《eismic天然地震》PPT课件

天然地震,1.基本概念,震源：地球内部发生地震而破裂的地方。在理论上将它抽象为一个点，实际上是一个区域。震源深度：将震源看做一点，作点到地面的垂直距离h震中：震源在地面上的垂直投影，与震中相对的地球直径的另一端称为对震中。极震区：地震发生时地面上受破坏最严重的地区。由于地表局部地质条件的影响，极震区不一定是震中区。震中距离：在地面上，从震中到观测点的距离，用字母表示,1.基本概念,地震的分类按成因分类构造地震，火山地震，陷落地震按震源深度分类浅源地震，中源地震，深源地震按震中距离分类地方震，近震，远震按地震强度分类弱震，有感地震，中强震，强震,1.基本概念,地震的地理分布太平洋地震带阿尔卑斯喜马拉雅山地震带其他地震带地震活动性与板块构造海沟岛弧地区海脊及转换断层的地震大陆内部的地震,2.地震理论基础,假设前提：地球介质是均匀的、连续的、各向同性的和完全弹性的。应力体力，面力应变线应变，切应变，体应变,2.地震理论基础,杨氏模量体积模量切变模量（刚性系数）泊松比,2.地震理论基础,波动方程及地震体波,对连续介质内部一个质元P，作微小扰动，应用牛二定律,2.地震理论基础,对上式作散度计算,对上式作旋度计算,为矢量位函数,为标量位函数,横波方程,纵波方程,2.地震理论基础,横波方程的标准形式,纵波方程的标准形式,式中，纵波波速,式中，横波波速,3.地震波的反射和折射,假设条件：地球表面是自由表面，表面下为半空间或层状半空间介质，台站接收的是平面波。,平面波在自由表面的反射,L为P波传播方向，N垂直于LS波分解为SV和SH波，SV沿N方向，SH垂直入射面,3.地震波的反射和折射,平面波在平界面的反射和折射,3.地震波的反射和折射,波在传播过程中满足斯奈尔（Snell）定律,纵波垂直入射（i0）时，反射系数：,3.地震波的反射和折射,近震射线及走时理论,前提条件：近震（1000km）范围内，将地球及内部界面看成平面,3.地震波的反射和折射,直达波的走时方程：,3.地震波的反射和折射,直达波的走时方程：,3.地震波的反射和折射,首波的形成：在界面上入射角达到全反射时的地震波。,3.地震波的反射和折射,首波走时方程,3.地震波的反射和折射,当时，震中距时首波出现的最小距离，当时，首波不出现,直达波与首波相交于一点，其右边直达波先于首波，左边相反,时，震中距为,4.地震面波,地震面波：地震体波在界面附近的一种次生波。特点：能量集中在界面附近，沿界面传播，振幅随深度的增加迅速衰减。分类瑞利面波（RayleighWaves）勒夫波（LoveWaves）,4.地震面波,自由表面的瑞雷面波（）自由表面：表面应力为零的界面，地表可以看作时自由表面。,瑞雷面波质元的垂直位移比水平位移超前,4.地震面波,勒夫面波（）层状介质，SH型的横面波具有频散特性形成条件：,4.地震面波,面波的频散特性一列面波中，不同的频率具有不同的传播速度。同时具有群速度和相速度。,群速度波的能量的传播速度,相速度,5.地震波和地球内部构造,5.地震波和地球内部构造,布伦模型将地球内部分为七层：地壳：刚硬的地球上层（A层）地幔：地壳之下，分为上地幔（B层和C层），下地幔（D层和D“层）地核：分外核（E层），过渡层（F层），内核（G层）,5.地震波和地球内部构造,“初步参考地球模型”（杰旺斯基和安德森1981）海洋层上部和下部地壳低速带上面的顶盖区域（LID）低速带（LV2）在低速带和400km深处间断面之间的区域在400km和600km间断面之间的区域的过渡带下地核外核内核,5.地震波和地球内部构造,地壳和地核地壳底面：具有全球型，称为“莫霍界面”或“M界面”莫霍面是一个速度密度突变面一级间断面一定厚度的M界面速度梯度过渡层一组高速与低速的组合薄层,5.