地震学、震源及地球结构概论
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天津西青
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作者(美)塞思·斯坦,(美)迈克尔·维瑟逊
出版社科学出版社
ISBN9787030646446
出版时间2020-04
装帧平装
开本16开
定价298元
货号1202083447
上书时间2024-12-03
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目录
第1章简介1
1.1引言1
1.1.1概述1
1.1.2地震学模型5
1.2地震学与人类社会9
1.2.1地震灾害与危险性9
1.2.2工程地震学和地震工程学12
1.2.3高速公路、桥梁、水坝和输油管18
1.2.4海啸、滑坡和土壤液化19
1.2.5地震预报(earthquakeforecasting)20
1.2.6地震预测25
1.2.7实时地震预警(real-timewarning)26
1.2.8核试验监测和条约验证26
延伸阅读28
第2章地震学基本理论30
2.1引言30
2.2弦上传播的波30
2.2.1理论基础30
2.2.2谐波解31
2.2.3反射和透射(transmission)33
2.2.4谐波的能量35
2.2.5弦的简正振型36
2.3应力和应变38
2.3.1简介38
2.3.2应力38
2.3.3应力张量41
2.3.4主应力42
2.3.5优选剪切应力和断层滑动43
2.3.6偏应力(deviatoricstress)45
2.3.7运动方程45
2.3.8应变46
2.3.9本构方程48
2.3.10边界条件50
2.3.11应变能51
2.4地震波51
2.4.1地震波方程51
2.4.2平面波53
2.4.3球面波54
2.4.4P波和S波54
2.4.5平面波的能量58
2.5斯涅尔(Snell)定律59
2.5.1层状介质近似59
2.5.2层状介质中的平面波势函数60
2.5.3入射角和视速度62
2.5.4斯涅尔定律63
2.5.5临界角65
2.5.6SH波的斯涅尔定律65
2.5.7射线参数和慢度66
2.5.8导波(waveguide)67
2.5.9费马原理(Fermat’sprinciple)和几何射线理论(geometricalraytheory)68
2.5.10惠更斯原理(Huyges’principle)和散射(diffraction)69
2.6平面波反射和透射系数72
2.6.1简介72
2.6.2SH波的反射和透射系数72
2.6.3反射和透射SH波的能量通量(energyflux)74
2.6.4超临界入射的SH波74
2.6.5自由界面上的P-SV波75
2.6.6固-固和固-液界面77
2.6.7实例80
2.7面波82
2.7.1简介82
2.7.2均匀半空间介质中的瑞利波82
2.7.3半空间之上一水平层中的勒夫波85
2.7.4勒夫波频散86
2.8频散89
2.8.1相速度和群速度89
2.8.2频散信号89
2.8.3面波频散研究91
2.8.4海啸频散94
2.9地球的简正振型96
2.9.1研究目的96
2.9.2球谐模式96
2.9.3球谐函数97
2.9.4扭振振型99
2.9.5球振振型100
2.9.6简正振型和波传播100
2.9.7观测简正振型102
2.9.8简正振型合成地震图105
2.9.9振型衰减、分裂和耦合108
延伸阅读109
问题110
编程112
第3章地震学和地球结构113
3.1引言113
3.2折射地震法114
3.2.1水平层114
3.2.2倾斜地层119
3.2.3深入分析120
3.2.4地壳结构122
3.2.5岩石和矿物126
3.3反射地震法127
3.3.1反射波走时曲线128
3.3.2走时的截距-慢度公式131
3.3.3多通道数据134
3.3.4共中心点叠加135
3.3.5信号增强138
3.3.6反卷积140
3.3.7偏移145
3.3.8数据处理流程149
3.4球状地球中的地震波149
3.4.1射线路径和走时149
3.4.2速度分布151
3.4.3走时曲线反演153
3.5体波走时研究153
3.5.1体波震相155
3.5.2地核震相158
3.5.3上地幔结构162
3.5.4下地幔结构163
3.5.5可视化体波166
3.6地球内的各向异性168
3.6.1概述168
3.6.2横向各向同性和方位各向异性169
3.6.3矿物和岩石的各向异性171
3.6.4结构组成导致的各向异性171
3.6.5岩石圈及软流圈各向异性172
3.6.6地幔和地核中的各向异性175
3.7衰减与滞弹性分析177
3.7.1地震波的衰减177
3.7.2几何扩散177
3.7.3多重路径179
3.7.4散射180
3.7.5固有衰减181
3.7.6品质因子Q182
3.7.7频谱共振峰值184
3.7.8滞弹性引起的物理频散185
