1.3 地震成因与地震类型
1.3.1 地震成因
地震是地壳能量的一次巨大释放,并常常伴随着新的地表(岩石)破裂和强烈的地面震动。因而早期的地震成因说倾向于断层破裂引起的“弹性回跳说”,进而追踪断层破裂和弹性回跳的能量起源,发现板块的构造运动和相互碰撞挤压是这种能量积累的原始动力,即“板块运动说”。其实两者并不矛盾,前者解释了某一次具体地震的局部机制,而
后者则揭示了全球所有构造地震的宏观动力背景。此外还有“岩体相变学说”,认为地震是由于地壳较小体积内岩体相变引起的体积变化所引起。
断层破裂学说认为岩层在大地构造应力作用下产生应变,积累了大量应变能,当应力超过了岩石强度极限时,在某些脆弱部位发生突然的断裂和错动,导致地震的发生。Reid(里德)根据
对1906年美国旧金山地震时SanAndreas(圣·
图16 弹性回跳理论示意图
安德列斯)断层两侧位移的实测数据提出了地震成因的“弹性回跳理论”,认为地震的发生,是由于地壳运动产生的能量在岩石中以弹性应变能的形式积累,地震发生时已经发生弹性变形的岩石向相反的方向整体回跳,恢复到未变形前的状
态,这就是所谓的“回跳”。这种弹跳可以产生惊人的速度和力量,把长期积蓄的能量瞬间释放出来,引起地面强烈震动,即地震。其示意图如图16所示。
1.3.2 地震类型
地震按其成因可分为天然地震和人工(为)地震两大类,具体又主要包括以下几种类型:①火山地震;②构造地震;③陷落地震;④诱发地震。
伴随火山喷发和岩浆猛烈冲出地面而引起的地震,叫做火山地震。由于地表或地下岩层因某种原因(例如溶洞塌陷)突然造成大规模陷落和崩塌引起的地面振动,叫做陷落地震。诱发地震是由于人工爆破、矿山开采、水库蓄水、深井注水等原因所引发的地震,一般指水库诱发地震,即由于水库蓄水改变了水文地质条件及地层的应力状态和岩土体物理力学性质而诱发岩层面或断层面活动引起的地震。我们通常所说的地震一般指的是构造地震,它是地壳运动产生的自然力推挤地壳岩层使其薄弱部位突然发生断裂错动引起的地震,是上述4种地震中最常见、破坏性最大的地震,占全部地震的90%以上,也是工程抗震研究的主要对象。近年来,随着一些巨型大坝的修建,水库诱发地震也受到广泛关注,如三峡大坝蓄水后,在其附近就监测到数以万计的震级较小的诱发地震。
地震根据震源的深浅不同又可分为浅源地震(震源深度d<60km)、中源地震(60≤
d<300km)和深源地震(d≥300km)三种类型。浅源地震约占地震总数的70%左右,
一年中全世界所有地震释放能量约85%来自浅源地震。浅源地震波及范围较小,但由于其距离地表较近,往往破坏程度较大。中源地震约占地震总数的25%,而深源地震仅占地震总数的5%左右。
根据震中距的大小,地震又可分为地方震(localearthquake)、近震和远震。震中距在100km以内的地震叫地方震;震中距在100~1000km之间的地震称为近震;震中距大
于1000km的地震为远震。