第1章地震基本知识

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1地震基本知识杨沈中国建筑科学研究院抗震所 2009年11月

目录1.1地球的构造 1.2地震的类型与成因 1.3地震序列 1.4地震分布 1.5地震波与传播 1.6地震震级、震源与震中 1.7地震烈度 1.8地震灾害 1.9建筑震害的程度划分

地震概况1地震自然现象；与地球演化同在；无法避免。

2世界地震全世界每年发生地震大约500万次。很小的地震，约占地震总数的99%;有感地震(3级左右)约占总数的1%,约5万次。5级以上地震(破坏性地震)平均每年发生约 1000次；7级以上强震平均每年18次；8级以上大震每年发生1~2次。

3我国地震我国大陆地震约占世界大陆地震的三分之一；上世纪以来全球大陆7级以上的强震，我国约占35%。我国地震活动频度高、强度大、分布广。

1.1地球的构造1几何形状几何形状和尺寸；地球演化。

2内部由性质不同的三个层构成最外面是很薄的地壳(平均厚度是30km),中间是很厚的地幔(厚2900km),最里面是地核(半径为3500km)。

3各层物理性质组成的物质、比重、温度等。由外向内依次为沉积层、花岗岩层、玄武岩层；粘弹性橄榄岩层；镍和铁层。平均比重约为5.5g/cm3。地下 20km深处温度大约600℃,地幔上部(地下 700km左右)温度约2000℃,地核内部温度可达4000~5000℃。

地球构造示意图

中国位于巨大的欧亚地震带上

中国中国

1.2地震的类型与成因1.2.1地震的类型 1.2.2地震的成因

1.2.1地震的类型(1)按形成原因分为四类：(1)构造地震：在构造应力场作用下，岩层突然错动而发生的地震。世界上震级大破坏严重的地震都属这一类。 (2)火山地震：火山口地下岩浆的膨胀和收缩，岩浆的运移、流动和冲击，火山喷出的可燃气体的爆炸，以及岩浆喷发后火山底部岩层的崩塌等现象所引起的地震。火山地震能量小，主要分布在火山活动带附近。 (3)冲击地震：由地下矿井和洞穴顶部的塌陷，地层的陷落和滑动，巨大的山崩和滑坡等现象所引起的地震。由于震源浅，能量小，影响范围也小。 (4)诱发地震：由于人类活动导致地壳内应力应变积累的释放而引起的地震，实质上是一种构造地震。大型水库蓄水，深井注水，大型矿山等工业爆破，以及地下核爆炸试验等都可能触发地震。诱发地震的最大震级不超过6.5级。

1.2.1地震的类型(2)按震中距的大小，地震可分为地方震(震中距△<100km)、近震(100km≤△≤1000km)和远震(△>1000km)。按震级大小，我国把地震分为6个

级别：小地震 (震级M<3)、有感地震(3≤M≤4.5)、中强地震 (4.5<M<6)、强烈地震(6≤M<7)、大地震 (7≤M<8)和特大地震(M≥8)。按震源深度，地震可分为浅源地震(深度 h≤60km)、中源地震(60km<h≤300km)和深源地震(300km<h<700km)。

1.2.2地震的成因(1)断层成因说：构造地震的直接原因是岩层的破裂。多数地震是因已有断层的重新错动，少数是新断裂的产生造成的。 (2)岩浆说：岩浆说认为高温岩浆的流动和冲击给围岩施加热应力，使岩层急剧增温并强烈变形，引起地震。 (3)相变说：相变说认为当地下的温度和压力达到一定临界值时，岩石中矿物结晶状态可能发生突变，从而使岩石的体积也发生突变(膨胀或收缩),这样就引起地震。此学说现已放弃

