地震是如何形成的？
一.构造地震
构造地震是由构造变化特别是断层活动引起的地震。世界上绝大多数地震都是构造地震，约占地震总数的90%。大部分属于浅源地震，影响范围广，对地面和建筑物的破坏非常强烈，往往造成生命财产的重大损失。
我国强震多为浅层构造地震，80%以上与断层活动有关。如1970年10月5日云南通海地震(M = 7.7)就是曲江断层再活化引起的。1973年2月四川甘孜、炉霍7.9级地震是由鲜水河断裂再活化引起的，震后在地面上形成一条走向为NW310，长度为100 km的地裂缝。
世界上很多著名的地震也属于构造地震。旧金山地震1906 (M = 8.3)与圣安地列斯断层的活动有关。1923日本关东大地震(M = 8.3)与穿过相模湾的NW-SE向断层活动有关。智利21年5月至1960年6月22日发生了一系列强震(3次8级以上地震，10次7级以上地震)，均发生在南北长1400km的秘鲁海沟断裂带上。
(A)构造地震的原因和震源机制
这个问题是地震预报理论中的核心问题，也是目前仍在讨论和需要解决的问题。
在地壳和上地幔中，由于物质的不断运动，往往会产生一种相互挤压和推动岩石的巨大作用力，即地应力。岩石在地应力的作用下积累了大量的应变能。当这种能量超过岩石所能承受的极限值时，就会使岩石在一瞬间突然断裂，释放出大量的能量，其中一部分会以弹性波(地震波)的形式传播。当地地震波到达地面时，地面会震动。这是地震。
从已经发生的地震来看，它的发生与现存的活动构造(特别是活动断层)密切相关，许多强震的震中都分布在活动断裂带上。从全球范围来看，地震带的分布与板块边界密切相关。这些边界实际上是张性、压性或水平交错的断层构造。
关于断层活动为什么产生能量很大的地震，以及它是如何运动的，目前有几种假说。
1.弹性回弹理论
这是关于地震起因的最早和最广泛使用的假说。这是一个假设，基于圣安德烈亚斯断层在1906旧金山地震期间水平移动的发现。假设认为地震的发生是因为地壳中的岩石发生了断裂和错位，而岩石本身是有弹性的。力消失后，已经弹性变形的岩石反方向反弹，恢复原状。这种弹跳可以产生惊人的速度和力量，将长期积累的能量在瞬间释放出来，引发地震。总之，地震波是由断层面两侧岩石的弹性回弹引起的，来自断层面。如图8-3所示，岩层上的应力引起弹性变形(B)，力超过岩石的弹性强度，产生断裂(C)。然后，断层的两块岩石弹回，回到原来的状态，地震就发生了。这种假说能较好地解释浅源地震的成因，但对中深源地震的解释并不容易。因为在相当深的地下，岩石已经是塑性的，不可能有弹性反弹。
2.蠕动理论
蠕变也叫匍匐爬行。在重力作用下，地表的土石层可以长时间缓慢下移，移动体与基底之间没有明显的界面，变形和移动是过渡性的，称为蠕变。蠕动的速度只有每年几毫米到几厘米。
发现建在活动断层上的建筑物，活动断层本身也有这种蠕动现象，即相对缓慢而稳定的滑动，没有地震。比如安卡拉以北110km处有一个安娜托利亚活动断裂带，发现位于这个断裂带上的建筑物的墙体是交错的，每年蠕动约2cm。也有人观测过中东地震后的断层，发现部分地区伴有无震蠕变，蠕变量约为每年1cm。
什么情况下容易产生蠕动，不是很清楚。有实验表明，在高压低温、高孔隙度(含水量)和白云石、方解石、蛇纹石等软矿物条件下，容易发生稳定蠕变。也有人认为在较高围压或较高温度下容易发生蠕动。
有一个现象已经逐渐被事实证明，那就是岩层的长期蠕变或活动断层的高百分比蠕变，因为能量是通过缓慢蠕变逐渐释放的，所以很少发生强震。我国阿尔金山地区存在一条规模较大的剪切断层，是一条活动断层。通过卫星图像分析，发现有蠕动现象，现代水系被切穿，位移明显，偏移量大，但历史上地震记录很少。推测该断层的活动方式主要是无震蠕动。
根据蠕变与地震大小关系的数据表明，蠕变占长期活动50%以上的地区，最大地震只能是5级，而蠕变占长期活动不到10%的地区，可能发生8级以上的大地震。
3.粘滑理论
