4 工程地震(震源机制解)解析
震源机制名词解释
震源机制名词解释震源机制是指地震发生的原因，以及它们是如何形成的。
震源机制分为有两大类：内部震源机制和外部震源机制。
内部震源机制是指地壳内部的变形和裂缝，外部震源机制则是指外部的构造变化所导致的地震。
内部震源机制内部震源机制是由内部的变形和裂缝所导致的地震。
这类地震在发生时，多发生在大陆边界的地壳变形带，如洋大陆碰撞带、地壳层叠状的大陆边界处、环形褶皱处等。
内部震源机制的地震，其发震形式一般分为三种：断层震源、变形震源、液态包裹物震源。
断层震源是由断层运动而产生的，它是内部震源机制中最常见的一种。
断层是指地壳内部的岩石层和层之间存在的长条状裂缝。
当地壳带动岩石层的移动，断层便会发生相应的变形，最终产生断层震源。
变形震源是由地壳变形而引起的。
当流体（如地下水）在地壳内部流动时，会使得地壳产生变形，从而产生变形震源。
液态包裹物震源是由液态包裹物（如岩浆）在地壳内部发生变形引起的。
当液态包裹物在地壳内部较深部发生变形时，可能会产生液态包裹物震源。
外部震源机制外部震源机制是由外部构造变化引起的地震。
这类地震多发生在地壳的外部环境，如洋大陆碰撞带、洋大陆合并处、洋大陆分离处等。
外部震源机制的地震，其发震形式一般分为三种：热量震源、动力震源、构造震源。
热量震源是由热量的变化所引起的。
当洋大陆碰撞带上的岩石在受到热量刺激时（以及其他环境因素），会发生形变，从而可能会产生热量震源。
动力震源是由动力作用所引起的。
当洋大陆碰撞带上的岩石受到力作用时（以及其他环境因素），会发生形变，从而可能会产生动力震源。
构造震源是由构造变化所引起的。
当地壳构造发生变化时（比如洋大陆的合并或分离），可能会产生构造震源。
结论震源机制是指地震发生的原因，以及它们是如何形成的。
震源机制可以分为有两大类：内部震源机制和外部震源机制。
内部震源机制是由地壳内部的变形和裂缝所导致的，外部震源机制则是由外部的构造变化所导致的。
内部震源机制的发震形式一般分为三种：断层震源、变形震源、液态包裹物震源；外部震源机制的发震形式一般分为三种：热量震源、动力震源、构造震源。
利用震源机制解走向判定地震影响场长轴方向
第45卷第1期2022年1月地震研究JOURNAL OF SEISMOLOGICAL RESEARCH Vol.45,No.1 Jan.,2022第1期徐志双等:利用震源机制解走向判定地震影响场长轴方向此手段绘制了2014年新疆于田7.3级、云南鲁甸6.5级地震震动图。
前人研究成果和近年来应急经验表明,基于震源机制解走向判别地震影响场长轴方向在一些震例中是切实可行的,即修正后的地震影响场长轴方向与实际调查的极震区长轴方向相符性较好。
然而,这一方法是否适用于所有震例,以及评估偏差是多少,目前尚未有系统性的研究成果。
鉴于此,本文选取19702020年145个M≥5.0破坏性历史地震,研究其震源机制解走向和极震区长轴方向之间的偏差,考察以震源机制解走向作为判别地震影响场长轴方向是否满足震后快速评估的需求。
地震发生后,由于震源机制解产出需要一定的等待时间(约震后30 min),是否可以借鉴活动断层数据库使用方法,在震前准备好历史地震震源机制解走向数据库,震时直接读取震中附近历史强震震源机制解走向作为地震影响场长轴方向?为了检验该方法的可行性,本文对20102020年等震线长轴方向明显的50个强震及距震中最近的历史强震震源机制解走向与极震区长轴方向差值进行了统计研究。
1研究资料选取和震例分析震源机制解一般包含走向(φS)、倾角(δ)和滑动角(λ)3个参数,走向和倾角是断层的几何参数,描述发震断层的产状;滑动角是断层的运动参数,表示断层面上的滑动方向。
根据滑动角的不同,可将断层分为走滑-近走滑型(λ接近0°或±180°)、正断-近正断型(λ接近-90°)、逆断-近逆断型(λ接近90°)和其他类型(λ为其他值)。
本文以19702020年在中国大陆发生的破坏性地震为研究对象,整理了震源机制解和等震线资料齐全、等震线具有明显方向性的145个地震,历史地震空间分布如图1所示,除1980年2月14日新疆叶城5.8级地震震源深度达90km外,其余地震均为浅源地震。
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).
