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第一章　地震波的基本概念 1

1.1　介质 1

1.2　应力和形变 1

1.3　波动方程 6

1.4　平面波和球面波 9

1.5　界面的影响 11

1.6　射线理论 14

参考文献 16

2.1.1　单个水平界面 17

2.1　匀速成层介质中体波的走时 17

第二章　平面层中的地震体波 17

2.1.2　单个倾斜界面 18

2.1.3　多界面 20

2.2　非匀速介质中体波的走时 22

2.2.1　速度为线性增加的连续介质 22

2.2.2　速度为其他函数的连续介质 24

2.2.3　有不连续界面时的情况 26

2.3　平面层中体波的振幅 27

2.3.1　能量和振幅的关系 27

2.3.3　回折波 29

2.3.2　直达波 29

2.3.4　反射波 30

2.3.5　首波 33

2.3.6　自由界面的影响 34

2.4　利用人工振动源探测地壳构造的方法 38

2.4.1　陆地上探测地壳构造的方法 38

（A）固定地震台观测 38

（B）深地震测深方法 38

（C）地壳反射剖面 41

2.4.2　海洋地壳的探测方法 43

2.5.1　地壳深层波的走时 45

2.5　地壳探测的解释问题 45

2.5.2　走时的反演 50

（A）地壳参数的估算 51

（B）赫格罗兹-贝特曼-威切特方法 53

（C）低速层问题 54

（D）射线追踪方法 54

2.5.3　理论地震图 57

2.6　天然地震体波与地壳构造 60

2.6.1　利用不同深度的震源求地壳的速度分布 60

2.6.3　转换波及其它特殊震相 61

2.6.2　近震记录的首波和反射波 61

2.6.4　用远震P波残差计算三维速度模型 62

2.6.5　P波频谱与地壳参数 63

参考文献 63

第三章　球面层中的地震体波 66

3.1 10°以外地震图中的体波震相 66

3.2　球面层中地震体波的走时 69

3.2.1　射线参数方程 69

3.2.2　射线的曲率和临界条件？＝？ 70

3.2.3　走时方程 72

3.2.4　正常速度变化的走时 74

3.2.5　特殊速度变化的走时 76

3.2.6　反射波和首波的走时 78

3.2.7　走时的反演 79

（A）利用不同深度地震的走时求介质的速度 79

（B）赫格罗兹-贝特曼-威切特方法 79

3.3　振幅和理论地震图 83

参考文献 85

第四章　地震面波和地球的自由振荡 86

4.1　面波的波动方程和“射线”理论 87

4.1.1　一般的考虑 87

4.1.2　洛夫波 88

4.1.3　雷利波 89

4.1.4　面波的射线理论 95

4.2　面波的频散与地球内部构造 98

4.2.1　面波和导波 98

（A）洛夫波和雷和波 98

（B）其他的地壳面波和导波 100

（C）其他的地幔面波和导波 103

4.2.2　观测的群速度和相速度 106

（A）群速度和相速度的概念 106

（B）峰谷分析方法 107

（C）数字计算方法 109

（D）观测结果 113

4.3　地球的自由振荡 115

4.3.1　一般讨论 115

4.3.2　理论和观测结果 118

参考文献 123

第五章　地球内部构造 126

5.1　地球内部的分层 126

5.2　地壳（A层） 129

5.2.1　大陆地壳 129

（A）大陆地壳的分层 129

（B）地壳中的低速层 131

（C）莫霍面的性质 132

（D）大陆地壳的厚度 133

（E）大陆地壳构造的横向变化 133

5.2.2　海洋地壳的分层 134

5.3　地幔（B、C、D层）的速度分布 135

5.3.1　上地幔低速层和20°间断面 135

5.3.2　面波数据 137

5.3.3　体波与上地幔速度 138

（A）地幔盖层 138

（B）上地幔的低速层和过渡层 140

5.3.4　下地幔（D层）的速度 141

5.3.5　地幔构造的横向不均匀性 144

（A）上地幔的横向不均匀性 144

（B）下地幔的横向不均匀性 145

5.4　地核（E、F、G层）的速度 147

5.4.1　核波走时与地核速度 147

5.4.2　地核半径 149

5.4.3　内核界面 150

5.5　地球内部的密度分布 150

5.5.1　密度分布函数的边界条件 150

5.5.2　自地震波速度求密度梯度公式 151

