地壳快速颤动的自然现象称为地震。地震从孕震、发震，到余震的全部作用过程，称为地震作用。地震是现今地壳运动的一种特殊表现形式。全世界每年约发生500 万次地震，其中人能感觉到的地震不过5 万次左右，至于7 级以上的大地震平均约20 次。地震的破坏力很大，强烈地震后，地表多有变动，如地裂、山崩、滑坡、地陷或喷水冒砂等，甚至山川改观。因此，在各种自然灾害中，地震灾害是对人类和社会威胁最严重的自然灾害之一。例如1995 年1 月17 日凌晨5 点46 分日本大坂神户的地面突然颤抖起来，2 秒钟后变为剧烈震撼，7.5 秒种后一切都改变了模样。震后拍摄的航空照片犹如第二次世界大战时被美军炸毁的东京一样残不忍睹。这次坂神7.2 级大地震，释放的能量至少相当于70 多颗1945 年美国投向广岛原子弹能量的总和，共震毁房屋5.5 万间，破坏3.2 万余间，死亡6430 人，伤2.6 万余人，灾民总数达380 余万人，造成直接经济损失超过960 亿美元，给日本经济以沉重打击，特别是对电子、汽车、机械等工业和海陆交通运输业打击最沉重。在修建水利工程时，应当调查研究建筑地区地壳的稳定性和发震的可能性及其影响程度，以便为工程建筑选择安全稳定的场址，并采取相应的防震、抗震措施。
（一）震源、震中和地震波
地球内部发生地震的地方叫震源，震源在地面上的垂直投影叫震中。由震中到震源的深度叫震源深度（图2-25）。根据震源深度，地震分为浅源地震（深度为0～70km）、中源地震（70～300km）和深源地震（超过300km）。目前观测到的最大震源深度是720km。世界上70%以上的地震都属浅源地震。我国深源地震主要集中于黑龙江和吉林东部地区，1999 年4 月8 日21 时10 分吉林浑春发生7 级深源地震，震源深度540km，没有造成地表破坏，也没有余震发生，此次地震是太平洋板块向欧亚板块俯冲而引起的。
图2-25 地震名词及地震波
地震引起的振动是以波的形式从震源向四面八方辐射传播的，这种传播地震能量的弹性波称为地震波。根据地震波的波动性质和形式可分为两种：一种是体波，另一种是面波。
1.体波
体波是地下震源直接产生的地震波。它可分为纵波（P波）和横波（S波）。
（1）纵波是由震源向外传递的压缩波，其质点的振动方向与波的前进方向一致。它好似弹簧受压缩后，在松弛时所产生的前后运动情况一样。纵波在固体、液体、气体中都能传播。纵波的周期短，振幅小，传递速度快，在地壳中约5～6km／s，振动的破坏力较大。
（2）横波是由震源向外传递的剪切波，其质点的振动方向与波的前进方向相互垂直。它好似上下抖动一端被固定的绳子后所产生的波动一样。横波只能在固体中传播，而不能穿过气态和液态物质。横波的周期较长，振幅较大，波速比纵波慢，在地壳中约为3～4 km／s，振动的破坏力较大。
2.面波
面波是体波传到地面以后激发产生的沿地表面传播的波，即L波。它就象把石子扔到平静的水面后所产生的水波一样。面波传播速度慢，约为3km／s，但周期长，振幅大，故对地面的破坏力最大。面波又分为瑞雷波（在地面上滚动的波）和乐夫波（在地面上呈蛇形运动的波）。
地震波在传播过程中，由于机械能逐渐消减，因而离震源越远，震动越小，破坏力也就越微弱。地震波由地震仪测量记录。
大地震发生时，地面出现的各种破坏现象都是地震波强烈冲击所造成的。从震源发出的地震波首先到达震中的是纵波，它引起地面上下跳动，这时在震中地区人会感到上下颠簸；接着横波到来，又引起地面水平晃动，人会感到前后、左右摇晃。在离开震中的地方，纵波和横波以不同的角度与地面接触，再加上面波的作用，使地表的震动极为复杂。
（二）我国地震的分布
地震在地表的分布很不均衡，某些地区或地带地震强烈，次数频繁，分布较为集中，人们便称这些地方为地震区或地震带。我国地理位置是处在世界两大地震带之间，即环太平洋地震带（占全球地震总数的75%以上）和阿尔卑斯——喜马拉雅地震带（占22%）。所以，我国是一个多地震的国家，地震活动很强烈，它们集中分布在23 条地震带上（图2-26）。根据历史上地震活动强度、频率、分布情况和区域地质构造特点，我国地震可划分为以下三类地区：(www.xing528.com)
