第七章-地震及地球内部构造课件.ppt

1、一、地震的基本概念一、地震的基本概念二、地震波与地震仪二、地震波与地震仪三、地震的强度三、地震的强度四、地震的分布四、地震的分布五、地震预报与预防五、地震预报与预防六、地球的内部构造六、地球的内部构造第七章第七章 地震及地球内部构造地震及地球内部构造 地震是地球内部介质局部发生地震是地球内部介质局部发生急剧急剧的的破裂破裂，产生地震波，从而在一定范围内引，产生地震波，从而在一定范围内引起起地面振动的现象。地面振动的现象。地震就地震就是是地球地球表层的快速表层的快速振动振动，在古，在古代又称为代又称为地动地动。它就象。它就象刮风刮风、下雨下雨、闪电闪电、山崩山崩、火山火山爆发一样，是地球上经常发

2、生爆发一样，是地球上经常发生的一种的一种自然现象自然现象。第七章第七章 地震及地球内部构造地震及地球内部构造震源震源地震波发源的地方；地震波发源的地方；震中震中地面上离震源最近的一点；地面上离震源最近的一点；震源深度震源深度震中到震源的距离；震中到震源的距离；第一节第一节 地震的基本概念地震的基本概念第一节第一节 地震的基本概念地震的基本概念第一节第一节 地震的基本概念地震的基本概念地裂地裂山崩山崩汶川唐家山堰塞湖汶川唐家山堰塞湖海啸海啸500万起万起少数数百起少数数百起第一节第一节 地震的基本概念地震的基本概念中国陕西中国陕西83万人万人第一节第一节 地震的基本概念地震的基本概念关于地震古老

3、的传说关于地震古老的传说北美洲：北美洲：土著人认为是一只硕大的乌龟在驮着地球。每当土著人认为是一只硕大的乌龟在驮着地球。每当这只脾气暴躁的乌龟跺脚的时候，就会发生一场巨大的这只脾气暴躁的乌龟跺脚的时候，就会发生一场巨大的地震。地震。西伯利亚：西伯利亚：人们认为地球是由一个大雪橇拉着的，一个叫人们认为地球是由一个大雪橇拉着的，一个叫图力的神驾驶着雪橇。问题是拉雪橇的狗身上有跳蚤。图力的神驾驶着雪橇。问题是拉雪橇的狗身上有跳蚤。当那些被跳蚤叮咬的雪橇狗停下来挠痒的时候，地球就当那些被跳蚤叮咬的雪橇狗停下来挠痒的时候，地球就会颤抖和摇晃起来。会颤抖和摇晃起来。西非西非：巨人抬着地球的一端，一座大山支

4、撑地球的另一端，：巨人抬着地球的一端，一座大山支撑地球的另一端，巨人的妻子高举天空，当巨人去看妻子时，地球震动。巨人的妻子高举天空，当巨人去看妻子时，地球震动。中美洲中美洲：四个神抬着地球的四个角。当地球变得太拥挤的：四个神抬着地球的四个角。当地球变得太拥挤的时候，摇晃一角警告世人。时候，摇晃一角警告世人。非洲的莫桑比克非洲的莫桑比克：地球感冒：地球感冒中国中国：地藏王转肩：地藏王转肩鲶鱼，入睡时地鲶鱼，入睡时地球平和安宁，醒来游动球平和安宁，醒来游动时地震发生时地震发生 地壳地壳运动运动第一节第一节 地震的基本概念地震的基本概念地震首先是作为一种自然灾害被认识到的地震首先是作为一种自然灾害被

5、认识到的 地震是短暂的，地震是短暂的，一瞬即逝一瞬即逝（一般不（一般不超过超过4分钟）。但一次大地震释放出大量分钟）。但一次大地震释放出大量的能量，并伴随有强烈的地面变形和断的能量，并伴随有强烈的地面变形和断层错动，在很短的时间内层错动，在很短的时间内造成巨大的灾造成巨大的灾害害。因此，地震首先作为自然灾害而引。因此，地震首先作为自然灾害而引起人们的重视。起人们的重视。第一节第一节 地震的基本概念地震的基本概念l强震强震：由震源传来的地震波使大地晃动。地基：由震源传来的地震波使大地晃动。地基的运动引起地面建筑摇动，强震是建筑破坏的的运动引起地面建筑摇动，强震是建筑破坏的重要原因之一。重要原因之