5.5.3　密度分布的模型 153

（A）布伦的A和A′模型 153

（B）布伦的B模型 153

（C）伯奇的密度模型 154

（D）符合地球自由振荡的模型 155

5.6　地球内部的μ、k、g、P参数 156

5.6.1　地球内部的μ和k值 156

5.6.2　地球内部的g值 157

5.6.3　地球内部的P值 157

参考文献 158

第六章　地球的重力和转动 161

6.1　重力位和地球形状 161

6.1.1　公式的推导 161

6.1.2　人造卫星观测 165

6.1.3　地球形状参数 168

6.2　重力异常和地球内部构造 170

6.2.1　重力异常 170

6.2.2　重力均衡理论 177

6.3　固体潮 181

6.3.1　起潮位 181

6.3.2　观测结果和解释 184

6.4　地球的进动和颤动 186

参考文献 189

第七章　地球的电磁特性 191

7.1　地磁场的一般性质 191

7.1.1　地磁要素 191

7.1.2　数学表达式 194

7.1.3　偶极磁场与非偶极磁场 195

7.1.4　地磁场的长期变化和短期变化 197

7.1.5　局部磁异常 199

（A）某些概念 200

7.2　岩石磁性与古地磁 200

7.2.1　岩石的磁性 200

（B）矿物的磁性 202

（C）岩石的磁性 204

7.2.2　地磁场的倒转 205

（A）地质年代中地磁场的倒转 207

（B）地磁场倒转的过程 210

7.2.3　古地磁的应用 211

（A）古代地磁特征的研究 211

7.3　地磁成因 212

（B）地质构造中的应用 212

7.4　电磁感应与地球内部的电导性 215

7.4.1　一般讨论 215

7.4.2　基本原理 217

（A）基本方程 217

（B）电导率只为深度的函数 218

（C）横向变化 219

7.4.3　某些结果 220

（A）电性随深度的变化 220

（B）横向变化 221

参考文献 222

（C）地球内部电性变化的解释 222

第八章　热流与地球内部温度 225

8.1　一般讨论 225

8.1.1　热传导方程 225

8.1.2　地球的热源 227

（A）放射性源 227

（B）地球的原始温度 228

8.1.3　热的传输 229

（A）热传导机制 229

（B）热对流 229

8.2　地面热流 230

8.1.4　地热史 230

8.2.1　热流和地质年代的关系 231

8.2.2　热流和放射性物质的关系 233

8.2.3　大陆和海洋热流的相似性 234

8.3　地球内部温度 236

8.3.1　地壳的温度 236

8.3.2　地幔温度 237

（A）绝热目压温度 237

（B）物质的熔点 238

（D）岩石地温计 240

（C）电导率与温度 240

（E）地幔的温度分布 241

8.3.3　地核的温度 243

参考文献 245

第九章　地球内部的物质组成 247

9.1　宇宙和星际物质的组成 247

9.1.1　星体的光谱分析 247

9.1.2　陨石 248

9.2　地壳的物质组成 252

9.2.1　大陆地壳的物质组成 252

（A）岩石样品的分析 252

（B）大陆地壳上部的物质组成 253

（C）大陆地壳下部的物质组成 254

9.2.2　海洋地壳的物质组成 254

（A）海底的沉积层（Ⅰ层） 254

（B）Ⅱ层 255

（C）Ⅲ层 255

9.3　地幔的物质组成 256

9.3.1　深源岩石 256

9.3.2　上地幔顶部的物质组成 257

9.3.3　350—650公里深度的过渡带 259

9.3.4　状态方程与物质组成 261

9.3.5　下地幔的物质组成 266

9.4　地核物质的化学组成和物理状态 267

参考文献 267

第十章　地球内部的非弹性 271

10.1　一般讨论 271

10.2　地球内部的品质因子“Q” 272

10.2.1　“Q”值的意义 272

10.2.2　Q值的测量和结果 274

（A）面波测量的结果 274

（B）体波的测量结果 275

10.3　地球内部的粘性 276

10.3.1　冰期后的均衡回跳与地幔的粘滞性 277

（A）现象 277

（B）地幔的粘滞系数 279

10.3.2　岩石的蠕变方程 280

参考文献 281

第十一章　岩石年龄与地质构造 283

11.1　岩石的年龄 283

