北京大学《地震概论》课堂笔记

第一课2016.02.26
我国是一个多地震国家；历史记载全球死亡超过20万人的地震有6次，其中在中国就有4次。
烈度和震级都能衡量地震的强度，烈度是宏观的，震级是微观的。
地震按照震中距离分为地方震（10km以内），近震（10-1000km），远震（1000km以外）
地震按照震源深度分为浅震（小于60km），中震（60-300km），深震（大于300km）
日本——鲶鱼；印度——大象；我国——阴阳说、天怒统治者

第一课2016.02.26

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第二课2016.03.11 地震波
横波只能在固体传播，纵波固液气皆可。
我们说的波是指优势频率的波，是主要的成分。
纵波速度比横波速度大（一般为Vp=Sqrt3 Vs）
因此，在地震记录上纵波总是首先到达
所以，纵波也称为P波
横波也称为S波

P波和S波的主要差异
1.P波的传播速度比S波快，地震图上先出现P波
2.P波和S波的质点振动（偏振）方向互相垂直
3.一般情况下，三分量地震图上P波的垂直分量较强，S波的水平分量较强
4.S波的低频成分比P波丰富
5.天然地震的震源破裂通常剪切破裂和剪切错动为主，震源向外辐射的S波的能量比P波强
6.P波通过时，质元无转动运动，而又体积变化，P波是一种无旋波。S波通过时，质元有转
动，而无体积变化，S波一种无散的等容波

4.5.6只要求理解

面波是指沿地球表面传播的，在与界面相垂直的方向上，波动的振幅极具衰减，频率小
体波：频率大
不同周期的面波，其渗透深度不同：周期越大的波，其渗透深度越大
在半无限均匀介质中，不产生LOVE波，而且它产生的瑞丽波没有频散。地震记录中出现
LOVE波及有频率的瑞丽波，则说明地下的介质是不均匀的或是成层的

一般到序：P波，S波，LOVE波，瑞丽波，地震尾波

第二课2016.03.11
2016年3月11日
19:21

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振幅随时间的衰减可用 表示， 称为衰减系数。
波传播x距离后，因介质对能量的吸收而导致振幅的减小，可用 表示， 称为吸收
系数。

衰减系数指的是时间变化，吸收系数指的是空间变化。
在地震波理论中，通常把地球介质当做均匀、各向同性和完全弹性介质来处理，只是一种简化
的假定。

在研究问题的尺度远大于地震波波长的情况下，可以将地震波传播当做射线来处理，从而使复
杂的波动问题简化为射线问题。地震射线问题和几何光学很相似。所谓地震射线，就是地震波
传播时，波阵面法线的轨迹，也即是震动由一点传播到另一点所经过的途径。射线地震学，也
叫几何地震学，是波动地震学在波长很短时的近似。它可以由波动地震学推演出来，但更直接
的是根据费马原理得出。这个原理说：当一个震动由介质中一点传播到另一点时，它所经过的
途径会使其传播时间为一稳定值（最大、最小或拐点）。设震动由A点出发，沿途经s传播到B
点，传播速度为v（x,y,z），所用的时间是t，则费马原理就是

式中， 是变分。根据这个原理，若A和B各在一个分界面的两边或一边，就立刻得到斯涅耳的
折射或反射定律。

第三课2016.03.18
2016年3月18日
23:32

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屏幕剪辑的捕获时间: 2016/3/19 0:28
以上是他讲的原题

地球内部介质性质的变化，主要有以下情形：
1、上下介质的性质、状态迥然不同，出现明显的分界面，如地壳与地幔、地幔与地核之间。
2、上下介质的状态基本相同，但性质变化显著。
3、在同一层中，地球介质也不是均匀分布的。一般来讲，地球介质的密度、弹性参数等随深
度增加而增加。但有两种特殊情形，一种是速度随深度增加而减小（称为低速层）；另一种是
随着深度增加速度异常增加（称为高速层）。

