地震有关专业知识PPT课件

第七章地震及地球内部构造 地球科学概论 地震 排在第一位的自然灾害 2008年5月12日14点28分 四川汶川地震震级8级 单边逆冲断裂型地震 强度极大 影响面积巨大 房屋 桥梁 道路毁坏 山河改观 河道堵塞交通 通讯毁坏 地震死亡人数8万多人1976年唐山地震死亡24万人 整个唐山城夷为一片平地 地震工作者的任务1 预测预报地震 2 为城建 桥梁 铁路 水库工程等建设把关 多大安全系数 能抗多大地震 3 了解地球的结构构造 人工地震 COCOP 核爆 本章内容 第二节地震波与地震仪 第一节地震的含义及有关地震描述术语 第三节地震的强度 第四节地震的分布 第六节地球的内部构造 第五节地震预报与预防 一 地震定义 地震是地壳的快速颤动 地壳某个部位的岩层应力突然释放而引起的一定范围内地面震动的现象 由地球内部的不平衡运动 内动力地质作用 所产生 是一种经常发生的 有规律的自然灾害地质现象 第一节地震的含义及有关地震描述术语 地壳岩层突然运动释放能量引起的剧烈地动 土耳其1999 8 1 震源 震动发生的地方2 震中 震源在地表的垂直投影3 震源深度 从震中到震源的距离4 震中距 从观测点 如地震台 到震中的距离 地震波 震中 震源 断层 断层崖 第一节地震的含义及有关地震描述术语 二 地震描述术语 5 震源距 d 震源到地震台的距离6 等震线 地表烈度相等的点的连线 二 地震描述术语 第一节地震的含义及有关地震描述术语 地震波 震中 震源 断层 断层崖 二 地震描述术语 第一节地震的含义及有关地震描述术语 强烈地震的一般特点 突发性 强烈的地震发生在顷刻之间 破坏性 能导致山崩地裂 地面沉降和隆起 地表错位 河道堵塞决堤 建筑物倒塌等 还可能引起海啸 连锁性 一次强烈地震往往伴随一系列次级地震及滑坡 泥石流 水灾 火灾等连锁反应 地震的破坏作用 地震造成的地裂 海啸造成的破坏 阿拉斯加1964年地震 2004印尼地震及海啸死难人数 135 236 三 地震的类型 地震的成因类型 第一节地震的含义及有关地震描述术语 构造地震 约占地震总数的90 也称断裂地震 是由地下岩石突然发生错断引起 1906年美国旧金山地震 位移量 断层 地质家眼中看到的 火山地震 约占总数的7 火山爆发时气体的冲击力引起 这种地震强度较小 只在火山周围地区影响显著 且一般只与爆烈式火山喷发有关 陷落地震 冲击地震 约占地震总数的3 因山崩 滑坡等原因引起 或因碳酸盐岩地区岩层受地下水长期溶蚀形成许多地下溶洞 洞顶塌落引起的塌陷地震 三 地震的类型 地震的成因类型 第一节地震的含义及有关地震描述术语 地震的其它分类 按地震震源深度 浅源地震 300公里 三 地震的类型 地震震级分类 微震 6级 地震的其它分类 按震中距分类 地方震 震中距1000公里 三 地震的类型 按发震时代分类 现代地震历史地震古代地震 四 地震序列 第一节地震的含义及有关地震描述术语 发生在同一地质构造带或同一震源体内 具有成因联系的一系列地震 称为地震序列 主震 一个序列中 有一次特别大前震 主震之前余震 主震之后 主震型地震序列震群型地震序列单发型地震序列 本章内容 第二节地震波与地震仪 第一节地震的含义及有关地震描述术语 第三节地震的强度 第四节地震的分布 第六节地球的内部构造 第五节地震预报与预防 由地震产生的弹性波 按传播方式分二类 1 体波 bodywave 地震时从震源发出并能在地球内部各方向传播的弹性波 它包括地震纵波和横波 纵波 P波 为推进波 如弹簧 质点振动方向与波的传播方向一致 在固 液 气体中均可传播 它通过介质体积的变化而传播 速度快 最先到达震中 引起地面最先发生上下振动 但破坏性较弱 横波 S波 为剪切波 如抖绳 质点振动方向与波的传播方向垂直 只能在固体中传播 它通过介质形态的变化而传播 速度较慢 晚于纵波到达震中 引起地面前后左右振动 破坏性较强 第二节地震波与地震仪 一 地震波 1 体波 纵波横波 传播速度快 最先到震中 地面最先发生上下振动 破坏性较弱 传播速度慢 在纵波之后到震中 地面发生左右振动 破坏性较强 2 面波 L波 S波和P波在地表相遇激发产生的一种弹性波 仅沿地表面或弹性分界面传播 