11.1.1　方法和原理 283

（A）铷-锶法 285

（B）钾-氩法 286

（C）铀-铅法 287

（D）C14法 288

（E）裂变径迹法 289

11.1.2　应用 289

（A）地球的年龄 289

（B）地质年代的划分 290

（C）地壳的演化 291

11.2　不同类型的构造单元 293

11.2.1　大陆 293

（A）地台 294

（B）山脉和地槽 296

（C）断层与褶皱 297

（D）东非裂谷 300

（E）中国大陆的大地构造 301

11.2.2　海洋 304

（A）大陆-海洋的过渡区 304

（B）洋盆 307

（C）海岭 308

11.3.1　火山 309

（A）喷发的情况 309

11.3　岩浆活动 309

（B）地理分布 310

（C）喷发的机制 311

11.3.2　岩浆岩 311

（A）海洋的岩浆岩 312

（B）山脉和岛弧的岩浆岩 313

（C）大陆的岩浆岩 313

参考文献 314

第十二章　地震活动性及震源机制 316

12.1　地震活动性 316

12.1.1 地震带 318

（A）环太平洋地震带 319

（C）欧亚地震带 322

（D）中国地震带 322

（B）海岭地震带 322

12.1.2　地震能量释放随深度的变化 326

12.1.3　大小地震的关系 326

12.1.4　地震发生的时间和空间规律 328

12.1.5　前震、主震、余震和震群 329

12.2.1　P波初动与震源机制 333

（A）不同模型 333

12.2　震源机制 333

（B）P波初动的解释及表示方法 335

（C）P波初动的结果 339

（D）存在的问题 343

12.2.2 s波与震源机制 344

12.2.3　体波的频谱与震源机制 345

12.2.4　面波与震源机制 347

12.2.5　位错模型与震源的运动学参数 348

12.2.6　地面形变与震源机制 350

12.3　地震前兆 351

12.3.1 地形变化 352

12.3.2　地倾斜和伸缩 355

12.3.3 断层蠕动 356

12.3.4　前震 356

12.3.5 b值 357

12.3.6　小震活动规律 358

12.3.7　震源机制 358

12.3.8　地震波速的变化 359

12.3.9　地电变化 360

12.3.10　地电阻率变化 360

12.3.11　地磁变化 361

12.3.12　水氡及地下水化学成份的变化 361

12.3.13　地应力的测量 362

12.4　地震成因 363

12.4.1　弹性回跳理论 363

12.4.2　地震时岩石滑动（破裂）的性质 364

（A）脆破裂 364

（B）粘滑 365

（C）地壳中水的作用 366

（D）蠕动 366

（E）深震的破裂 366

12.4.3　微破裂在地震发生时的作用 367

（A）松代地震群 369

12.4.4　地壳的铅直运动与地震成因 369

（B）云南永善-大关地震 371

（C）其它地震 373

参考文献 373

第十三章　大陆漂移、洋底扩张和板块构造 377

13.1　大陆漂移 377

13.1.1　魏格纳的大陆漂移学说 377

13.1.2　大陆边缘的拚合 382

13.1.3　古地磁与大陆漂移 388

13.2.2　海洋磁异常的解释 392

13.2.1　概念 392

13.2　洋底扩张 392

13.2.3　其它证据 397

（A）洋盆沉积岩年龄的分布 397

（B）转换断层 398

（C）海岭的地壳构造 399

13.3　板块构造 400

13.3.1　板块的性质 400

13.3.2　板块的运动 402

13.3.3　涌流和板块运动 405

13.4　板块构造学说与造山运动 407

13.5　争论 409

参考文献 412

第十四章　地壳活动的力源 415

14.1　早期的尝试 416

14.2　重力作用 419

14.3　波浪学说 419

14.4　地球膨胀理论 420

14.5　地幔对流 421

14.6　涌流问题 424

参考文献 425

第十五章　其它行星 427

15.1　太阳系的一般现象 427

15.2　月球 430

15.2.1　月球表面和月岩 430

15.2.2　月球内部的构造 434

15.3　火星 438

15.4　金星 442

15.5　水星 443

15.6　外行星 444

参考文献 445