在地下深处，断层两边的岩石要想滑动就必须克服强大的摩擦力，所以正常情况下，两组岩石好像粘在一起，谁也动不了。然而，当应力累积到等于或大于摩擦力时，两块岩石突然滑动。通过突然滑动，释放能量，两个圆盘卡在一起，直到能量积累到一定程度，导致下一次突然滑动。实验证明，一个物体在高压下的破坏模式是沿断裂面交替发生粘结和滑动，截面间歇性跳跃和滑动，累积的应变能在多次应力下降后释放。这种说法被称为粘滑理论。
影响断层活动方式的因素很多:一是温度低于500℃，断层面两侧岩体易粘滑；温度高于500℃时，容易蠕变和蠕变。二是岩石成分脆硬(如石英岩、应时砂岩等。)，而断层两侧的岩石往往以粘滑为主；如果岩性较软，则以蠕动为主。三是岩石的孔隙度和含水量，孔隙度大、孔隙度高、含水量高的岩石，自然容易发生蠕变；相反，孔隙小、孔隙度低、含水量低的岩石多呈粘滑状。此外，围压的大小也会影响断层的活动方式。如果断层的两个板块持续粘滑，就是地震多发期。
事实上，同一条活动断层在不同深度可以有不同的活动方式，同一条断层在不同时间也可以有不同的活动方式。比如圣安德烈亚斯断层，深度超过4km，是没有地震的稳定蠕动；4-12 km为伴随地震的粘滑运动；12km以下(由于高温)主要是稳定蠕动。因此，圣安地列斯断裂带上的地震震源深度小于20公里。
4.相变理论
有人认为深震是深部物质的相变过程造成的。地下物质在高温高压条件下，引起岩石矿物晶体结构的突变，导致岩石体积突然收缩或膨胀，形成爆炸性振动源，于是发生地震。这个理论没有得到多方面的证明，所以没有得到广泛的普及。近年来，根据p波地震在地下深部传播的分析，深源地震发生的部位也发生了断层和错动，证明地震与断层活动有关。同时，板块构造理论指出，当岩石圈板块俯冲到地下时，中深地震发生在俯冲地幔的板块内部，而不是地幔软流圈物质内部，因此相变理论自然失去了存在的基础。
(2)构造地震的特征
构造地震具有活动频繁、持续时间长、波及范围广、破坏性强的特点。
1.地震序列中任何一次地震的发生都要经历一个长期的孕育过程，即应力积累过程，这个过程可以持续十几年、几十年甚至上百年。
但在一定时期(几天、几周、几年)内，同一地质构造带上或同一震源体上可发生一系列有成因联系的大小地震。这样的一系列地震称为地震序列。在一个地震序列中，如果一个地震特别大，就叫主震；主震前常发生一系列弱或小地震，称为前震；主震过后，往往会发生一系列比主震小的地震，这些地震被称为余震。
构造地震的一个重要特点就是经常以这种顺序发生。这一特征可能与构造地震过程有关。一般来说，当局部应力即将加强超过岩石的强度时，岩层首先产生一系列微小的位错(或沿断裂带开始一个交替过程)，从而形成许多小地震，即前震。然后地应力继续增大，当岩层无法承受时，就会引起整个岩层滑动或者新的断层滑动，形成大地震，也就是主震。主震过后，岩层之间的平衡状态需要调整一段时间，以释放岩层中的残余能量，从而引起一些小的余震。在地震现场，经常可以看到破碎的地面上出现许多次生裂缝，这说明运动还没有完全停止，直到许多未受损的地方被完全破坏，剩余的应变能全部释放。这种情况类似于压弹簧的过程。当力消失后，储存的势能转化为动能，反弹回来恢复原状，但很难恢复。需要一段时间的缓慢振动调整，才能恢复原来的平衡位置。这种现象被称为弹簧效应。岩石也是有弹性的，所以也应该有这种弹性作用。1920年宁夏(原甘肃)海原地震，余震三年未消。其强度和频率有高有低，但总的趋势是逐渐衰减直至平息。
2.地震序列的类型
虽然构造地震往往是有一定序列的，但它们的能量释放规律、大小地震的活跃时间和比例往往是不同的。根据对1949+00年6月以来中国发生的强震的分析，地震序列可分为三种类型:
(1)单一类型地震
也称为孤立地震。这类地震的前震和余震少而弱，震级与主震相差很大。几乎整个序列的所有地震能量都是通过主震释放的。这样的地震很少。1966年秋季安徽定远地震和1967年3月山东临沂地震均未观测到前震和余震，震级仅为4-4.5级。
(2)主震
