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地震基本常识

目录1地震的基本常识 (1)1.1什么是地震 (1)1.2有关地震的几个概念 (1)1.2.1波和横波 (1)1.2.2震源和震中 (1)1.2.3震级和烈度 (1)1.3地震的种类 (2)1.3.1构造地震 (2)1.3.2火山地震 (2)1.3.3陷落地震 (2)1.3.4诱发地震 (3)1.4地震造成灾害的原因 (3)2地球内部结构及布伦的地球结构模型 (3)2.1地壳 (4)2.2地幔 (4)2.3地核 (4)3地震波 (5)3.1分类 (5)3.1.1体波和面波 (5)3.1.2纵波 (5)3.1.3横波 (5)3.1.4面波 (5)3.2波的共同特征 (6)3.2.1速度 (6)3.2.2振幅 (6)3.2.3周期 (7)3.2.4持续时间 (7)3.2.5强度 (7)3.3震相 (8)3.4近震地震波 (9)3.4.1直达波 (9)3.4.2反射波 (9)3.4.3首波 (10)3.4.4采用双层地壳模型的地震波 (10)3.4.4.1震源在康拉德界面上方 (10)3.4.4.2震源在康拉德界面下方,莫霍界面上方 (11)3.4.4.3震源在莫霍界面下方 (11)3.4.5地表反射转换波 (11)3.4.6震中附近地表反射波 (12)4震相识别 (14)4.1地震波图 (14)4.1.1地方震震中距小于40公里 (14)4.1.2地方震震中距50-100公里 (15)4.1.3近震震中距100-150公里 (18)4.1.4面波 (22)4.1.5首波 (23)4.2震相识别的一般步骤 (24)5小知识 (25)1地震的基本常识1.1 什么是地震地震一般指地壳的天然震动,同台风、暴雨、洪水、雷电等一样,是一种自然现象。

全球每年发生地震约500万次,其中能感觉到的有5万多次,能造成破坏性的5级以上的地震约1000次,而7级以上有可能造成巨大灾害的地震约十几次。

1.2 有关地震的几个概念1.2.1 波和横波地震波分为纵波和横波。

纵波每秒钟传播速度5~6千米,能引起地面上下跳动;横波传播速度较慢,每秒3~4千米,能引起地面水平晃动。

由于纵波衰减快,离震中较远的地方,只感到水平晃动。

在一般情况下,地震时地面总是先上下跳动,后水平晃动,两者之间有一个时间间隔,可根据间隔的长短判断震中的远近,用每秒8千米乘以间隔时间可以估算出震中距离。

1.2.2 震源和震中地下发生地震的地方,叫"震源"。

震源正对着的地面,叫"震中"。

震中附近震动最大,一般也是破坏性最严重的地区,也叫"极震区"。

从震中到震源的垂向距离,叫"震源深度"。

在地面上,受地震影响的任何一点,到震中的距离,叫"震中距",到震源的距离,叫"震源距"。

在地图上,把地面破坏程度相似的各点连接起来的曲线,叫"等震线"。

通常根据震源的深浅,把地震分为浅源地震(震源深度小于70千米)、中源地震(震源深度70-300千米)和深源地震(震源深度大于300千米)。

全世界95%以上的地震都是浅源地震,震源深度集中在5-20千米上下。

1.2.3 震级和烈度地震的大小通常用震级表示,它是根据地震仪记录的地面地动位移,按一定的物理--数学公式计算出来的。

也就是说震级是地震强度大小的度量,它与地震所释放的能量有关。

一个6级地震释放的地震波能量相当于第二次世界大战美国在日本广岛投下的原子弹的能量。

震级每差1.0级,能量相差(1.5)10倍,即大约32倍;相差2.0级,能量相差约1000倍。

小于2.5级的地震,人们一般不易感觉到,称为小震或微震;2.5-5.0级的地震,震中附近的人会有不同程度的感觉,称有感地震;大于5.0级的地震,会造成建筑物不同程度的损坏,称破坏性地震。

