震源机制解综述.docx

震源机制解综述
1、引言
地震学是一门以观测资料为基础的研究地震的成因及其规律已成为地震预报的一种重要手段，它的发展奠定了地震预报的物理基础。地震震源和地震波传播介质的各种参数在强震前的变化早就被当作地震预测的地震学前兆指标，随着地震预测的深入研究，以及我国“十五”台站数字化改造的完成，我们在进一步研究地震时空强分布特征的同时,加强对地震波的运动学和动力学特征的研究,从中提取震源，我们意识到加强对地震波的运动学和动力学的研究，从中提取震源信息，对增强地震预测的物理基础，提高地震预测的水平是十分必要的。
地震是地球内部物质运动的结果，这种运动反映在地壳上，使得地壳产生破裂，促成了断层的生成、发育和活动。地震前后的地形变测量和地震波的观测研究等结果确认，天然构造地震是地下岩层的突然错动引起的。发生错动的岩层可称为地震断层。断层活动诱发了地震，地震发生又促成了断层的生成与发育，因此地震与断层有密切联系。地壳中的断层密如织网。实际地震断层的几何形状可能很复杂，但对多数地震，特别是小地震，作为初级近似，总体上可将地震看成是沿一个平面断层发生的突然错动引起的。
2、前人对震源机制解的研究历程
地震震源处地球介质的运动方式。通常所说的震源机制是狭义的，即专指研究构造地震的机制而言。构造地震的机制是震源处介质的破裂和错动。震源机制研究的内容包括，确定地震断层面的方位和岩体的错动方向，研究震源处岩体的破裂和运动特征，以及这些特征和震源所辐射的地震波之间的关系。对地震震源的研究开始于20世纪初叶。1910年提出的弹性回跳理论，首次明确表述了地震断层成因的概念。在地震学的早期研究中，人们就已注意到P波到达时地面的初始振动有时是向上的,有时是向下的。20世纪的10～20年代，许多地震学者在日本和欧洲的部分地区几乎同时发现，同一次地震在不同地点的台站记录,所得的P波初动方向具有四象限分布。日本的中野广最早提出了震源的单力偶力系，第一次把断层的弹性回跳理论和P波初动的四象限分布联系起来。此后，本多弘吉又提出双力偶力系，事实证明它比单力偶力系更接近实际。美国的拜尔利(P.Byerly)发展了最初的震源机制求解法,1938年第一次利用P波初动求出完整的地震断层面解。
3、断层及断层面参数
3.1、断层参数及分类
地震断层通常用断层的走向φS、倾角δ和滑动角λ三个参数来描述（图2.1）。按目前国际上常用的描述方法，这些参数的定义是：
走向φS：断层面与水平面交线的方向，但此交线有两个方向，为唯一确定起见，按以下原则确定其中之一为断层的走向：人沿走向看去，断层上盘在右。走向用从正北顺时针量至走向方向的角度φS来表示，0º≤φS<360°。
倾角δ：断层面与水平面的夹角。0º<δ≤90°。
滑动角λ：在断层面上量度，从走向方向逆时针量至滑动方向的角度为正，顺时针量至滑动方向的角度为负。滑动方向指断层上盘相对于下盘的运动方向。-180<λ≤180°。
（仰角：力轴与水平面的夹角（小于90度）
方位角：力轴在水平面上的投影线与北方向之间的夹角
倾向：节面的上表面的法线在水平面上的投影线与北方向之间的夹角，顺时针量取。）
走向φS和倾角δ是断层的几何参数，二者规定了断层的产状；滑动角λ是断层的运动参数，由这一参数的具体数值，即可描述断层的各种运动类型（图2.2）。

有人用断层的倾向代替走向，倾向指下盘断层面向上的法线之水平投影的方向，倾向恒等于走向加90°。在地震学中，通常已较少用倾向描述地震断层。

按断层节面滑动角判定

图2.2滑动角λ取不同数值所描述的断层类型
3.2、断层面上的错动
断层滑动是时间和空间的函数，断层面上的错动主要是平行于断层面的剪切位错，描述这些错动的参数如下：
（1）地震矩：将地震看成断层面上的突然位错，则形成地震力矩，定义0M如下
（2）地震能量：TE
（3）应力降：σ∆
（4）破裂速度：v
3.3、震源模型
震源机制解（又称地震机理）是指震源区地震发生时的力学过程。鉴于地震机理的研究尚处于探索阶段，目前还属于推断性认识，一般采用各种震源模型进行解析，一种是点源模型，另一种是非点源模型。前者根据点源作用力的不同，又进一步划分为单力偶震源模型和双力偶震源模型；非点源模型也划分为有限移动震源模型和位错震源模型两种。以上震源模型，在分析求解后，提供两组力学参数，一组为断层面走向、倾向和倾角；另一组为最大主应力轴、最小主应力轴和中等主应力轴的方位和产状。根据我国境内150次地震震源机制解，P波初动符号资料确定结果表明，大多数主压应力轴（P轴）和主张应力轴都近水平（T轴），中等应力轴近于直立。地震学的震源理论证明，在均匀弹性介质中，若在一个小的平面断层上发生一个突然的纯剪切错动，则会产生地震波辐射，这样的剪切错动震源产生的远场地震波与在震源处