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地震学断层的定义 |
2013-09-26 |
SeisMan |
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true |
faults-in-seismology |
地震学中最重要的源是 double couple 源,也就是常说的位错源,位错源的产生实质就是断层的滑动。
断层及断层的滑动有几个基本参数:走向、倾角、滑移角以及滑移量。很多参数,地震学和地质学中的定义不同, 即便是地震学里也有不同的定义。Aki and Richards (1980) 的定义应该是用得最多的定义。
Aki and Richards (1980) 对于断层参数的定义如下图:
断层的几何形态由走向(strike)和倾角(dip)两个量完全决定。
一个断层有两个表面,分别称之为上盘(hanging wall)和下盘(foot wall),图中所示为断层的 foot wall。
断层面与水平地表面存在一交线,一条线存在两个方向,哪个方向才是真正的走向呢?地震学里的定义是 “当观测
者沿着走向方向看时,hanging wall 位于观测者的右手边”。这样的定义唯一确定了一个方向为走向方向。
走向(strike)的角度定义为正北方向顺时针旋转到走向方向的角度,即图中的
倾角 dip 的定义为:从水平面向下旋转到断层面的角度,即图中的
断层的滑移
大部分断层属于正断层或者逆断层,一些特殊的断层是走滑或倾滑断层:
- 逆断层(reversed fault):$\lambda\in(0,\pi)$ 且
$\delta \ne 0 \ne \frac{\pi}{2}$ - 正断层(normal fault):$\lambda\in(-\pi,0)$ 且
$\delta \ne 0 \ne \frac{\pi}{2}$ - 走滑断层(strike-slip fault):$\lambda=0$ 或
$\lambda=\pi$ - 倾滑断层(dip-slip fault):断层滑动方向垂直于走向,即
$\lambda=\frac{\pi}{2}$ 或$\lambda=-\frac{\pi}{2}$
对于走滑断层和倾滑断层,存在一些特例:
对于走滑断层,有
对于垂直的倾滑断层($\delta=\frac{\pi}{2}$),定义下降块体为下盘,由此再定义走向方向,因而垂直
倾滑断层永远有
图中给出了北向,并未给出东向和垂直向,因而实际上断层参数定义是与坐标系的选取无关的。无论是左手系还是 右手系,无论 z 轴是向上还是向下,断层参数的定义不变。在设计到辐射花样等问题时,坐标系的选取开始变得重要了, 以后再说。