不能传入地下 特点 波长大 振幅大 传播慢 破坏性最大 第二节地震波与地震仪 一 地震波 2 面波 勒夫波 L波 振动平行于层的横波在物质层中干涉叠加 并在物质层中传播的波 由于振动平行于地面 常导致地面发生蛇行状前进的横向波动 瑞利波 R波 振动方式兼有纵波和横波的特点 类似于质点做圆周式水波 是平面纵波与横波在地表相交或叠加产生的 地震仪 记录地震波的仪器 二 地震仪 世界上最早的地震仪 候风地动仪 汉 张衡 东汉张衡 公元132年 发明侯风地动仪 青铜 直径八尺 形如酒坛 中心设中轴 四周为8条杠杆机制的龙 龙口各含一铜球 下有一蟾蜍张口承接 受某方地震波冲击 立杆失去平衡 侧向震波方向 使此方龙口张开 铜球落入蟾蜍口中 便知此方发生了地震 特点 只能验震 不能记录 转动纸筒 摆锤 岩石 地面振动 支架 地震仪的工作原理 拉线 依据摆的原理设计 仪器分二部分 拾震器 接受振动 记录器 记录震动 特点 既能验震 又能记录 摆锤 弹簧 地震仪的工作原理 现代地震仪 地震观测站 地震观测站 地震观测站 震源 震中 地震波传播时间图 三 地震的记录与定位 震中的确定 各监测点记录的地震图 振幅 时间 秒 地震仪记录下来的起伏震动的曲线 称为地震谱 曲线上S P为时差 纵 横波到达地震台的时间差 三 地震的记录与定位 1 在地震图上读取P波和S波之间的时间间隔2 由传播时间图获得距震中的距离3 以所在观测站为圆心 该距离为半径在地图上画圆4 3个圆应在震中处相交 震中的确定 震中 本章内容 第二节地震波与地震仪 第一节地震的含义及有关地震描述术语 第三节地震的强度 第四节地震的分布 第六节地球的内部构造 第五节地震预报与预防 震级确定 标准地震仪在震中距100km处所测面波的最大振幅 微米 的常用对数 划分为10级 震级每提高1级 大地振动增大10倍 能量释放增加30倍 已测到的最大地震为里氏9 0级 里氏震级 Richter以1935年加州地震释放的能量为据 依次确定出震级与能量的关系 衡量地震绝对强度的级别 由地震释放能量的大小所决定 一次地震只有一个震级 第三节地震的强度 一 地震的震级 剧震 几乎是毁灭性的 人员大量死亡 大震 严重经济损失 人员大量死亡 强震 造成数十亿美元的破坏 人员死亡 中震 财产毁坏 轻震 部分财产毁坏 小震 人有感觉 震级 等量公斤炸药 能量释放 里氏震级 无感地震 1889 1976年全球特大地震统计 1级 极弱 人无感觉6级以上 具破坏性12级 毁灭性破坏 对地震破坏性大小的量度 即地震对地面的破坏程度 根据建筑物破坏程度将其分成12个等级 即12级地震烈度 我国采用这一分类法 并根据我国情况建立了地震烈度表 第三节地震的强度 二 地震的烈度 注意 同一地震在不同地区造成的破坏程度不同 即各地具不同的烈度 震中区破坏最严重 离震中越远破坏越轻 由于地表各处具有非均质性 破坏程度不一 等震线为不规则的同心圆 同一地震只有一个震级 烈度则随离震中或震源的距离而不同 地震等级 震级 震源深度震中距土壤和地质条件建筑物的性能地貌及地下水条件等 影响地震烈度的因素 本章内容 第二节地震波与地震仪 第一节地震的含义及有关地震描述术语 第三节地震的强度 第四节地震的分布 第六节地球的内部构造 第五节地震预报与预防 全球地震分布 全球地震分布三个主要的地震带 第四节地震的分布 环太平洋地震带地中海 印尼地震带大洋洋脊及大陆裂谷地震带 环太平洋及沿岸山脉带 全世界约80 的浅源地震 90 的中源地震和几乎全部深源地震都发生在这一带 地中海 印尼地震带 太平洋地震带外几乎其余的较大浅源地震和中源地震都发生在这一带 大洋洋脊及大陆裂谷带 浅源地震为主 全球地震分布与板块边界的关系 全球地震的绝大多数发生在板块边界 提供了地震释放总能量的95 板块内部的地震常常与古板块边界或造山带有关 板块俯冲与贝尼奥夫带 贝尼奥夫带 海沟开始向大陆方向深处倾斜延伸的地震震源深度面 是板块的汇聚边界 活动大陆边缘 浅震 中震 深震 岩石圈 软流圈 海沟 岛弧 1 邻近环太平洋地震带 东北 华北 华南 台湾 华东沿海为中 浅源地震 但东北有深源地震 华北为古老刚性地壳 不震则已 一震则大震 华南为较年轻破裂型地壳 