3.7.9非弹性物理模型186
3.7.10地壳到内核的Q值187
3.8地幔和地核的组成成分188
3.8.1地球内部的密度188
3.8.2地球内部温度193
3.8.3地幔的组成成分194
3.8.4D的组成成分197
3.8.5地核的成分198
3.8.6地震学和行星演化198
延伸阅读201
问题201
编程203
第4章震源理论204
4.1引言204
4.2震源机制206
4.2.1断层几何形状206
4.2.2初动207
4.2.3体波辐射花样208
4.2.4立体投影(stereographic)断层面表示法211
4.2.5断层几何形状的解析表达215
4.3波形模拟216
4.3.1基本模型216
4.3.2震源时间函数217
4.3.3体波模拟219
4.3.4面波震源机制222
4.3.5历史和未来的地震225
4.4矩张量225
4.4.1等效体力225
4.4.2单力226
4.4.3力偶226
4.4.4双力偶228
4.4.5地震矩张量228
4.4.6各向同性和CLVD矩张量230
4.4.7矩张量反演231
4.4.8矩张量解释235
4.5地震大地测量学236
4.5.1测量地面形变236
4.5.2同震形变239
4.5.3大地测量学和地震学的接合241
4.5.4震间形变与地震周期242
4.6震源参数246
4.6.1震级和矩震级246
4.6.2震源谱和标定律249
4.6.3应力降和地震能量251
4.7地震统计256
4.7.1频度-震级关系257
4.7.2余震260
4.7.3地震概率260
延伸阅读264
问题265
编程267
第5章地震学与板块构造269
5.1引言269
5.2板块运动学271
5.2.1板块相对运动271
5.2.2全球板块运动275
5.2.3空间大地测量学278
5.2.4绝对板块运动279
5.3扩张中心280
5.3.1洋脊和转换断层的几何形状281
5.3.2海洋岩石圈的演化282
5.3.3洋中脊和转换断层地震的产生过程286
5.4俯冲带290
5.4.1俯冲热模型290
5.4.2俯冲板块中的地震295
5.4.3板块间的海沟地震303
5.5大洋板块内部地震与构造运动307
5.5.1大洋板块内部地震活动性307
5.5.2海洋岩石圈的力和应力310
5.5.3地幔黏滞度约束314
5.6大陆地震与构造314
5.6.1大陆板块边界区域316
5.6.2地震、无震、暂时和较为形变321
5.6.3大陆板内地震324
5.7地球内部的断层作用与形变329
5.7.1流变学330
5.7.2岩石破裂与摩擦力332
5.7.3塑性流动336
5.7.4岩石圈的强度338
5.7.5地震与岩石摩擦339
5.7.6地震与区域形变345
延伸阅读347
问题347
编程349
第6章地震图和信号350
6.1引言350
6.2傅里叶分析350
6.2.1傅里叶级数350
6.2.2傅里叶复级数352
6.2.3傅里叶变换352
6.2.4傅里叶变换的性质353
6.2.5δ函数(deltafunction)354
6.3线性系统356
6.3.1基本模型356
6.3.2卷积和反卷积358
6.3.3有限长信号360
6.3.4相关362
6.4离散时间序列及其傅里叶变换363
6.4.1连续数据采样364
6.4.2离散傅里叶变换365
6.4.3离散傅里叶变换的性质367
6.4.4快速傅里叶变换367
6.4.5数字卷积368
6.5叠加369
6.5.1随机误差370
6.5.2叠加实例372
6.6地震仪和地震台网374
6.6.1简介374
6.6.2阻尼谐波振荡器376
6.6.3地球噪声377
6.6.4地震计和测震系统377
6.6.5数字记录382
6.6.6地震台网类型385
6.6.7全球台网385
6.6.8地方台阵387
6.6.9区域台网388
延伸阅读390
问题390
编程391
第7章反演问题393
7.1引言393
7.2地震定位394
7.2.1理论394
7.2.2均匀介质中的地震定位396
7.2.3误差398
7.2.4复杂几何模型的地震定位400
7.3走时层析成像401
7.3.1理论402
7.3.2广义逆403
7.3.3广义逆反演方法的特性404
7.3.4方法的改进406
……
内容摘要
本书是一本理论基础全面、应用方向广泛且应用实例丰富的地震学专业书籍。本书既包括地震学的基础理论(第1、2章）、地震学在地球探测中的应用(第3章），也包括震源机制和震源物理等方面的内容(第4章)。本书第5章讨论了不同构造环境下的地震分布、震源机制以及震源物理特征；第6章讨论了地震图的基本处理方法和原理；第7章结合实例讨论了地球物理反演基本原理和方法。此外，本书附录汇总了专业所需的数学和计算方法等方面的基础知识，以供缺乏相关基础的读者自学补充。本书适合作为地球物理学等专业的本科生或研究生教材，也可作为相关专业领域的科研人员的参考书籍。
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