地震发生后,地震波传播到地面,会给地面各种物体造成不同的破坏现象。

通常把地震对地面所造成的破坏或影响的程度叫烈度,它由物体的反应、房屋建筑物的破坏和地形地貌改观等宏观现象来判定。

许多国家采用地面运动加速度值来表示地震烈度,一般在设定的不同地点安装加速度仪,直接记录当地的地面运动参数。

地震烈度的大小,受地震大小、震源深浅、离震中远近、当地工程地震地质条件等因素的影响。

因此,一次地震,震级只有一个,但烈度却是根据各地遭受破坏的程度和人为感觉的不同而不同。

我国目前使用的地震烈度共分为12度,5度以上才会造成破坏。

1976年唐山7.6级大地震,极震区烈度达11-12度,北京、天津的烈度则为6-7度。

1.3 地震的种类地震一般可分为人工地震和天然地震两大类。

由人类活动(如开山、开矿、爆破等)引起的叫人工地震,除此之外便统称为天然地震。

天然地震按成因主要分为以下几种类型:1.3.1 构造地震因为地壳运动引起地壳构造的突然变化,地壳岩层错动破裂而发生的地壳震动,也就是人们平常所说的地震。

由于地球不停地运动变化,从而内部产生巨大的力,这种作用在地壳单位面积上的力,叫地应力。

在地应力长期缓慢的作用下,造成地壳的岩层发生弯曲变形,当地应力超过岩石本身能承受的强度时便会使岩层断裂错动,其巨大的能量突然释放,其中以波的形式传到地面,这就是地震。

世界上的90%以上的地震,都属于构造地震。

强烈的构造地震破坏力很大,是人类预防地震灾害的主要对象。

1.3.2 火山地震由于火山活动时岩浆喷发冲击或热力作用而引起的地震叫火山地震。

这种地震一般较小,造成的破坏也极少,并且只占地震总数的7%左右。

目前世界上大约有500座活火山,每年平均约有50起火山喷发。

我国的火山主要分布在东北黑龙江、吉林省和西南的云南等省。

近代活动喷发的有黑龙江省的五大莲池、吉林省的长白山、云南省的腾冲及海南岛等地的火山。

火山和地震都是地壳运动的产物,往往互有关连。

火山爆发有时会激发地震的发生,地震若发生在火山地区,也常会引起火山爆发。

1960年5月22日智利发生8.5级大地震,48小时后就使沉睡了55年之久的普惠山火山复活喷发,火山云直冲6000米高空,蔚为壮观。

1988年我国在黑龙江省五大莲池市建立了第一个地震火山监测站,开展火山及地震的观测研究。

1.3.3 陷落地震由于地下水溶解了可溶性岩石,使岩石中出现空洞并逐渐扩大,或由于地下开采矿石形成了巨大的空洞,造成岩石顶部和土层崩塌陷落,引起地震,叫陷落地裂。

这类地震约占地震总数的3%左右,震级都很小。

1.3.4 诱发地震在特定的地区因某种地壳外界因素诱发而引起的地震,叫诱发地震。

如地下核爆炸、陨石坠落、油井灌水等也可诱发地震,其中最常见的是水库地震。

福建省水口电站自1993年3月底水库开始蓄水,当年5月起的2年内,共诱发0.3级以上地震近千次,其中最大的3.9级,由于震源浅,2级以上地震,当地就会感到晃动。

广东河源新丰江水库1959年建库,1962年发生了最大震级为6.1级的地震。

究其原因,主要是:水库蓄水后改变了地面的应力状态,且库水渗透到已有的断层里,起到润滑和腐蚀作用,促使断层产生新的滑动。

但是,并不是所有的水库蓄水后都会发生水库地震,只有当库区存在活动断裂、岩性刚硬等条件,才有诱发的可能性。

1.4 地震造成灾害的原因地震发生时产生的地震波引起对地面建筑物的破坏,导致人员伤亡,造成了地震灾害。

地震对建筑物的破坏,主要是由地震力通过地震波起作用的,即纵波地震力使建筑物上下颠簸,引起建筑物的纵向结构松动,随后横波地震力再使建筑物发生水平晃动,引起横向结构损坏。

