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第一章：地震学研究的范围和历史1.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2.从研究方法角度划分学科，地震学属于应用物理类课程，而不是地质类课程。3.古代日本认为地震是由“鲶鱼”引起的；古印度：大象；蒙古：青蛙；美洲印第安人：乌龟4.1966年河北邢台大地震；1971年成立国家地震局第二章：地震波1.地震波分为体波（横波【S波】、纵波【P波】）和面波（瑞利波、洛夫波）横波：质点振动方向与波的传播方向垂直，与体变相应纵波：质点振动方向与波的传播方向平行，与切变相应在固体中可传播横波、纵波液体、气体中因剪切效应只能传播纵波2.P波与S波的主要差异：（1）VpVs,Vp=√3Vs（2）P波和S波的质点振动方向相互垂直（3）一般情况，P波垂直分量较强，S波水平分量较强（4）S波低频成分丰富（5）天然地震震源破裂以剪切破裂和错动为主，故S波能量比P波强（6）根据质点有无转动和体积变化，P波：无转动，体积变，无旋波；S波：有转动，无体积变化，无散的等容波3、面波：沿地球表面传播，在与界面相垂直的方向上，波动的振幅急剧衰减Rayleighwave：质点运动轨迹为逆进的椭圆，地面振幅最大Lovewave：横波，介质至少2层，上层vs小地震记录中，一般振幅比体波大面波的能量被捕获在表面才能沿着或近地表传播，在伦敦的圣保罗大教堂耳语长廊或中国天坛回音壁的墙面上捕获的声波就是面波。其他：地球的自由振荡脉动4.一般到序：杂波、P波、S波、勒夫面波、瑞利面波、地震尾波第三章地震波的传播理论1.费马原理：震动由介质中的一点传播到另一点时，她所经过的途径会使其传播时间为一稳定值（最大、最小、拐点）地震学中的Fermat定理：地震波在介质中传播的路径为走时最小的路径。2.Snell定律的证明与应用（证明详见作业题）3.体波震相近震直达波：Pg、Sg经莫霍面反射：PmS、PmP、SmP、SmS经莫霍面首波：Pn、Sn远震P、S：从震源发出、向地球内部传播p、s：由震源向地表传播（向上）c：地核界面的反射i：内核界面的反射K：通过外核的纵波I：通过内核的P波J：通过内核的S波4.走时曲线中：P波S波和所有其它相关体波的走时曲线的斜率随震中距的增大而减小，这是由于随着震中距的增大，P波S波传播速度增大，震相斜率（走时曲线斜率）减小，图像变缓。图中R和L波的走时曲线为直线，斜率不随震中距变化而变化，说明它们在传播过程中，速度是恒定的，根据地震波的速度随深度增加而增加，所以这些波是沿着某些地层（表面层）传播的。第四章：地球内部的结构1.1522年9月6日麦哲伦船队完成人类历史上第一次环球航行2.1909年发现莫霍界面3.有关地壳的研究是用面波研究的（因为面波经过地壳）地幔可以流动，但由于地幔可以传播S（剪切）波，地震学中通常视地幔为固体。4.奥尔德姆于1906年发现地核（最早），1914年古登堡首次估计出地核深度为2900km5.1936年英格.莱曼首次发现地球内核6.地球内部的圈层结构：地壳、上下地幔、内外地核壳幔边界：地下30-60km，P波速度增大，莫霍界面幔核边界：2900km处，古登堡界面，P波速度减小，S波因不能通过而恒为0内外核分界面：5000km，莱曼边界，S波出现，P波速度明显跳跃第五章：地震机制1.错动（即地球深层构造力造成地球外层大规模变形）是地震的根源2.岩石破裂：断层和结合结合：破裂面的两边未发生相互移动。断层：破裂面的两边发生相互移动。断层开始滑动的地方即震源。3.断层相关的术语断层上盘：位于断层面之上。断层下盘：位于断层面之下。倾角：断层面与地球表面的夹角，范围0°~90°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；范围为：0°~360°。滑移：断层的上盘相对于下盘滑动的方向。4.断层的类型：取决于断层的滑移方向正断层：上盘相对于下盘向下滑动。逆断层：上盘相对于下盘向上滑动。走滑断层：两盘只在水平方向上发生相对滑动。站在断层的一侧看，如果另一侧向左移动，即为左旋走滑，如果向右则为右旋走滑。斜滑断层：水平和垂直方向上都发生移动应力和断层断层面上，应力超过其摩擦力时断层发生滑动最大－正断层三种主应力作用在断层上（→↓←）。如果垂直压应力最小－逆断层中等－走滑断层5.判断方向：走向：上盘在正右方，你所面对的方向为走向滑移方向：断层上盘相对于下盘滑动方向走滑断层：站在一侧看另一侧往哪边走·6（了解）.