震源研究介绍

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1、震源地球内部岩层破裂引起振动的地方称为震源。它是存一定人小的区域，又称震源区或震源体,是地震能量积聚和释放的地方。人为因素引起的地震的震源称人工震源，如人工爆破（炸药爆破，核弹试验）等。天然地震震源和人工爆破震源的性质有很大区别。一般阳言，天然地震主要发生在断层上，以剪切错动为止；而人工爆破震源却是以一点为屮心向周用膨胀的过程。地震学中，震源（hypocenter）是地震发生的起始位置，断层开始破裂的地方，震源向上投影到地表即为震中。它是有一定大小的区域，乂称震源区或震源体［1［。它是地震能量积聚和释放的地方。震源在地球表面上

2、的垂直投彫，叫震屮。人为因索引起的地震的震源称人工震源，如人工爆破（炸药爆破，核弹试验）等。地震成因全球岩石圈划分成六人板块，即欧亚、太平洋、美洲、卬度洋、非洲和南极洲板块。板块与板块的交界处，是地壳活动比较活跃的地带，也是火山、地震较为集中的地带。*—生长边界＞・Bfi尿〉消亡边界（海沟.iftW）地壳在长时间尺度上主要表现为粘性和塑性，但对于较短时间尺度在载荷的作用下，如弹性I叫弹、同震破裂及地震波在介质屮的传播等情况下，可以近似地把看成弹性体。研究数据表明，多数构造地震发生在地壳中，地壳变形的能量经过长时间的积累，山于局

3、部地区的平衡状态被打破或者积累的能量超过岩石的破裂强度，可使这些储存于岩石屮的能量突然释放而产生地震。在地下介质内的震源处，能呈釋放过程是发生在一个有限区域内的，这个有限区域即为展源体。震源模型20世纪5（）年代前后曾有一场争论，即单力偶和双力偶哪一种能反映真实的震源过程。深入研究的结果否定了单力偶模型而接受了双力偶模型。这主要是因为尽管二者P波的辐射图像一样，但二者S波的辐射图像则不同，而S波的观测结果是支持双力偶模型的。弹性位错理论历史I：对震源的研究是沿两条途径发展起來的。一条途径是企图用在震源处作用的体力系來描述震源，

4、另一•条途径是用震源处某个面的两侧发卞位移或应变的间断來描述震源。1958年，加拿人的斯特凯蒂（J.A.Steketee）ffi前人工作的基础上提岀了震源的三维弹性位错理论，将这两种描述方法统一了起来。以后，许多地震学家发展和应用了这一理论。该理论的重要结果Z—是:证明了在产生位移或应变场方面位移位错和双力偶力系的等价性,从而肯定了震源的双力偶点源模型的合理性，并最后结束了而述关于单力偶与双力偶点源模型的争论。设在均匀各向同性弹性介质屮有某一小面元dE,在其两侧的介质分别发主了（和（的位移，则穿过该而发生的位移跃变（即位错）为

5、：八=（-（。弹性位错理论证明，该位错在引起周围介质的位移场方面同在小面元处作用着一个双力偶力系的效果等价，而双力偶中一个力偶的力偶炬为：dM0=uAdZ,式屮卩是弹性介质的剪切模冕。对于实际地震，断层面有一个有限的尺度。设断层面总血积为A,若引入断层面上的平均位错L444-01J则可得出一个描述地震大小的物理量——地震矩M0,其表达式为：［444-02］当观测点离震源很远时，nJ'将震源近似地看成为点源，这时地震矩的人小就表示同此点源等价的双力偶屮一个力偶的力偶矩的大小。位移表示定理说明位移可以表示为体力、位错和应力错三者引

6、起的位移z和。这意味着位错和应力错可以视为体力的某种分布，也就是说位错和应力错■体力是等效的。可以把位错和应力错表示为与克等效的体力。地震矩密度无矩双力偶位错点源辐射的地震波P波特征S波特征震源时间函数在均匀各向同性和完全弹性的半无限介质中，任意一•个剪切位错点源在空间任一观测点所引起的位移可以用F式表示：如g緒2)=M/Ggq=U：+叮+心+叮+u：s其中：为近场项：(30儿厂忆匕一6匕乙一6戈昇必、/4/rpr4M工⑷FMp（匚§2'f-刘为中场P波项:Anpa1r1心为中场S波项:研=卫皿*迤沁附工©M,(叫)4叩俨r1

7、为远场P波项:2：”化匕吃⑷旳厂）Spara叮远场s波项:沁专戶s口卯（T其屮，°为介质密度，tz=为P波波速，0=」上为$波波速，7■为震源处PP的时间延迟，厂为地震波在介质中的传播引起的吋间延迟，厂=

8、x-g

9、是两点间的距离，了是从震源点g到接受点x的单位矢量。•…S⑴八kcrr;球坐标系eR=（sin（9cos（/）,sin0sin（/）,cos0）ee-（cos0cos0,cos0sin札一sin&）%=（一sin0，cos@0）A”=9sin2^cos（j）eR-6（cos2^cos（j）e0-cos^sin^）A

10、,p=4sin2/9cos（f）eR-2（cos2〃cos0d—cos/9sin0%）Als=-3sin20cos（f）eR+3（cos20cos（/）ee一cos〃sin机©）A"=sin2Pcos火尺Afs=cos20cos0◎-cosOsin0%J■•...断层面的鉴别