（1）地震活动强烈地区包括台湾、西藏、新疆、甘肃、青海、宁夏、云南、四川西部等省区。这些地区地震活动特别频繁，而且强烈，约占全国地震总数的80%。例1999 年9 月21 日1 时47 分台湾省的台南地区发生7.6 级地震，震源深度10km左右，造成经济损失3000 亿台币（约合92 亿美元），死亡2403 人，失踪41 人，伤9406 人，房屋倒塌破坏共4.6 万多户。我国历史上有记录的最大地震也发生在这个地区，如1950 年西藏察隅地区8.5 级地震和1920 年宁夏海原8.6 级地震。
（2）地震活动中等地区包括河北、山西、陕西关中地区、山东、辽宁南部、吉林延吉地区、安徽中部、广东沿海地区、福建、广西等省区。地震震级可达7～8 级，但频率较低（如华北地区地震有300 年的周期），占全国地震总数的15%。因为这里人口稠密，地震造成的破坏极大。我国历史上死亡人数最多的地震是1556 年1 月23 日陕西华县的8 级地震，死亡83 万余人。1976 年7 月28 日3 时42 分河北唐山7.8 级地震，死亡24.2769 万人，重伤16.4851 万人，造成经济损失96 亿元。
（3）地震活动较弱的地区包括江苏、浙江、湖南、湖北、河南、贵州、四川东部、黑龙江、吉林及内蒙古的大部分地区。最大震级只有6 级左右，而且强震时间间隔很长，一般约在百年以上。
（三）地震成因类型
地震的成因很多，如有构造地震、火山地震和塌陷地震以及其他激发因素引起的地震。
（1）构造地震由于构造运动作用所产生的地震，叫构造地震。岩层在构造应力作用下产生应变，积累了大量的应变能；当应变能一旦超过岩石所能承受的强度极限时，就会由量变到质变，使岩石在一刹那间发生断裂，或者使原来已经存在的断层突然活动，释放出大量的能量。其中一部分能量是以弹性波（即地震波）的形式传播出来，当地震波传到地表时，地面就震动起来，这就是构造地震。这种地震一般有孕震、发震和余震的序列过程，它是岩层中地应力积累→急剧释放→调整衰减的具体表现。构造地震发生次数多，占地震总数的90%。历史上的大地震，多属于构造地震。例如我国唐山7.8 级地震，就属于这种构造地震。唐山是处在NE向沧东断裂带和东西向燕山褶皱带的交汇、复合地位。当沧东断裂带继续活动时，它影响及改造了开平向斜构造（图2-27），这时开平向斜西翼岩层发生变形及断裂，造成岩层直立及倒转，从而形成唐山断裂，引起地震，震源深度只有12km。
（2）火山地震由火山喷发活动引起的地震，叫火山地震。它影响范围一般不大，深度多不超过10km。这种地震为数不多，约占地震总数的7%。现代火山带如日本、美国夏威夷岛等地最容易发生火山地震。火山活动引起的地震，主要是因为地下岩浆的冲击或者由于强烈爆炸产生断裂，而导致地壳移动的缘故。
图2-26 中国地震分布图（公元前1831年-公元1997年，M ≥6）
图2-27 唐山7.8 级地震发震构造示意图
（3）陷落地震因岩层崩塌陷落而造成的地震，叫陷落地震。这种地震为数很少，约占地震总数的3%。它主要发生在石灰岩喀斯特发育地区。如1935 年广西百寿县曾发生塌陷地震，塌陷面积五六十亩，地面陷落成深潭，声闻数十里，附近屋瓦震动。有时在一些矿山的地下采空区，也可以造成矿山塌陷地震，如山西大同煤矿区自1956～1980 年，因煤矿顶板塌落产生有感地震40 多次，最大震级3.4 级。此外，在高山地区因悬崖或山坡上大量岩石的崩落也可造成地震。
（4）水库地震由于水库蓄水而引起的地震，叫水库地震。它与库区存在的活动性断裂构造带有关。水库蓄水后触发了断裂构造的复活，因而产生了地震。一般坝高超过100m，库容超过10 亿m3 的水库容易诱发地震。因此，在大、中型水库可行性研究和环境评价中必须考虑这个问题。
此外，人工爆破、向深井大量注水或过量开采地下水等也可直接或间接诱发地震。
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