6、一。l土壤液化土壤液化：地震时将迫使饱和砂层液化地基：地震时将迫使饱和砂层液化地基的坚固性因液化而减低，使建在已液化地面上的坚固性因液化而减低，使建在已液化地面上的建筑变形并严重损坏的建筑变形并严重损坏l断裂断裂：当震中位于陆地上时，在地表会出现断：当震中位于陆地上时，在地表会出现断裂跨断层的建筑将受到严重破坏。所以，在裂跨断层的建筑将受到严重破坏。所以，在建筑施工前必须注意活断层的位置。建筑施工前必须注意活断层的位置。l海啸海啸：当震中在海里时，会发生海啸，并在地：当震中在海里时，会发生海啸，并在地震刚刚发生后袭击海岸。震刚刚发生后袭击海岸。第一节第一节 地震的基本概念地震的基本概念 l按成

7、因分类按成因分类l按震源深度分类按震源深度分类l按震中距分类按震中距分类l按地震强度（震级）分类按地震强度（震级）分类第一节第一节 地震的基本概念地震的基本概念构造地震构造地震：90以上以上火山地震火山地震：7。第一节第一节 地震的基本概念地震的基本概念陷落地震陷落地震3。第一节第一节 地震的基本概念地震的基本概念 浅源地震浅源地震 70Km 中源地震中源地震 70-300Km 深源地震深源地震 300Km第一节第一节 地震的基本概念地震的基本概念地震波与地震仪地震波与地震仪（一）地震波（一）地震波第二节第二节 地震波与地震仪地震波与地震仪l 目前用震级和烈度来示地震的强度。（一）地震的震级

8、震级震级微观微观宏观宏观第三节第三节 地震的强度地震的强度第三节第三节 地震的强度地震的强度第三节第三节 地震的强度地震的强度震级震级E（10-7J）震级震级E（10-7J）12.00*101366.31*102026.31*101472.00*102232.00*101686.31*102346.31*10178.53.55*102452.00*10198.91.41*1025烈度表烈度表 等震线等震线震级和烈度的关系震级和烈度的关系第三节第三节 地震的强度地震的强度第四节第四节 地震的分布地震的分布（一）环太平洋地震带（一）环太平洋地震带震源深震源深75第四节第四节 地震的分布地震的分布（

9、二）地中海印尼地震带（二）地中海印尼地震带浅震浅震为主为主第四节第四节 地震的分布地震的分布（三）海岭地震带（三）海岭地震带第四节第四节 地震的分布地震的分布西太平洋地震带西太平洋地震带地中海印尼地中海印尼地震带地震带全球大陆区地震最强，分布全球大陆区地震最强，分布最为集中的地区最为集中的地区 强震的分区性和成带性是中国大陆地震在强震的分区性和成带性是中国大陆地震在面上分布的基本特征面上分布的基本特征。第四节第四节 地震的分布地震的分布第四节第四节 地震的分布地震的分布第四节第四节 地震的分布地震的分布第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造项目数据km项目数据赤道半径6 378.140质量

10、5.9761027g两极半径6 356.755平均密度5.5g/cm3长短半径差21.375地球形态三轴不等旋转椭球体 梨形第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造 太阳系物质具有统一性，因而据陨石推断：1.石陨石 组成地球表层陨石 2.石铁陨石 组成地球的中间层 3.铁陨石 组成地球的核心第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造l研究地球内部构造的工具：研究地球内部构造的工具：l 地震波地震波l原理：原理：l 波在波在不同密度不同密度和和不同刚性程度不同刚性程度的的介质介质中的传播速度不一致。中的传播速度不一致。l 利用此利用此特性特性来研究地球内部的来研究地球内部的构构造和介质造和介质

