（一）地震成因及类型

为了增强人类防御地震灾害的能力，必须在认识地震的实践过程中，探索其活动规律和形成原因。地震按其成因大致可以归纳为以下几种主要类型：

1.构造地震

构造地震是由于地下深处岩层错动、破裂所造成的地震。这类地震发生的次数最多，约占全球地震总数的90%以上，破坏力也最大。

2.火山地震

火山地震是由于火山作用、岩浆活动、气体爆炸等引起的地震。火山地震一般影响范围较小，发生的次数也较少，约占全球地震总数的7%。

3.陷落地震

陷落地震是由于地层陷落而引起的地震。例如，当地下溶洞支撑不住顶部的重量时，就会塌陷引起振动。这类地震更少，约占全球地震总数的3%，引起的破坏也较小。

4.诱发地震

诱发地震是由地下核爆炸、水库蓄水、油田抽水和注水、矿山开采等活动引起的地震。

上述地震中以构造地震最为常见，对人类的危害也最大。构造地震可分为以下几种类型：

（1）孤立型地震：这类地震没有前震，余震小而少，且与主震震级相差悬殊，地震能量基本上是通过主震一次性释放的。

（2）主震-余震型地震：一个地震序列中，最大的地震特别突出，所释放的能量占全序列能量的90%以上。这个最大的地震叫主震，其他较小的地震中，发生在主震前的叫前震，发生在主震后的叫余震。

（3）双震型地震：一个地震活动序列中，90%以上的能量主要由发生时间接近、地点接近、大小接近的两次地震释放。

（4）震群型地震：一个地震序列的主要能量是通过多次震级相近的地震释放的，没有明显的主次，几次地震（震群）所释放的能量占全序列的80%以上。

通常我们所说的地震大多是指构造地震，这里所讨论的也正是这种地震。

关于地震成因的研究主要围绕以下两个方面进行：一方面从地震现场的观测出发寻找地震活动的规律性；另一方面是从岩石在高温高压作用下的各种破裂模拟实验的研究结果入手，结合各种有关的地震现象去探讨地震的成因及其发震机制。有关地震成因问题的研究已经取得了一定的进展，但目前基本上仍然处于假说阶段，要真正解决这个问题还要走相当艰难而漫长的路。下面介绍几种假说。

（二）地震成因的假说

1910年，美国学者里德根据1906年旧金山大地震的断层活动情况提出了“弹性回跳说”，这一地震成因的断层假说得到世界上多数地震工作者的广泛支持。在此基础上，又提出了“粘滑说”，一些中源和深源地震也随着“板块构造”的问世能够从断层假说得到比较合理的解释。与此同时，作为地震成因的另一类假说，如岩浆冲击说、相变说、温度风力说等也相继提了出来。

（三）地震动力来源的假说(www.daowen.com)

随着地震成因问题的深入研究，势必涉及另一个关键问题，即产生地震的动力来源，也就是地壳运动的原动力问题。显然，这已进入了地球动力学的研究范畴。下面介绍几种假说供参考。

1.收缩说

收缩说是最早试图解决地壳运动动力来源的假说之一。按杰弗里斯的看法，地球为一热的天体，在其演化历史的早期，分离为铁质核心和以硅酸盐为主的地幔，地幔在液态铁质核心的基础上逐渐固结，并且由于无对流情况下的热传导而逐渐冷却。自地球因显著冷却而固结或发生体积变化以来，在地球中心到距地表约700 km的范围内基本上没有多大变化，仍处于无应变滞热状态。由于地球的非收缩部分，在距地表70（或100）～700 km的区域内，存在着热传导而正在变冷、收缩，故具有内张应力；到了距地表70（或100）km以内，岩石已大大地冷却，需要由太阳的辐射热来维持热的平衡，因此它们在温度上没有很大变化。但由于深层的收缩，使地球对这一最外层处于内压状态。由此可见，地下70（或100）km处应为无应变面的位置。随着地球的逐渐变冷，各层之间的界线也相应地向地球的深处移动。因此，根据收缩说，震源深度小于70（或100）km的地震，能量来源于压应力的集中；70（或100）～700 km深度的地震，能量则来源于张应力的集中；到了700 km以下，既没有张应力集中，也没有压应力集中，所以不发生地震。

虽然收缩说能够解释地球的许多形态现象，如岛弧的形成等，然而它却未能说明为什么世界上大多数地震的发震构造都是平推断层。同时，它也明显地忽视了地壳中应力的不均匀分布问题。

2.地幔对流假说

20世纪30年代，为解决大陆漂移假说的能源问题，霍姆斯就提出了地幔对流的假说。他认为大陆漂移的原动力就是地幔的热对流，当地幔内的流体上升到巨大的大陆中央并向两侧散开时，大陆就会从这里裂开，海洋也就借此扩张了。

20世纪60年代以来，把地幔物质的对流运动当作板块运动的驱动力源，已成为比较流行的一种看法。据推测，地幔内可能存在着全球规模的圆环状对流体，随着地核的不断增大，环形地幔对流圈的范围越来越小，数目却越来越多。上地幔中的对流包括两种不同性质的流动，即熔融液体物质的渗流运动和固体物质的塑性流动。对流运动是十分缓慢的，当它向上或向下流动时，可以引起地壳的升降运动；当地幔软流层水平流动时，则又可以驮运牵引岩石圈，从而在地壳内产生水平运动。显然，由地幔对流引起的地壳运动也是地震的一种动力来源。