震源机制解
（°）
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
地震活动规律与震源机制解析
地震活动规律与震源机制解析地震是地球表面上最为突出的自然灾害之一，其发生频率和规模的变化牵动着人们的关注。
了解地震活动的规律以及地震的震源机制，对于地震研究和防灾减灾工作具有重要意义。
地震活动的规律可以从多个方面进行解析。
首先，地震的空间分布并不均匀，呈现出一定的聚集性。
这种聚集性主要表现在地震活动呈现出一定的空间集中，即所谓的地震带。
例如，环太平洋地区的环太平洋地震带是全球最为活跃的地震带之一，其频繁的地震活动使该地区成为全球震源最多的地区之一。
此外，其他地区如马里亚纳海沟、阿尔卑斯山脉等也都有各自的地震带。
这种聚集性表明地震是受到地球板块运动的约束，地震活动与板块边界密切相关。
其次，地震活动还具有一定的时间规律。
在某个地区，地震的活动并不是完全随机的，而是呈现出周期性的规律。
这种规律可以从历史地震数据中进行分析，通过对地震发生的时间间隔、地震序列的特点等进行研究，可以揭示地震活动的规律。
例如，在某些地区，地震活动可能会表现出短期急剧增加的趋势，这被称为地震活动的“爆发期”。
这种时间规律的研究有助于对地震活动的预测和防灾减灾工作的制定。
地震的震源机制是指地震发生的原因及其机理。
地震的震源机制可以从物理和地质方面进行解析。
地震的震源一般位于地壳下的深部，其机制与地壳运动有关。
在大部分地震中，地震是由于板块间的应力积累超过了地壳强度引起的。
当应力积累达到一定程度时，地壳会发生破裂，导致地震的发生。
这种应力积累和释放的过程被称为地震地貌学。
地震的震源机制研究有助于我们理解地震的成因及其运动过程，从而进一步提高地震的预测和防灾减灾水平。
地震活动的规律和震源机制的解析是当前地震研究的重点领域之一。
通过对地震数据的分析和对地球物理和地质过程的理解，我们能够更好地理解地震的发生规律和机理，提高地震的预测和防灾减灾能力。
然而，地震研究仍然存在很多挑战，如地震的观测精度、预测的准确性等方面的问题，需要进一步的研究和技术创新。
地震原理知识点总结归纳
地震原理知识点总结归纳地震是地球内部浓缩和释放能量的结果。
地球内部在地震发生前会积累大量的能量，当这些能量超过了岩石强度的上限时，岩石就会发生破裂或错动，释放出巨大的能量，形成地震。
地震的主要知识点总结如下：一、地震震源和地震波1. 地震震源地震的震源是指地震发生的具体地点，通常位于地壳的深部。
地震震源是地震产生的能量释放的起点。
根据地震震源的深浅，地震分为浅震、中震和深震。
2. 地震波地震波是地震产生的能量在地球内部传播的波动。
地震波可以分为纵波、横波和表面波。
地震波的传播速度和路径是地震研究的重要内容之一。
二、地震的成因1. 地震的释放能量地震的能量来源主要是地球内部的构造运动和地热能。
地球内部的构造运动会导致板块运动，产生地震；地热能的积累和释放也是地震发生的原因之一。
2. 地震的破裂和错动地震震源周围的岩石会发生破裂和错动，释放出大量的能量，形成地震。
地震破裂和错动的过程是地震发生的必要条件。
三、地震波的传播和检测1. 地震波的传播地震波可以在地球内部的不同介质中传播，根据介质的性质和厚度，地震波的速度和路径会有所不同。
2. 地震波的检测地震波可以通过地震仪和其他地震探测设备来检测和记录，从而研究地震的震源和地震波的传播路径。
四、地震的影响和预防1. 地震的影响地震会对人类的生活和生产造成严重影响，包括建筑物倒塌、道路和桥梁断裂、地面沉降和地裂等。
2. 地震的预防地震的预防主要包括地震监测和预警、建筑抗震设计和工程、地震应急救援等方面。
总的来说，地震是由于地球内部能量的积累和释放而引起的地球表面和地下的运动的结果。
地震的震源和地震波的传播是地震研究的重要内容，对于地震的影响和预防也是人类必须要了解和掌握的重要知识。
通过对地震的研究和预防，可以减少地震对人类的影响，保护人类的生命财产安全。
2023年11月—2024年2月中国大陆地区M≥4.0地震震源机制解测定
2023年11月—2024年2月中国大陆地区M≥4.0地震震
源机制解测定
梁姗姗;邹立晔;刘艳琼;任枭
【期刊名称】《地震科学进展》
【年(卷),期】2024(54)3
【摘要】本文利用中国地震台网记录的宽频带波形资料,采用近震全波形反演方法得到2023年11月1日—2024年2月29日发生在中国大陆地区的M≥4.0共62次地震震源机制解。
结果显示逆断型45次,走滑型13次,正断型3次,未知型1次。
【总页数】8页(P229-236)