能量不易集中 故大震极少 2 贺兰山 六盘山 龙门山 横断山地震带 纵贯我国中部 南北向延伸 是太平洋 欧亚 印度三大板块活动对陆内的影响 3 我国西部地震带 塔里木 昆仑山山缘 青藏高原为新构造强烈活动区 属地中海 印尼地震带多发生在盆地与高山的交接带 为中 浅源地震 震级较大 5 7级常见 我国地震的分布 中国地震震中分布图 本章内容 第二节地震波与地震仪 第一节地震的含义及有关地震描述术语 第三节地震的强度 第四节地震的分布 第六节地球的内部构造 第五节地震预报与预防 地震预报三要素 时间 地点 震级一 中长期预报1 根据地震活动规律预测1011 1076 活跃65年 1077 1289 平静212年 1290 1368 活跃78年 1369 1483 平静114年 1484 1730 活跃246年 1731 1811 平静80年 1812 现在 预计活跃200年 至2012年 规律 活跃期越来越长 平静期越来越短 2 地震地质调查预测确定地震危险地带 活断层带 第五节地震预报与预防 一 地震预报 二 短期预报地面变形测量 卫星激光距离测量 地应力测量 地球物理测量 热红外异常 地壳深部物质在震前产生微裂隙 放出气体 形成局部 温室效应 可用卫星红外遥感探测 地磁场 岩石的压磁效应出现的地磁场变化 电阻率 岩石承受力达到破坏所需力的一半时 产生裂隙 使体积增加 造成扩容 电阻率增加 地声 地光 地下水变化 水面变化 井水化学成分变化 泥砂上喷 动植物异常 竹林开花 鸡飞狗叫 鼠虫乱窜 地震规律 小震后有大震 大震后有余震 地震预测 卫星红外线遥感图 云南丽江县1996年2月3日7 0级地震震前49天成功预报 1975年 东北海城附近发生里氏7 3级地震 在地震发生前5小时 我国地震学家作出了成功预测 大约100万人被撤离家园 地震使海城的半数房屋倒塌 死亡仅数百人 时隔一年之后1976年 在唐山市发生了里氏7 8级的地震 但震前人们却没有得到任何警告 唐山市几乎被夷为平地 超过240 000人在这场灾难中丧生 地震预测 成功与失败 增加建筑物的防震强度 灌水 减小摩擦力 人为地释放岩石中受力积聚起来的能量 将大震变为许多不招致强烈破坏的小震 向可能引起地震的断裂活动带中注水 增加岩石的润滑性 减小岩块间的摩擦力 使断裂逐渐发生微小活动 逐步释放已积累的能量 第五节地震预报与预防 二 地震预防 本章内容 第二节地震波与地震仪 第一节地震的含义及有关地震描述术语 第三节地震的强度 第四节地震的分布 第六节地球的内部构造 第五节地震预报与预防 P波S波 目前为止 地球内部层圈结构主要是通过地震波了解到的 称为地震层析成像技术 地球内部结构与波速的变化 莫霍面 M面 全球地震波速不连续面 P波由7 6km s 玄武岩的波速 突然增大到8 1km s 橄榄岩的波速 平均深度33km 被视为地壳与地幔的分界 古登堡面 G面 2900km深度的地震波速不连续面 P波由13 6km s突然降低到8km s S波消失 被视为地幔与地核的分界 证实外核为液态 地壳 上地壳 花岗岩层 下地壳 玄武岩层 康拉德面 纵波速度由6km s突变为6 6km s 地幔 上地幔 下地幔 上下地幔界面 纵波速度由8 56 8 91km s突变为10 75 13 75km s 670km深处 岩石圈软流圈界面 从地表到地下70km 纵波速度持续上升 越过此界线 波速突降 地下约220km开始 波速又上升 70km 220km称为软流圈 地核 液态外核 固态内核 内外地核界面 纵波速度由10 36km s突变为11 03km s 且出现纵波转换的横波 5120km深处 厚度 平均33km 陆壳最厚达80km 青藏 洋壳平均7km 组成 陆壳为三大岩类 洋壳主要为玄武岩和橄榄岩 密度2 6 2 9 主要由硅酸盐矿物组成 构造 陆壳复杂 存在褶皱和断裂 洋壳简单 无褶皱 年龄 陆壳老 最老38亿年 洋壳新 最老2亿年 地球内部各层圈的成分 构造 一 地壳 厚度 2850km 体积是地球的82 3 质量是地球的67 8 组成 固体岩石 铁 镁硅酸盐矿物 根据陨石 深成岩 地震波和实验推测 结构 分三层 1 上地幔33 400km橄榄石结构2