1.1 地震成因与分布

1.1.1 地球构造

地球是一个近似于椭圆形的球体，平均半径约为6371km。地球从地表面至核心由三个不同物质的球层构成：地壳、地幔和地核（见图1.1.1）。

地壳是地球表面的一个薄层，它由多个大小不等的不连续块体组成，上表面呈高低起伏的形态，下侧为莫霍界面。地壳的厚度并不均匀，大陆地壳的平均厚度约35km，青藏高原的地壳厚度50~70km，而海洋地壳的厚度仅5~10km。地壳外侧主要是花岗岩层，内侧主要是玄武岩层或辉长岩层。

地幔是地壳下面至介质波速发生急剧变化的古登堡界面以上的中间层，厚度约2865km，主要由致密的造岩物质构成，是地球内部体积最大的一层。地幔又可分为上地幔和下地幔两层。上地幔的顶部存在一个可能是岩浆发源地的软流圈，推测是由于放射性元素大量富集、变质和放热、高温软化岩石和局部熔融造成的。软流圈以上的地幔部分和地壳共同组成了岩石圈。下地幔的温度、压力和密度均较大，物质呈可塑性固态。

地核是地幔下面的地球中心层，平均厚度约3478km。地核可分为外核和内核两层，外核厚度约2200km，物质大致呈液态，可流动；内核是一个半径约为1278km的球，推测是固态物质。地核的温度和压力都很高，估计分别在5000℃和1320MPa以上。

地壳和地幔上部是发生地震的主要位置。

1.1.2 地震成因与类型

根据成因不同，地震可分为构造地震、火山地震、塌陷地震和人为地震四类。

1 构造地震

地球构造板块学说认为，地壳主要由不连续的六大板块组成，分别是太平洋板块、欧亚板块、非洲板块、美洲板块（北美板块和南美板块）、印度洋—澳大利亚板块板块和南极板块（见图1.1.2）。地壳与上地幔的岩石层组成厚约100km的全球岩石圈，地幔上部软流层的物质由海岭涌出，推着软流层上面的岩石圈发生水平运动，导致板块边缘的岩石应力不断积蓄。当积蓄的应力超过岩石的极限值时，岩石会发生断裂或错动，积蓄的能量得到释放，并以地震波的形式向四周辐射，传到地面引起地面振动和变形。这类因地壳运动引起的地震被称为构造地震。全球发生的地震绝大多数属于构造地震。

断层是岩石断裂时岩块发生相对位移的位置。根据断层两侧岩块的相对位移方向不同，有正断层、逆断层和平移断层三种形式（见图1.1.3）。

正断层：岩石因受拉、受剪切而发生的断裂或错动，表现为向外、向下移动[见图1.1.3(a)]。正断层走向延伸不太稳定，断面参差不齐，断层破碎带比较宽，两侧伴有张拉节理，并造成地层的重复。

逆断层：岩石因受挤压隆起而发生的断裂或错动，表现为向内、向上移动[见图1.1.3(b)]。断层走向延伸比较稳定或呈弧形弯曲，断面比较平滑，两侧伴有与主断层斜交的破裂，并造成地层缺失。1923年的日本关东地震、1964年的美国阿拉斯加地震、2008年的汶川地震和2011年的日本东北太平洋冲地震均为逆断层型地震。

平移断层：岩石沿水平方向平行错位，向两侧移动[见图1.1.3(c)]。面向断层的延伸方向，如其右侧相对向身后运动，称其为右平移断层，反之则称其为左平移断层。1906年的美国旧金山地震为平移断层型地震。

2 火山地震

火山地震是火山爆发时岩浆或气体猛烈冲击围岩引起的地面振动。与构造地震相比，火山地震强度弱，发生频率低，影响范围小。这类地震占各类地震总数的7%左右，主要分布在南美洲、日本等地。例如，1914年日本樱岛火山喷发引起6.7级地震。

3 塌陷地震

塌陷地震是岩洞、溶洞、矿区的采空区等因某种原因造成塌陷所引起的小范围地面振动。这类地震影响范围小，数量少，占各类地震总数的3%左右。国外发生过最大达5级的矿山塌陷地震，我国也曾发生过4级的矿山塌陷地震。