【作者】梁姗姗;邹立晔;刘艳琼;任枭
【作者单位】中国地震台网中心
【正文语种】中文
【中图分类】P315.33
【相关文献】
1.2021年12月中国大陆地区M≥4.0地震震源机制解测定
2.2022年4—6月中国大陆地区M_(S)≥4.0地震震源机制解测定
3.2022年10月—2023年2月中国大陆地区M≥
4.0地震震源机制解测定4.2023年8—10月中国大陆地区M≥4.0地震震源机制解测定
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震源机制解ppt课件
面波震级:
M s log10 ( A20s ) 1.656log10 () 1.818
地震矩震级: M s [log10(M0 ) /1.5] 10.73
A 的单位微米( 106 m )
5
地震震源
弹性回跳理论(Elastic Rebound Theory)：
第４章 地震机制
第三节 震源机制解
1
Epicenter distance
震中距
hypocenter
2
Location of Epicenter
Ts
Tp
Ts
Tp
X Vs
X Vp
ห้องสมุดไป่ตู้
X
Vp Vs VsVp
3
地震震级 (Magnitude):
体波震级(Richter Scale):
6677在海滨地区跨圣安德烈斯断裂的篱笆在1906年旧金山地震时错动了26米远处的土地向右移动889910101111faultblockdiagram12121313aerialviewsanandreasfault1414enechelonfracturesalongimperialfault1515offsetwoodpilealongimperialfault1616offsetplowedfield1717offsetcementlinedditchguatemala1818deformation1976earthquake1919treebisectedguatemala2020莫哈维沙漠中沿埃莫森断层256千米宽的地区的一对卫星影像2121埃莫森断裂崖的新鲜断面显示1992年兰德斯地震后的滑移称之为擦痕2222232343震源机制解习惯指断层方位位移和应力释放模式以及产生地震波的动力学过程2424431431震源辐射图案震源辐射图案radiationpatternradiationpattern构造地震震源
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断层破裂震源参数
力学参数
– 地震能量
震源释放能量 E、地震波能量 EW
地震效率 = EW / E
力轴（压力轴 P、拉力轴 T、中性轴 N）产状 震前应力 0、震后应力 1 应力降 = (0 1)/2 平均应力 m = (0 +1)/2 视应力 s = m
– 震源应力场
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
From Wikipedia, the free encyclopedia last modified on 6 November 2010 at 03:26. /wiki/Focal_mechanism
工程地震导论
震源机制解
–震源机制的涵义
–断层破裂震源参数
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
115.52 116.56 115.92 115.13 114.90 114.52 113.28 114.16 114.09 115.81 116.08 116.43 78.45 80.26 88.13 145.19 115.34
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
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
y
y
y
x
x
x
震源模型 —
y
集中力系模型
y
0°
270°
0°
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
辐射图案与各个方位上地震波波形的对应关系
0°
y
0°
30°
60°
90° 90° 120°
270°
x
180°
Vc 2 ) Vm
iPg arcsin(
Vc1 ) Vc2
P波初动、震源节面和力轴的赤平投影
近震射线的投影方法
N
S1 上半球射线
i1
W S1′ S N S2′ E W
S1′
S2′
E
