地质学家震源机制解入门

地痍震源机制解入门原机制解入门震发生在皿震发生在皿©前言甘本文的目的是帮助学生提高识别刪解释释““海滩球”图潘震学家推导的矩张量几何形形状的图形表示）的技能。笔者把有关获取矩：张量过程的大部分定量细节描述留给地震学#教程或文献中讲述。然而，笔者癞有关如何手工获得震源机制解阳曲小的一些知识典对学生彳很有用，因此整个过程并不具有多少仃多少黑箱艺术。文章末尾为想深入钻研计算震源碇淵机制解所使用的理论和方法的人列出了部分分注释文献。1什么是震源机制解以及为什I么构造地质学家应该了解它它们？震源机制解（占駅A是对由地震产生并井被许多测震台站记录到的地震波形分析的结店果。要生成合理的震源机制图，通常至少需少需要1吗个台就的波形记录，，而且要求这些台勺站在地理上要围绕震中分布良好。地震震源京机制的完整特征提供了许多重要信息，包括括发震时刻刻、震中位置、震源深度、地震矩地產矩薑孑个分量的空间取向。。而且根据矩张量，张量'我们最终还能揭示断层滑动的取向和含义。含义“这些关于地震的丰富信息显然能引起致力于力于活动构造研究的构造地质学家的兴趣。趣:通过沿断层面的摩擦滑动或非线性流动流动详细模拟地震的生成，，至少可以说，是亠件牛不平凡的事。断层本身就是该问题的一部勺■部分，因为在此系统内它包含了显著的间断勺间断（（连续介质的力学模型更容易构建，因为与分析非连续介质相比连续介质有相对简单的单的流变性）。幸运的是，地壳地震所产生能薑的辐射历射花样经常可以使用不明显涉及断层间断的更丸简单过程来模拟—双力偶或简单双偶。双奴力偶在数学上用三维寻个分薑的对称张薑尺T：（即矩张薑）描述。象应力和应变张薑，，可以川借助歼正交轴来描述矩张薑：慎：（表示压力，压缩轴山）、5（表示张力）和表示零轴）。对于一个具体的地震，这些轴的取向向和大小可由围绕震中分布的几个地震台站记录的数据来推算出。地质学家之所以对矩张:薑轴的取向感兴趣是因为发震断层面与届jF轴和5轴成琢3。；并含有N轴釦这是好消息。坏消息就是对于任何一肝个矩张量，有两个可能满足这些准则的平面。乩这两个平面称做节面，，它们相互垂直且相交相交于N#。其中的一个平面是断层面，另一「个平面叫做辅助面，没有结构意义。每个地个地这两个节面的哪个上面。这需要借助地质信质倍息来区分两碉能的断层面解。解」假如能区分出断层面和辅助面，那么震垃源机制解就能为构造地质学家提供断层面的旳取向、上盘滑动方向，以及地震涉及的断层断层第1第1期地质学家震源机制解入门67图2图3图2图3类型：走滑型、逆断型、正断型、斜断型。对于一个熟悉如何解释震源机制解（即“海滩球”图形）的构造地质学家来说，能在几秒之内获得所有这些信息。对主震一余震序列中一些震源机制解的分析可使我们绘制沿断层滑动的片区，评估地震序列期间是否不止一个断层产生地震。对地震震源机制更复杂的定量分析有时能识别出断层扩展的方向。2震源机制解海滩球的快速解释如图1所示，震源机制解海滩球图形是下半球赤平面投影，显示由两个互相垂直的大圆弧分成的两个黑色象限和两个白色象限。大圆弧代表节面，其中一个对应产生地震的断层面。将对应断层的大圆弧与海滩球图形外边缘的两个交点之间连一条直线来表示断层的走向。例如图1所示用虚线表示断层大圆与基圆的交线。与走向差90。为倾向，用从海滩球圆心画向大圆弧中点的黑粗箭头来表示倾向。走滑断层作用产生的震源机制解海滩球为独特的十字图案。图2a所示的海滩球有南北走向和西东走向的垂直辅助面。在地震发生的瞬间，P波穿过震源周围物质的运动使得黑色象限中的质点远离震源移动.而白色象限中的质点向震源方向运动（图2b）。图1这或许为沿东西走向断层的右旋滑动（图2c）所致，也或许为沿南北走向断层的左旋滑动（图2d）所致。这需要结合野外资料来区分这两个选项。那么普通人怎样记住如何去解释海滩球图中表示的沿特定断层面滑动的方向呢？使用图3的走滑机制，假如我们知道活动断层的走向为北东东（沿灰色直线），想象一下，我把自己放在其中一个白色象限上，朝辅助面的另