11、情况。情况。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造地震波传播时，在某些深度处速度发生急剧某些深度处速度发生急剧变化，变化，称为不连续面。其中有两个变化最显著的不连续面一级不连续面一级不连续面。l1.莫霍面莫霍面地下平均地下平均3335km处（指大陆部处（指大陆部分）。分）。此不连续面以上，P波速为波速为67 km/s，以下，以下急增为急增为8.1km/s；S波由4.2km/s增到4.4km/s。此一级不连续面称莫霍面莫霍面。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造2.古登堡面古登堡面地下地下2900km处的地震波传播处的地震波传播不连续面不连续面

12、。纵波纵波速由13.64km/s突然降为8.1km/s，横波至此完全消失。横波至此完全消失。莫霍面和古登堡面，将地球内部分为莫霍面和古登堡面，将地球内部分为3个个圈层：地壳、地幔和地核。圈层：地壳、地幔和地核。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造康拉德面康拉德面地壳中地震波传播的次一级不连续面，海洋不明显或不存在。地壳（地壳（A A层）：被康氏面分为上下两层（层）：被康氏面分为上下两层（AA和和AA）。）。上层地壳（即上层地壳（即AA层）层）：以O、Si、Al及K、Na等为主，与花岗岩的成分相似，所以叫花岗花岗岩层岩层；此层又称为硅铝层硅铝层。厚：010km；山区、高原40km；平原10

13、km，海洋变薄甚至缺失海洋变薄甚至缺失第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造 下层地壳（即下层地壳（即AA）：以O、Si、Al为主，但MgMg、FeFe、CaCa等显著增加等显著增加,与玄武岩的成分相似,叫玄武岩层玄武岩层，又称硅镁层硅镁层。海洋：厚58km；大陆部分延伸至花岗岩层之下，可达30km，是一个连续圈层是一个连续圈层。平均密度平均密度2.92.93.0g/cm3.0g/cm3 3。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造（1）地幔概况）地幔概况l莫霍面以下到古登堡面以上的圈层。为从地壳底界2900km深度处。占 地 球 总 体 积 的 8 2 。物 质 密 度3.32g/cm

14、3.32g/cm3 3 5.7g/cm5.7g/cm3 3，在地幔下部接近地球的平均密度。压力随深度而增加。温度也随深度缓慢增加，下部约为下部约为30003000左右左右。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造 在约400km400km和约1000km1000km深处各有一个次一级次一级不连续面不连续面，即拜尔勒面拜尔勒面和雷波蒂面雷波蒂面，据此划分为B、C、D层。一般以1000km为界，把地幔分为上地幔上地幔和下地幔下地幔。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造上地幔上地幔 震波数值与在橄榄岩中实验所得数值相似橄榄岩层，橄榄岩层，又称榴辉岩层榴辉岩层。与地壳相比，SiO2减少减少，镁

15、铁增加镁铁增加。岩石圈岩石圈莫霍面以下上地幔顶部上地幔顶部，相当于固态的橄榄岩层橄榄岩层。通常把这一层加上地壳加上地壳（即A+B）合称为岩石圈岩石圈。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造古登堡低速层古登堡低速层软流圈软流圈60400km范围内，波速下降古登堡古登堡低速层低速层（相当B层）。一般认为该层有部分熔融，有较大的塑性或潜柔性软流圈软流圈。软流圈的深度、厚度和范围常随地而异。约约7001600，岩浆的主要发源地岩浆的主要发源地，地壳运地壳运动动、岩浆活动岩浆活动、火山活动火山活动及热对流热对流等皆可能与此层有关与此层有关。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造上地幔下部（上地幔

16、下部（C层）层）也有次一级不连续面，具体情况有待于继续探索。中、深源地震（最深可达中、深源地震（最深可达720km）的震源皆发生在上地幔中）的震源皆发生在上地幔中。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造下地幔（下地幔（D D层）层）物质密度较大，5g/cm5g/cm3 3，底界接近地球的平均密度；压力可达1.5101111Pa。由于纵波和横波都能在地幔通过，因此一般认为地幔呈固态存在地幔呈固态存在。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造（1）地核概况）地核概况 2900km的古登堡面以下古登堡面以下地心地心。因震波速度发生突然变化纵波速从13.32km/s13.32km/s下降到8.1