i2 S2 下半球射线
S
S1 对蹠点 投影球
赤平面
P波初动、震源节面和力轴的赤平投影
地震波初动资料 （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）
－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°
工程地震导论
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
断层破裂震源参数
几何参数
– 节面（断面）产状 – 断面尺度（断裂长度L、宽度 W 或半径 r）
运动学参数
– 破裂传播方向 – 破裂传播速度 vf – 断层错动历时 – 错距 D（最大错距 Dmax和平均错距 Dm ）
地心
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 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
工程地震导论
震源机制解
–震源机制的涵义
工程地震导论
中国地质大学（北京） 孙进忠
工程地震导论
绪论 地震和地震现象 地震活动性 震源机制解 场地地震效应 地震影响评价 场地工程地震勘察与评价
工程地震导论
震源机制解
工程地震导论
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
将震源球面作为投影球，保留下半球投影。近震 射线反向延伸至下半球面。 将各个地震台站（观测点）与震源对应的射线按 直线投影到赤平面上。 台站投影参数
台站方位角： z 射线离源角： i （与射线的倾角互余） P 波初动方向： 向上 ，向下
震源机制的涵义
震源机制
– 震源区在地震发生时的力学过程。 – 震源断层面的方位和滑动矢量，亦称“断层解”。
Focal mechanism
– 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.
150° 180°
震源模型 —
P轴
集中力系模型
y
0°
y
0°
T轴
P轴
T轴
270°
90° 90° 270°
180°
x
x
T轴
P轴
T轴
180°
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
震源模型 —
P轴
集中力系模型
y
0°
y
0°
T轴
P轴
T轴
270°
–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
赤平投影原理
U
上极点
N
n
赤平面 上半球
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
直线和平面的赤平投影
赤平投影原理
投影结果
的法线
W
N
走向
— 平面的持平投影：大圆弧
l — 直线的持平投影：点
0°
l 90 °
di r cos
E
倾向
270 °
d
d α r (1 cos )
di
倾角 离源角 i d 倾向
i
r
赤平面
走向
180° S
工程地震导论
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
震源球
剖面上断层错动与P波初动方向的分布
震源球面
震源球 P O
S2
P — 直达波 地面
Pg — 康氏面首波 Pn — 莫氏面首 波 Pg
P
P
F
Pn
Sn S1Leabharlann 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波初动、震源节面和力轴的赤平投影
震源球
O
P iP
P O
F
iPn iPn
P
地面
iPg
Pg
iP
F
震源球
近震直达波 的离源角 首波的离源角 Ah
iP
iPg
iPn iPn
Pn
Av
射 线
P
P
iP
Av
地心
M—莫氏面 C—康氏面
Ah P波初动位移图示
iP arctan(
Ah ) Av
iPn arcsin(
– 地震矩 M0 = A Dm （ ：断裂岩体剪切模量）
工程地震导论
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
震源模型 —
单力源 z y x
集中力系模型
双力偶源 z y x x y
单力偶源 z
–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
工程地震导论
绪论 地震和地震现象 地震活动性 震源机制解 场地地震效应 地震影响评价 场地工程地震勘察与评价