当先颠后晃的地震力超过建筑物的承受力时,在几秒钟内就能使建筑物遭受破坏。

另外,地震力引起的断层错动开裂、地基不均匀沉降以及沙土液化等地基失效问题,也间接造成建筑物的倾倒和损坏。

2 地球内部结构及布伦的地球结构模型地球的半径为6371Km,这么庞大的地球,其内部结构又是怎样的呢?到目前为止,能够相对准确的探测地球内部结构的方法还是地震观测。

地震观测方法主要依据记录到的地震波,以波在介质中的传播速度和传播特征为依据,将地球分为若干层。

鉴于研究者研究方法的差异,目前,世界上有许多地球分层结构模型。

以布伦的地球结构模型为例作介绍。

布伦的地球结构模型将地球内部分为7层,即A、B、C、D、E|、F、G,地壳为A层,地幔分为B、C、D层,地核分为E、F、G层。

它是布伦根据不同深度地震波速度的特征所做的。

2.1 地壳A层是人们熟悉的地壳,即自地面到莫霍界面。

通常认为地壳的厚度为33Km,实际上,地壳厚度与地形分布存在一定的关系。

在山区,如青藏高原,地壳厚度达70Km,而在沿海地区,地壳厚度只有几公里。

地壳内还有一些小的分层,典型的是康拉德界面(C面)及几个浅低速层,但这些分界面连续性差,连续性好的第一个分界面就是莫霍界面。

2.2 地幔地幔分为上下地幔。

自莫霍界面至1000Km左右为上地幔,此层径向非均匀性变化较为明显,速度梯度较大。

1000~2900Km深度为下地幔,下地幔内的速度梯度变化较小。

2.3 地核在2900Km深处的核、幔分界面是一个特殊的界面,地震波纵波波速在其上部位13.6Km/S,在其下部为7.8~8.0Km/S,且地震波经过该面后,横波便消失了,这说明地核内部是液态的。

经过研究,外核从2900~4980Km为液态物质;从5120Km至地心为内核,它是固态的,从4980~5120Km为过渡层。

3 地震波地震发生时,由震源向四周传播的弹性波,称为地震波。

由地震波引起的地面振动,正是造成人们有感和房屋破坏的直接原因。

地震波分为纵波、横波、面波等。

地震波有体波和面波,体波又分为纵波和横波。

3.1 分类3.1.1 体波和面波能在地球内部传播的波是体波,沿界面运动的次生波是面波。

横波的振动方向与波前进方向垂直,在地面上表现为左右摇晃,纵波振动方向与传播方向一致,在地面上反映了上下跳动(颠、簸)的振动。

二者相比,纵波传播的速度比横波快,所以,一般地震发生后感觉到上下跳动,其次才是左右摇晃。

另外,横波振幅比纵波大,破坏力大。

横波的水平晃动力是造成建筑物破坏的主要原因。

地震时,在地球内部出现的弹性波叫作地震波。

这就像把石子投入水中,水波会向四周一圈一圈地扩散一样。

3.1.2 纵波纵波就是纵振动的传播。

纵振动的方向与传播方向一致,在震中区,人们对纵波的感觉是上下颠动。

3.1.3 横波横波就是横振动的传播。

横振动的方向与传播方向垂直。

横波的传播速度约为3一5公里/秒。

在震中区,人们对横波的感觉是前后左右晃动,物体为摆动。

因横波速度比纵波速度小,故横波跟在纵波后面。

3.1.4 面波纵波和横波统称为体波,当地震体波到达岩层界面或地表时,会产生沿着界面或地表传播的幅度很大的波,称为面波。

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