17、km/s8.1km/s，横波则消失横波则消失。表明组成物质的化学成分化学成分和物理性质物理性质等有了很大的变化。据地震纵波的变化，地核可分为：外核、过外核、过渡层和内核。渡层和内核。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造据推测，地核物质致密，9.79.713g/cm13g/cm3 3；压力达3.03.03.63.61011Pa1011Pa；温度为30003000，最高可能达50005000或稍高或稍高。外核外核由于只有P P波才能通过波才能通过，呈液态呈液态。过渡层和内核有过渡层和内核有S S波出现波出现，呈固态呈固态。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造1.地壳地壳 三大类岩石组成

18、三大类岩石组成 1.大陆型地壳陆壳陆壳地壳的类型地壳的类型 2.大洋型地壳洋壳洋壳第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造厚度较大厚度较大（3070km），），双层结双层结构构玄武岩层玄武岩层之上有之上有花岗岩层花岗岩层（表层的大部分地区有沉积岩层）。（表层的大部分地区有沉积岩层）。硅铝层浮在硅镁层之上，硅铝层浮在硅镁层之上，地表起伏地表起伏越大越大（高山、高原），莫霍面越深，（高山、高原），莫霍面越深，地壳越厚。地壳越厚。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造厚度较小厚度较小，最薄处最薄处5km，单层结单层结构构玄武岩层玄武岩层，其表层为海洋沉，其表层为海洋沉积层所覆盖。积层所覆盖。次

19、大陆型地壳次大陆型地壳陆壳、洋壳间的过渡型。地壳总特征地壳总特征地壳厚度的差异性地壳厚度的差异性和垂直结构及物质成分的不均匀性。垂直结构及物质成分的不均匀性。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造 由超基性岩类的岩石所组成。高温高压，由超基性岩类的岩石所组成。高温高压，形成密度大、体积小的矿物。形成密度大、体积小的矿物。橄榄岩层，橄榄岩层，又称又称榴辉岩层榴辉岩层。称为称为地幔岩。地幔岩。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造3.地核地核 很早认为地核是铁镍成分，相当于铁陨石很早认为地核是铁镍成分，相当于铁陨石的成分的成分铁镍地核说铁镍地核说。

20、后来有人认为组成地核的物质也是后来有人认为组成地核的物质也是硅酸盐硅酸盐，但在但在高温高压下高温高压下，原子结构受到破坏，成为具，原子结构受到破坏，成为具有有金属特性金属特性和和液体特性液体特性的物质的物质超固态。超固态。近来又提出了更新的看法：近来又提出了更新的看法：实验结果实验结果表明表明P波速度波速度相当于铁族金属相当于铁族金属，重新肯定了，重新肯定了铁镍地核铁镍地核说说。可能还存在一些。可能还存在一些硅硅、硫等较轻的元素。硫等较轻的元素。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造 地势地势的起伏同的起伏同莫霍面莫霍面的起伏呈的起伏呈镜像镜像关系。关系。第五节第五节 地球的内部构造地球的

21、内部构造 其其原理原理是，是，设想设想在在地幔内部地幔内部(很可能在很可能在软流圈内软流圈内)的某一的某一深度深度上可以找到一个上可以找到一个水水平面平面，称为，称为补偿基面补偿基面。在此面的。在此面的单位面单位面积上积上所承受的上覆岩块的所承受的上覆岩块的总重量都相同总重量都相同。即是以此补偿基面即是以此补偿基面为准为准，高山地区的，高山地区的地地势虽高势虽高，但其下部地幔的，但其下部地幔的厚度小厚度小；大洋；大洋地区的地区的地势虽低地势虽低，但其拥有的地幔，但其拥有的地幔厚度厚度大大，故两处岩块的，故两处岩块的总重量相等总重量相等，从而能，从而能保持保持重力均衡重力均衡。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造 这种这种均衡均衡总是总是暂时的暂时的和和相对的相对的。因为高处。因为高处易易剥蚀剥蚀，低处，低处被填平被填平，以及，以及构造运动构造运动等因素都等因素都可能可能打破打破这种平衡这种平衡。第五节第五节 地球的内部构造地球的内部构造1.地球内部又有哪些圈层？内部圈层主要是依据什么来划分的？2.地球内部有几个一级划分界面，其名称叫什么？3.陆壳与洋壳有何差别？