是最常见的类型，主震的震级特别突出，释放的能量占整个系列的90%以上。前震可能存在，也可能不存在，但余震很多。1975年2月4日，辽宁海城发生7.3级地震。地震前24小时有500多次前震，主震后发生多次余震。1976年7月28日唐山地震(7.8级)基本没有前震，但余震持续了几年。
(3)群体地震
地震序列由许多震级相近的地震组成，没有突出的主震。这类地震的前震和余震多，经常成群出现，活动时间长，衰减速度慢，活动范围大。比如1966的邢台地震，从2月28日到3月22日，震级从3.6、4.6、5.3、6.8、6.8逐渐上升到7.2，引发大地震。有时，这种类型的地震是由两个主要地震结合或混淆而成的。
有时地震序列更复杂，好像是由几个单体型、主型和震群型组成的。比如8-9月四川马边地震，1971。
地震序列的类型可能与岩石和构造的均匀性和复杂性有关。根据实验，当介质均匀且介质内部应力不集中时，主裂缝前没有小裂缝，主裂缝后也很少有小裂缝。当介质不均匀，应力局部集中或高度集中时，主破裂前后会出现一些或许多小裂缝。
研究地震序列的类型有助于预测和预报地震活动的趋势。比如1967的河间地震，主震发生时根据其前震和震级(2.3级)判断为主震，主震后不会有大的余震。事实表明这个推论是正确的。
第二，火山地震
指火山活动引起的地震。这种地震可以直接由火山爆发引起；也可能是火山活动引起的结构变化，从而引发地震；或者是结构变化导致的火山爆发，从而引发地震。因此，火山地震往往与构造地震密切相关。
火山地震很少，约占总数的7%。震源深度不大，一般不超过10km。一些地震发生在火山附近，震源深度为1-10 km。它们的出现与火山喷发没有直接或明确的关系，而是与地下岩浆或气体状态的变化引起的地应力分布的变化有关。这种地震被称为A型火山地震。也有一些地震集中在活动火山口附近的狭窄范围内。震源深度浅于1km，影响范围很小，称为B型火山地震。有时地下岩浆冲到离地面很近的地方，却没有涌出地面，也能产生地震，称为潜伏火山地震。
意大利、日本、菲律宾、印度尼西亚和堪察加半岛等现代火山地带最容易发生火山地震。
第三，冲击地震
这种地震是由滑坡、塌方等引起的。，或由碳酸盐地区地下水长期溶解形成许多地下洞穴，洞穴顶部塌陷。后者也叫塌陷地震。这种地震很少，约占地震总数的3%。震源很浅，影响范围小，震级不大。1935年，广西白寿县发生塌陷地震，面积约40,000 m2。地面塌陷成一个深潭，几十里外都能听到，附近的屋顶瓦片都在晃动。再比如，1972年3月，山西大同煤矿西部采空区，顶板大面积坍塌引发地震，最大震级3.4级，震中地区建筑物轻微受损。
第四，水库地震
有些地方没有或很少发生地震，但后来由于修建水库，经常发生地震，称为水库地震。说明这次地震与水的作用有关，当然也与一定的构造和地层条件有关，水的作用只是诱发因素。如广东河源新丰江水库自1959蓄水以来，库区周边地震频次逐渐增加。3月1962日发生6.4级地震，震中烈度达8度，是已知最大的水库地震之一。截至1972，该地区已记录地震近26万次(图8-4)。再比如埃及著名的阿斯旺水库，坝高1100m，库容165万m3，1960年正式开工，1964年蓄水，1968年投入运行。在水库建成之前，这个地区历史上没有发生过地震。1980以来有小震和微震，1981+1坝址西南60km库区发生5.6级地震。1982年同一地点发生5级和4.6级地震。
此外，深井注水和地下抽水也会引发地震。比如有一个位于美国科罗拉多州基尚的军工厂，打了一口3614m的深井处理废水，向地下注入高压水，1962频繁发生地震。停止注水后，地震活动会减弱；恢复注水后，地震又增加了。
上述地震的成因，尤其是水库地震，引起了人们的极大关注。一般认为，水库蓄水在一定的地质构造条件下(如活动断层、密集或交叉断层，或高程有差异运动的过渡部位等)可以诱发地震。).除了人为因素，一些自然因素，如太阳黑子活动期、新月、农历等也容易诱发地震。各种触发机制都需要进一步研究。