法和思路：间接的物理方法在地面观测天然的（或者人工 建立的）地球物理场特征，通过数据处理反演，获得地球内 部物性参数的分布，如密度、电阻率、磁化率、波速、温度、 弹性参数，粘滞系数等，推断地下构造、地球内部结构和过 程。
台 站 分 布
地 震 事 件
射 线 分 布
网 格 设 置
检 测 板 测 试
反演结果
地震学与地球内部结构和动力学
• 地震层析成像 • S波分裂与上地幔各向异性 • 接收函数
S-波分裂特征
S－波分裂
上地幔各向异性特征
• 从震源激发出的剪切波会由于其传播路径上介质的各向异性而发生分裂， 产生两个偏振互相正交而速度不同的剪切波，它们以不同的时间到达台 站，这一现象称为剪切波分裂 • SKS，SKKS波震相可计算上地幔各向异性
（5）
设rij的方差为σij,归一化平均值为σ ，略去误差项，式(4)近似为
σ σ σ rij = ∑ aijkδmk + dO j σ ij σ ij σ ij k =1
K
_
_
_
（6）
用
σ
_
σ ij
[a
ij 1
,..., a ijK ,1
]
T
分别乘上式各项，并按i 的顺序相加和展 开，
, ,,
⎛ w aij1rij ⎞ ⎛ w aij1aij1 L w aij1aijK w aij1 ⎞⎛δm ⎞ 1 ij ij ij ij ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ I M M ⎟⎜ M ⎟ ⎜ M ⎟ I⎜ M ∑⎜wijaijKrij⎟=∑⎜wijaijKaij1 L wijaijKaijK wijaijK⎟⎜δmK⎟ 1 i= ⎜ ⎟ i=1 ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ wr ⎟ ⎜ wa L wa w ⎟⎜dO⎟ ij ijK ij ⎠ ⎝ ij ij ⎠ ⎝ ij ij1 ⎝ j⎠
地震层析成像技术
地震层析成像技术是利用穿透地球内部的地震射线，其走时 及振幅的观测值和地球内部的某些物理参数（速度、衰减特性等） 存在的线性积分关系。 例如，地震波走时是地震射线沿所经区域慢度的线积分：
振幅比是地震射线所经区域衰减函数的线积分 ：
通过测定地震波走时、振幅变化，反演地球内部三维速度结 构或衰减特性，并以图像表示就是地震层析成像。
-37 -36.6 -23.3 -26.3 － -38.0 -18.4 -26.2 -26.3 -28.5 -48.7 -50.5 -53.0
δφ (゜)
±12 ±6.5 ±10 ±10.5 － ±9.6 ±10 ±8.8 ±7.3 ±10 ±4.0 ±2.20 ±2.50
T(s) 1.33 1.02 0.87 0.93 － 1.16 0.95 1.00 1.17 0.91 1.47 1.29 1.41
式 中，
_ I
（7）
wij = σ
_ 2
σ2
ij
引入哑元号l，令
I
r j = ∑wij rij
i =1
a jk = ∑ wij aijk
i =1
_
w j = ∑ wij
i =1
_
I
式（7）最后一个方程变为：
_
_ jl _
dO
j
=
rj
_
−
j
∑
K
a w
w
l =1
δml
（8）
j
将式（8）带回（7）第k个方程,可以将dOj项分离出来，得到
δv
∫
L
1 1 δv ds = − ∫ ds L v v0 0 v0
（1）
式中ds为沿射线L的路径积分元，在第k块介质中，令
⎧1; 第 k 块中 δmk = − δ k , δ k = ⎨ v0 ⎩ 0；其他
δ m是第k块介质中的慢度扰动，（1）式可写为
（2）
δt 1 δv = −∫ 2 ds L δm k v0 δm k
地震学与地球内部结构和动力学
地球科学的研究内容和目标
• 地球的形成，地球的结 构、物质组成 • 大陆和海洋的形成、演 化 • 地球的演化、历史 • 地球内部过程和动力学 • 资源分布规律 • 环境变化规律 • 灾害的发生及预测和预 防
地球的结构:具有层圈结构的特点
• 地壳：5－35km • 地幔:～2900km • 地核:外核,~5100km;内核,~6378km
面波层析成像
利用地震面波反演区域面波速度频散值和衰减Q值。
er mantle Upp mantle r owe L
F F Outer core
Inner core
The principle of seismic tomography which can also be on a local scale. Many ray paths are required through each region of interest.(After Bolt,1993)
地质学与数学、物理学的边缘学科：
地球物理学
地球物理学