地幔对流假说不仅解释了海岭裂谷带扩张和岩石圈俯冲的力源，而且也说明了为什么地震发震构造以平推断层占优势。此外，对流作用在时间上和空间上的不连续性，显然也与地震活动在空间分布的不均一性和时间发展中的间歇性特点相吻合。因此，目前有不少人倾向于接受这一假说。然而，问题的关键在于地幔物质究竟能否产生对流。有人认为，高黏滞度的地幔物质不能产生对流，即使能够流动，其速度也只是2 mm/年，不足以成为地壳运动的一种力源。

3.地球内部的热机理论

按地幔对流假说，地幔中有热向地壳底面附近传导和对流，使地壳底面的温度升高。有人认为，在地下40～50 km处的地壳底面，温度可达1 000 °C以上。那里的岩石处于固体和液体间的临界状态。由于地壳岩石的传热能力很差，因此地壳底面附近的热就可以储存起来，形成热区，使上述临界状态的岩石发生相变，并伴随着岩石体积的增加；与此同时，周围的岩石又在阻止热区增加体积，于是热区便以强大的扩张力和热应力推动地壳，并在一定条件下引起地壳岩石的破裂产生地震；随后，热区中的一部分液体物质填入地震时产生的裂缝中，减小了对热区的束缚力，使热区的体积得到伸张，温度有所降低。这样，热区上面的地壳和附近的岩石就不再承受强大的推力作用，地震活动也就平息了。上述过程循环往复，如同锅炉中的水煮沸变为高温蒸汽，然后推动活塞运动一样，故称作“热机理论”。热机理论与地幔对流有密切联系，只是其力源主要来自应变能，并与地球热传导有关。

4.地球自转说

早在20世纪20年代就有人开始注意到地球自转速度变化与地震的相关性。20世纪50年代，斯托瓦斯根据近300年绝大多数毁灭性地震都发生在南北半球纬度35°附近的事实明确指出，地震的发生可能与地球自转的不均匀性有关。这是由于地球在绕其自转轴旋转时要发生形变。当地球转速增大时，两极物质便向赤道移动，其转动角速度愈大，地球就被压得愈扁；而当转动角速度减小时，情况则相反，引起旋转椭球体形变的压缩变形力还将导致经线弧长的变化。根据理论推导，这种与经弧变化有关的压缩变形力的南北向切应力在纬度±35°15′52″处达到极值，它可能就是产生大地震的重要因素。

地震与地球自转不均匀之间存在着某种联系，这一点似乎能为多数人所承认，然而，要把地球自转作为一种地壳运动的力源，则有不同的看法。目前，对此大致有以下四种见解：① 自转不均匀是由大地震引起的；② 地震是由自转不均匀引起的；③ 自转不均匀与地震是相辅相成的；④ 地震和自转不均匀都是由另一种过程所统一制约的一种共生现象。地质学家李四光持第二种意见。

除此以外，还有不少其他的看法，如摩根于1972年就提出了地幔柱模式，别洛乌索夫等人又认为重力分异和物理化学分异是地壳运动的动力来源，是地震孕育的一种能源。

（四）地震产生的机理

地震经常在地球各处发生，由于地球内部的情况很复杂，从地表到地球中心主要可分地壳、地幔、地核三个圈层。地壳平均厚度约33 km。地壳的运动使岩层中积累应力，产生形变。伴随着地球运动的过程，地壳的不同部位受到挤压、拉伸、旋扭等力的作用，在那些比较脆弱的部位，岩层就容易破裂，引起断裂、位错等变动，于是就发生地震。岩层受它上面的岩石的压力，随着深度增加，温度也升高。在高温、高压的情况下，岩石已不像在地表那样脆，而成为半柔性物质。当弹性应力聚积到超过岩石强度时，就会发生破裂。这时，受力变形的岩石迅速弹回平衡位置，地层中积累的能量以弹性波形式放出，引起地壳振动。大多数地震发生在地壳和地幔上部边缘的岩石里，岩层破裂往往不是沿一个平面发展，而是形成由一系列裂缝组成的破碎地带，沿整个破碎地带的岩层不可能同时达到平衡状态。主震以后的零星调整，就造成了一系列的余震。

地壳的岩石组成也非常复杂，受以前地壳运动的影响，有些地方的岩层中原来已有断裂存在，因而强度较差，容易发生滑动或产生新断裂。正是这些地方最易发生地震。根据经验，地震也常发生在原有断层的端点或转折处，以及不同断裂的交会处。由于地壳运动进展缓慢，应力积累往往需要很长时间，并且地层的组成复杂，岩石强度不一，究竟何时何地平衡状态遭到破坏，形成断裂或滑动，目前地震理论尚难确定。

岩石中积累的弹性应力超过岩石强度时，就将产生断裂；当应力超过原有断裂面两侧岩石间的摩擦力时，就能引起滑动。无论岩层断裂或沿旧断裂面滑动，都将使积累的应力迅速释放，发生地震。