4 人为地震

人为地震主要是由爆炸以及水库大量蓄水或过多抽水、油气田注水等行为引起地应力突然变化导致的地面振动。这类地震发生在爆炸点、水库、油气田附近地区，深度浅，影响范围小。30多个国家的100多座水库因蓄水而诱发地震，1962年我国广东省新丰江水库库区曾发生过因水库蓄水诱发6.1级地震。

1.1.3 地震分布

1 全球地震活动与分布

全球大部分地震发生在板块交界处，并形成环太平洋、欧亚和海岭三大地震带（见图1.1.4）。

环太平洋地震带：该地震带位于太平洋周边地区，包括南美洲的智利、秘鲁，北美洲的危地马拉、墨西哥、美国等国家的西海岸，阿留申群岛、千岛群岛、日本列岛、琉球群岛以及菲律宾、印度尼西亚和新西兰等国家和地区。该地震带是地震活动最强烈的地震带，全球约80%的地震都发生在这条地震带上。

欧亚地震带：该地震带从地中海北岸开始，沿着阿尔卑斯山脉和喜马拉雅山脉，经意大利亚的平宁半岛和西西里岛、土耳其、伊朗、巴基斯坦、印度北部、我国青藏高原南部，并在印度东部与环太平洋地震带相连接，全长两万多公里，集中了约15%的全球地震。

海岭地震带：又称洋脊地震带，分布在太平洋、大西洋、印度洋中的海岭（海底山脉）。由于该地震带不在人类居住和活动区域，且地震发生的次数占比不大，人们对它的关注相对比较少。

2 我国地震活动分布

我国地处世界两大地震带—环太平洋地震带与欧亚地震带之间，受太平洋板块、印度洋板块和亚欧板块的挤压，地震断裂带发育，地震活动频度高、强度大、震源浅、分布广。我国地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。这五个地区分别是：①西南地区，主要是西藏、四川西部和云南中西部；②西北地区，主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓；③华北地区，主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山—燕山一带、山东中部和渤海湾；④东南沿海的广东、福建等地；⑤台湾省及其邻近海域。西藏、新疆、云南、四川、青海等省区位于喜马拉雅—地中海的欧亚地震带上，东南沿海和台湾省位于环太平洋地震带上。华北地区的地震属于板块内部地震。

青藏高原地震区是我国地震活动强烈、大地震频繁发生的最大地震区。据统计，这里8级以上地震发生过9次，7~7.9级地震发生过78次，均居全国之首。新疆、台湾地震区曾发生过8级的地震。华南地震区的东南沿海外带地震带发生过1604年福建泉州8级地震、1605年海南琼山7.5级地震和1918年广东南澳7.3级地震。表1.1.1为20世纪以来我国10次8级及以上强震记录。

1.1.4 地震的空间位置和时间序列

震源是地震发生的起始位置，即断层开始破裂的地方。震源在地面的投影称为震中；震源到震中的距离称为震源深度；震中到地面任一观测点的距离称为震中距；震源到地面任一观测点的距离称为震源距；地面任一观测点至地震断层地表破裂迹线或断层面延伸至地表位置的最短距离称为断层距。图1.1.5为地震空间位置术语示意图。

根据震源深度不同，地震分为浅源地震、中源地震和深源地震。浅源地震的震源深度小于60km，中源地震的震源深度为60~300km，深源地震的震源深度大于300km。全球大部分地震属于浅源地震，我国发生的地震绝大部分震源深度为10~20km。

根据震中距大小不同，地震可分为地方震、近震、远震。地方震的震中距小于100km，近震的震中距为100~1000km，远震的震中距大于1000km。在震中附近，振动最剧烈、破坏最严重的地区称为极震区。

根据发生时间的先后顺序，地震可分为前震、主震和余震。一个地震序列中最强的地震称为主震，主震前在同一震区发生的较小地震称为前震，主震后在同一震区陆续发生的较小地震称为余震。