地震弹性回跳学说示意图已有断层

1.断层两侧的未变形岩石

2.因板块运动，断层两侧岩石变形

3.两侧岩石沿断层突然错动，并回跳到未变形状态

目前地震预测处于初期的科学探索阶段地震预测究竟难在哪里? (1)地球内部的“不可入性”。目前，人类还不能深入到处在高温高压状态的地球内部设置台站、安装观测仪器，对震源直接进行观测。 (2)大地震的“非频发性”。迄今对大地震震前现象(前兆)的研究仍然处于对各个震例进行总结研究阶段，缺乏建立地震发生的理论所必需的切实可靠的经验规律，而经验规律的总结概括以及理论的建立验证都由于大地震是一种稀少的“非频发”事件而受到限制。 (3)地震物理过程的复杂性。地震发生于极为复杂的地质环境。地震前兆出现的复杂性和多变性可能与地震震源区地质环境的复杂性以及地震过程的高度非线性、复杂性密切相关。

海城地震成功预报

活动断裂带上易发生地震部位(1)活动断裂带曲折最为突出的部位 (简称拐弯处或拐点),往往是震中所在地点。 (2)活动断裂带的两头(简称端点),有时是震中往返跳动的地点。 (3)一条活动断裂带和另一条活动断裂带交叉的地方(简称交叉点),往往是震中所在的地点。

1.3地震序列根据强烈地震中前震、主震和余震的分布特点，地震序列大体可分为三个基本类型： (1)主震型：主震震级显得很突出，且有很多余震，但其中与主震震级相近的地震很少。主震释放的地震能量占全序列的90~95%(如1975年海城地震、1976年唐山地震)。 (2)震群型：地震能量主要是通过多次震级相近的地震释放出来，没有突出的主震。最大地震在全序列中所占能量比例一般均小于80%。震群型地震的特点是地震频度高，能量的释放有明显的起伏，衰减速度慢，活动的持续时间长。 (3)孤立型：或称单发性地震。其显著特点

是前震和余震都很少，且与主震震级相差很大。地震能量基本上通过主震一次性释放出来。前震余震的能量总和通常不到主震的0.1%(如1668年山东莒县-临沂地震)。

汶川地震余震序列图(5级以上)

1.4地震分布(1)地震在时间和空间上的分布都很不均匀。地震活动有间歇性。地震活动较为活跃的时期，称为地震活动期。地震活动微弱的时期，称为地震平静期。地震活动期间隔大约 100~200年左右。在每个地震活动期内又可分出地震更为集中的时间段，称为地震活跃幕。在地震活跃幕之间是地震平静幕。各地震活跃幕的间隔大约10~20年左右。

全球地震分布和板块运动示意图

1.4地震分布(2)全球地震主要分布在几条狭长的地震带内。大的地震带有： (1)环太平洋地震带：沿南北美洲西海岸，从阿拉斯加经阿留申到堪察加，转向西南沿千岛群岛至日本列岛，然后分成两支，一支向南经马里亚纳至伊里安，另一支向西南经我国台湾省、菲律宾、印度尼西亚至伊里安，两支在此汇合后经所罗门至新西兰。此带的地震活动性最强，频度高，能量大，震源深，其释放的能量占全球地震释放总能量的75%以上。 (2)地中海—南亚地震带(欧亚地震带):西起大西洋亚速岛，经地中海、希腊、土耳其、印度北部、我国西部和西南地区，过缅甸至印度尼西亚与太平洋地震带相遇。它由西向东跨欧亚大陆，总长约15000km。此带的地震活动性仅次于环太平洋地震带，以浅震为主，有少量中、深源地震。地震释放的能量约占全球地震释放总能量的15~20%。 (3)海岭地震带：沿着大西洋、印度洋、太平洋东侧和北冰洋的主要海底山脉 (海岭)分布。此地震带的特点是宽度窄，地震发生的频度低，震源浅(不超过 30km),能量小，且常以震群形式出现。 (4)大陆裂谷系地震带：由一些区域性大断裂所组成，常表现为地堑系。如东非裂谷、红海地堑、亚丁湾、死海、贝加尔湖、莱茵地堑以及我国华北、东北裂谷系均属此类地震带。裂谷系的地震活动也相对较强，均为发生在地壳范围内的浅震。

我国受印度板块和太平洋板块推挤，地震活动强烈

欧亚板块

印度板块

太平洋板块

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