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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