[科普中國(guó)]-地震源

概念

地震源是指能產(chǎn)生地表或地下振動(dòng)的能源。它是具有一定大小的區(qū)域，此區(qū)域稱(chēng)為震源區(qū)或震源體。它是地震能量積聚和釋放的地方。震源在地球表面上的垂直投影，叫震中。人為因素引起的地震的震源稱(chēng)人工地震源，如人工爆破（炸藥爆破，核彈試驗(yàn)）等。1

震源深度震源垂直向上到地表的距離是震源深度。根據(jù)震源深度不同，地震可分為淺震、中深震、深震。把地震發(fā)生在60公里以?xún)?nèi)的稱(chēng)為淺源地震；60~300公里為中源地震；300公里以上為深源地震。目前有記錄的最深震源達(dá)720公里。2

特征通常來(lái)說(shuō)，震級(jí)愈高，破壞就愈嚴(yán)重，但震源深淺也對(duì)破壞程度起關(guān)鍵作用。震源淺，影響面積會(huì)小些，但在受影響范圍內(nèi)的強(qiáng)度就極大；震源深，影響面積會(huì)較大，但造成的破壞卻相對(duì)較少。而震中部位受地震力影響最大，破壞性最大。2

分類(lèi)地震源根據(jù)形成原因可分為天然地震源和人工地震源這兩類(lèi)。

天然地震源天然地震源如地球內(nèi)部急劇運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、巖石斷裂等，以及波浪、風(fēng)、雨、瀑布等。1

人工地震源人工地震源是指炸藥工程爆破、核爆炸、機(jī)械振動(dòng)和進(jìn)行地震勘探所用的震源等。在人工地震源勘探中又可分為炸藥震源和非炸藥震源這兩類(lèi)。3

炸藥震源

地震勘探工作中，多年以來(lái)一直采用各種炸藥作為震源，其中效果較好的是三硝基甲苯，即TNT炸藥，它具有強(qiáng)大的爆炸能力，安全性能好。也可采用硝銨炸藥，其安全性能更好，但其它性能比前者差。炸藥震源有寬廣的頻譜，適于高頻(大于80周/秒)、中頻(15~80周/秒)、低頻(6一15周/1))的地震勘探。它的能量并不能全部用在地震勘探所需要的有效波上，大部分消耗會(huì)使周?chē)橘|(zhì)破碎或形成永久形變，部分可則作為地震干擾。在干燥疏松巖石中爆炸時(shí)，有效能量更低；只有在水或含水的可塑性介質(zhì)中爆炸時(shí)，才能得到良好的地震效果。近年出現(xiàn)的非炸藥震源正逐步地代替炸藥震源。在海洋、河湖中的地震勘探，已呈現(xiàn)不可阻擋的趨勢(shì)。3

非炸藥震源

非炸藥震源是指地震勘探中不用炸藥激發(fā)地震波的震源。它包括落重法，氣槍震源、電火花震源、連續(xù)震動(dòng)源以及電磁脈沖震源等。單個(gè)非炸藥震源雖然能量比炸藥震源要小，但具有組合使用、頻率可以控制、提高多次疊加的生產(chǎn)效率、保護(hù)水中生物資源以及能適用于交通不便、打井困難的地區(qū)等優(yōu)點(diǎn)。非炸藥震源在海洋地震勘探中得到廣泛應(yīng)用。陸地地震勘探中，非炸藥震源也有廣泛應(yīng)用的條件，尤其是連續(xù)振動(dòng)源。3

天然地震源和人工地震源的性質(zhì)有很大區(qū)別。一般而言，天然地震主要發(fā)生在斷層上，以剪切錯(cuò)動(dòng)為止；而人工爆破震源卻是以一點(diǎn)為中心向周?chē)蛎浀倪^(guò)程。采用地震波形資料進(jìn)行地震矩張量反演，人們可以大致地區(qū)分這兩種震源的特性。

應(yīng)用及發(fā)展1、寬頻帶地震記錄可以表示為震源時(shí)間函數(shù)、傳播算子和散射/衰減算子的褶積．在傳播算子與頻率無(wú)關(guān)、地震波的散射和衰減效應(yīng)可以用一個(gè)以Q-1=Q-11+(Q2ω)-1的方式隨頻率變化的Q值來(lái)表示的情況下，通過(guò)位移譜的組合，可以直接估計(jì)震源譜；而Q值對(duì)地震圖的影響，在頻譜的組合中被自動(dòng)消去．用這種算法處理了1988年中國(guó)云南省瀾滄-耿馬地震5次余震的近震源寬頻帶地震記錄．對(duì)ML=3.0和ML=3.5余震的處理結(jié)果表明，由不同臺(tái)站上的寬頻帶地震記錄，可以得到相同的高頻衰減趨勢(shì)．對(duì)MS=6.7的強(qiáng)余震處理結(jié)果表明，可以從不同的地震臺(tái)站上得到相同的震源參數(shù)，所估計(jì)的參數(shù)值也與用經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)法得到的結(jié)果相吻合．這些余震震源譜的高頻部分呈現(xiàn)出典型的f-γ衰減.其中，對(duì)ML=3.0余震有γ≈3；對(duì)MS=6.7和ML=4.0余震有γ≈2；而對(duì)ML=3.5和另一個(gè)ML=3.0余震有γ≈2.5．MS=6.7余震的拐角頻率表明，它的震源尺度較小，意味著該余震是一個(gè)面積較小但強(qiáng)度較高的障礙體的破裂。4

2、煤與瓦斯突出的頻繁發(fā)生，給煤礦安全生產(chǎn)帶來(lái)極大的危害，開(kāi)展煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的研究顯得十分必要和迫切。因此采用微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)，根據(jù)煤與瓦斯突出前兆的聲學(xué)信息，不僅可以接收微地震事件在頂?shù)装鍌鞑ミ^(guò)程中的信號(hào)，還可以采集微地震事件在煤層中傳播的槽波信號(hào)。通過(guò)對(duì)微地震波形信號(hào)的分析，找出微地震在突出前的活動(dòng)規(guī)律及特征，利用時(shí)差定位和方向定位對(duì)震源點(diǎn)進(jìn)行有效定位，從而使微地震技術(shù)在煤與瓦斯突出監(jiān)測(cè)方面做到有效的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。5

3、微震監(jiān)測(cè)技術(shù)作為目前地下礦山安全監(jiān)測(cè)和預(yù)警的主要監(jiān)測(cè)手段，如何能夠快速準(zhǔn)確地震源定位，對(duì)于提高地下礦山的防災(zāi)、減災(zāi)和救災(zāi)工作效率具有重要意義。6