地震波和地球内部构造,地幔和地核上地幔：软流层，又称软流（asthenosphere）横波速度降低，导电性增高，黏性较小塑性较大。下地幔：Vp增加2900km处，存在另一个一级地震界面，即地幔地核界面，Vp跳跃式降低外核：Vp逐渐增加，在下层又减低内核：Vp增加横波不能传入深于2900km的地核,5.地震波和地球内部构造,Q值：一周期中质元所耗损的能量与原有能量的比值。,或,6.测定震源参数,图中（a）表示无应力状态（b）表示岩块受到应力作用产生形变，岩块之间引起相对位移（c）应力超过阻力，岩块滑动或破裂而形成断层。断层面两边的岩块又回到新的无应力状态,6.测定震源参数,（a）为单力情况（b）箭头前面的介质受压缩，后面的介质膨胀。初始压缩波和膨胀波的分界面成为节面（c）断层震源，相当于双力偶模型,7.人工地震的基本方法,反射波法共反射点（共深度点）时距曲线折射波法,7.人工地震的基本方法,水平界面反射波时距曲线（走时曲线）,两层介质,多层介质,其中：,7.人工地震的基本方法,7.人工地震的基本方法,应用二项式展开，略去高次项,其中：,7.人工地震的基本方法,利用平均速度的假相均匀介质代替多层介质,7.人工地震的基本方法,倾斜界面反射波时距曲线,反射波时距方程,其中：,7.人工地震的基本方法,水平界面的共反射点时距曲线,1.共反射点A2.共中心点M3.叠加道S4.旅行时间t5.共反射点道集,7.人工地震的基本方法,共反射点时距曲线的时距方程：,7.人工地震的基本方法,X为炮检距,定义同一个反射波在两个观测点上测得的时间差,在x1点为激发点的特殊情况下，成为正常时差,正常时差和动校正、剩余时差,7.人工地震的基本方法,共反射点时距曲线是双曲线水平界面下，只有自激自收处的代表法线深度。将其他观测点观测到的反射波旅行时间减去正常时差（动校正），将动较之后的信号叠加得到自激自收数据多次反射波、倾斜层、绕射波及其他特殊波，动较后仍有时差，称为剩余时差,7.人工地震的基本方法,折射波法,水平界面的折射波时距曲线,时距曲线为直线，斜率为,时距曲线的截距为,7.人工地震的基本方法,2.倾斜界面的折射波时距曲线,7.人工地震的基本方法,2.倾斜界面的折射波时距曲线,可以求得炮点或接收点的垂直深度,7.人工地震的基本方法,求得从而确定折射界面的产状及下层速度,8.地震探测的野外工作方法,测线布置和观测系统,1.时距平面法,8.地震探测的野外工作方法,1.时距平面法,在每一排列的两端进行激发，得到许多成对的时距曲线，称为相遇时距曲线O1和O2，O2和O3等称为互换点，利用它们的时间等值性，识别来自统一界面的波和连接其时距曲线,8.地震探测的野外工作方法,2.综合平面法,综合平面图上每段粗线在测线上的投影正是所勘探的界面的长度，称覆盖长度覆盖是指对界面采样（观测），每个点只采样一次，称为常规或单次覆盖，多次采样，则称为多次覆盖,8.地震探测的野外工作方法,反射波观测系统,1.简单连续观测系统,能保证连续追踪优点：有效波之间的干涉较小，并在深层折射波的盲区之内缺点：面波在干扰区工作,8.地震探测的野外工作方法,反射波观测系统,2.间隔连续观测系统,避开激发点附近强大的声波和面波干扰，在纵测线上把激发点布置到距最近的接收点相当远的地方（偏离距）,8.地震探测的野外工作方法,反射波观测系统,3.多次覆盖观测系统,8.地震探测的野外工作方法,折射波观测系统,相遇时距曲线系统,两支相遇时距曲线所反映的界面必须重复覆盖，且却是来相同的速度界面,8.地震探测的野外工作方法,折射波观测系统,追逐时距曲线系统,在同一接收段的同测不同的激发点分别放炮得到两条时距曲线。同一界面