弹性回跳模型由于构造板块之间的相对运动，锁住的断层受到应力的作用，断层附近的介质发生变形，并蓄积着应变能。较弱的地方开始发生微破裂（地震前兆），当应力超过一定的限度时，断层开始破裂并释放应力。这就是主地震。当断层周围的介质释放储藏的弹性能的时候，断层介质作断裂回跳，到达新的平衡点。弹性回跳不是一次性全面完成的，未完成回跳的地方应力继续增加。陆续完成的回跳和调整形成一系列余震。7.地震效率=地震波能量/地震能=7.5%-15%（20%），因为大部分应变能转化为克服摩擦力的热能8.震源球和“沙滩球”示意图正断层作用：中间为白色；弧度大的一侧为断层面；正断层因为与重力一起作用，断面陡逆断层作用：中间为黑色；弧度小的一侧为断层面；逆断层因与重力作用方向相反，断面缓走滑断层：黑白等分9.最古老海洋地壳年龄2亿年板块边界分为：扩散边界（正断层，洋中脊）汇聚边界（逆断层，海沟）走滑断层（转换带，转换断层）10.大约全球80%的浅震，90%的中原地震以及全部深震都集中在环太平洋地震带上。11.不同类型的地震构造地震占90%（92%发生在地壳中，其余发生在地幔上部，下地幔因高温高压而处于熔融状态，无地震）火山地震占7%，陷落地震占3%第六章：地震仪及地震基本参数的测定1.张衡的侯风地动仪不是真正的地动仪，只能是验震器，实际只能测定发生地震的大致方向（比如正东、正西），并不能确定发震地点，更不能预报地震。利用的是杠杆原理。2.现代地震仪利用了悬挂重物保持静止的惯性记录地震位移，底下的尤因板均匀转动，记录下的曲线叫地震图或地震记录。地表振动方向分：东西，南北，上下（相当于XYZ轴，右手定则），同时记录三个分量可测出震源位置。3.地震台：山脚下，基岩；天文台旁，为获取准确时间（很久以前）4.鹫峰地震台：1930年建立5.地震定位：震中误差10km，震源深度误差20km6.三角测量法测震中（3个地震台不能在一条直线上）确定震中的方法：①三点法：三个地震台ABC分别记录S波，P波到达的时间，用Si/Vs-Si/Vp=Δ算出地震台的震中距Si，以A、B、C为圆心Si为半径作圆，三圆交点即震中。②用P波到达时间ti估算：半径Ri=VP(ti-t0)，用不同的t0多次调整，使三圆交于一点即可。③单台三分量确定震源和震中：东西、南北二分量确定震中方向，用S波、P波时间差确定震中距；东西、南北分量的和与三分量的和夹角β确定震源方向，结合震中距确定震源位置。7.震级：震幅测量的精确度为一微米，千分之一毫米，选择距震中100km为标准，1cm则震级为4里氏震级的计算：ML=lgA(A为震幅)，但对于特大型地震，里氏系列因达到上限而不能媒体用错的里氏其实是面波震级Ms，面波震级不能用于深源地震，因为深源地震不能有效激发面波第七章：地震预报1.三要素：时间、地点、强度2.地震预警系统：一、科学原理（△t=ts-tp）①电磁波波速大于地震波波速②地震波分为纵波、横波、面波PS面波，所以，在S波或面波到来前就有可能发出预警二、预警效果与震中距的关系1.震中距很小的时候，时间来不及，成为盲区2．在适当的震中距范围内，效果明显3.当震中距很大时，无预警必要第八章：宏观地震学1.震级与能量的关系：LogE=11.8+1.5M（E为能量，单位为尔格，1尔格=10-7J）震级每相差1级，能量相差约32倍震级每相差2级，能量相差约1000倍1个6级地震相当于2万吨级原子弹（即1颗广岛原子弹）汶川地震相当于1100颗广岛原子弹2.基本烈度：一个地区未来50年内一般场地条件下可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈度，相当于475年一遇的最大地震烈度。3．建筑受损情况低矮建筑：近震、体波高层建筑：远震、面波面波比体波：衰减慢、振幅大、周期长、传播远，建筑物破坏主要由面波造成4.对于某次地震，不同地区震级相同，烈度可能不同5.盆地效应、盆地边缘效应松软的沉积土比基岩跟容易受损基岩上地震动幅值小、持续短、震害轻淤泥和填充地则放大地震波，像震动地果冻碗一样受地震影响：上海北京西南北京东北5、烈度表：7度（日本）、10度、12度（我国，普遍）第九章：勘探地震学1.问题：月震是否会出现汶川地震那样的规模？答：不会，因为月球上无板块构造。2.石油勘探的三大类方法：地质法、地球物理方法（物探）以及钻探法在物探法中，地震勘探由于其精度高，分辨率高，探测深度大而应用最为广泛，占97%钻探法不能广泛应用的原因：成本高3.勘探地震学的勘探范围远小于天然地震学4.反射波的时距关系：（课上给出一道例题）1.水平双层介质的时距关系2.倾斜地层的时距关系