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多个地震信号是高速层，没有地震信号说明有低速层。
ps是地幔里路程比较小的（向上的）地震波，PS相反。
K穿越外核的地震纵波（外核液态无横波）；
I、J是在内核的纵横波；
ci是在外、内核表面反射的波。

pP、sS：当发生深震时，在30-100度附近，在P、S之后可以清晰的显示出来。pP和P的到时
差，以及sS和S的到时差，往往随着震源深度不同而差别很大，pP的时差是由于两倍的震源深
度造成的。，因此对确定震源深度非常有用。

1522年，麦哲伦完成了第一次环球航行，地球是圆的这个概念宣告成立。
1909年，莫霍通过研究首波，发现了地壳底部。

由于地幔可以传播S（剪切）波，地震学中通常视地幔为固体。

第四课2016.03.25
2016年3月25日
18:40

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1906年，奥尔德姆发现地球液体核。
地核深度为2900公里——古登堡面。

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反演问题
断层的描述：
上盘/下盘——上盘是压在上面的岩盘，不一定是高的；
走向——站在断层的地表面上，上盘在你的正右方，你所面对的方向为走向方向。断层面和
地表的交
线的走向方向与正北的顺时针夹角叫断层的走向。；
倾角——断层面与地球表面的夹角；
滑移——描述断层的上盘相对于下盘滑动的方向。；

断层类型：
正断层

第五课2016.04.01
2016年4月1日
18:54

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逆（冲）断层

走滑断层

左旋与右旋：面对断层，对面的岩层向哪走就是什么旋。
斜滑断层

三种主应力作用在断层上，两个水平的一个垂直的。
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如果垂直压应力
最大－正断层
最小－逆断层
中等－走滑断层

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C是被压缩的部位——黑
D是被拉张的部位——白

虚轴上的物质是不动的
1——白
2——黑
3——白

第六课
2016.04.08

2016年4月8日
18:43

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在震源做一个单位球（震源机制解小球），在震源做一个水平面，看下边在水平面的投影，要
求会这个投影

正断层中间是白的
逆断层中间是黑的

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走滑断层是不均匀的四象限
正断层–与重力一起作用，断面较陡。
冲断层–与重力相反，断面较缓。

正断层——右边是断层面
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逆断层——左面是断层面
走滑断层——横着的是断层面
海洋的年龄不超过两亿年

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92%的地震在地壳中
上半地壳大于下半地壳（概率）

第七课2016.04.15
2016年4月15日
20:03

分区15-16下地震概论笔记（蔡兴瑞） 的第15 页
在新闻介和大众中仍然使用里氏震级ML。这是媒体引起的错误，因为ML起初是专为测定南加
州地方小震的大小而创立的震级，对较大的地震并不适合，例如说汶川大地震是里氏8.0级是
不对的，其实是面波震级MS。
但是，地震学界也不打算纠正这种民众的错误，主要大家已经习惯了里氏震级。

第八课2016.04.29
2016年4月29日
18:55

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宏观地震学
震级差一级，能量差32倍
烈度表——十二度

地面运动最大加速度、周期、持续时间
盆地效应和盆地边缘效应
面波传得远，衰减的慢
传统地震学是以远场效应研究地震的
远场效应的好处：
1、震源可以近似视为点源
2、可以对震相分别进行研究
缺点：丢失了近场的高频信息

第九课2016.05.06
2016年5月6日
18:44

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质量大的容易左右晃动，被横波弄坏
质量小的容易上下跳跃，被纵波弄坏

月球的地震更严重，因为重力加速度小，横向唯一相同时，竖直位移更大
越重（引力越大）的东西越稳定

第十课2016.05.13
2016年5月13日
18:51

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第十一课2016.05.20
2016年5月20日
19:55

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1、
中子星密度大
中子星星震规模比较大

2、
大灾之后有大疫
两个震例：1556年明朝嘉靖年间（陕西）华县地震有史以来全球死亡最多的地震83万
1668年清朝郯城（临沂市）大地震烈度12度

3、
4、
5、
次生灾害产生的原因：物理性、心理性

6、
榫卯结构，连接方式
中国：小震不坏，中震可修，大震不倒

第十二课2016.05.27
2016年5月27日
20:15

分区15-16下地震概论笔记（蔡兴瑞） 的第20 页