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地震成因(一)

[日期:2014-09-15]    [字体: ]

地球内部物质随深度处于不同的压力、温度条件下,物理状态和性质不同,因此发生地震的物理机制可能不尽相同。

 

断层说

地壳主要由固态的各类岩石组成,因构造运动积累的应力达到岩石的破裂强度,岩石突然破裂,瞬间释放出积累的应变能,造成地震。这是目前对构造地震,特别是浅源地震成因的共识。岩石破裂产生地壳中的断层,一些强震后的巨大地表破裂是直观的证据,也为高温高压岩石实验所证实。地震活动资料分析表明,已经活动过的断层还可能出现多次破裂。

 

`弹性回跳模型

1910年美国地质学家里德(H.F.Reid)提出,根据1906年美国旧金山8.3级地震沿圣安德列斯断裂带产生的大规模破裂带,以及震前、震后长达50多年的跨断裂的形变实测资料分析,认为在地震前,弹性应变能在岩石中长期积累,使断裂两侧的岩块产生相对位移和变形,当超过岩石所能承受的变形极限时,岩体发生破裂和错动而形成地震,同时破裂面两侧岩石向弹性应变减小的状态发生回跳。根据该模型,可以估计即使断裂穿透地壳,最大震级上限为9.5级。

弹性回跳是浅源地震成因的主要模型。

 

 

跨圣安德烈斯断层的篱笆当断裂弹性回跳时造成的结果。(a)篱笆垂直穿过断层,地震前未发生形变。(b)构造力作用下横过断层的篱笆发生弯曲,两侧向相反方向移动;(c)在应变最大处发生破裂,

 

断裂粘滑模型

考虑到地下深处的高温高压环境,1966年布雷斯(W.F.Brace)和拜利(J.D.Byerlee)提出,由于高温高压下摩擦阻力的不均匀和在滑动过程中的变化,出现动态不稳定。当闭锁的断层面产生滑动时突然释放能量,生成地震,继而闭锁,如此反复,断裂的破裂过程表现为断续地滑动和粘结交替运行,为实验证实。这个模型可以解释部分浅源地震和板块俯冲带的中源地震。

 

 

岩浆说

岩石在高温下熔融,体积膨胀挤压围岩,导致岩石破裂产生地震,此时能量主要来源于热能。这种假说可以解释点源型地震,例如深源地震或火山地震。另外火山中岩浆的冲击也可能造成火山地震。

 

相变说

    在高温高压条件下,岩石的结晶状态可能发生突变,体积随之突然变化,称为相变。大范围的相变会释放巨大的结晶能,从而产生地震,这种假设可能解释某些深源地震。

 

 

 

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