震源机制沙滩球(focal mechanism beach ball)绘制之傻瓜式教程

震源机制系列文章：

震源机制(Focal Mechanism)之断层基本知识

震源机制(Focal Mechanism)之沙滩球(Beach Ball)

目录

1. 断层的定义

2. 绘制流程

3. 更多示例

1. 断层的定义（）

走向（strike）：正北方顺时针旋转到走向 

倾角（dip）：从水平面向下旋转到断层面的角度 

滑移角（rake）： 走向旋转至滑动方向的角度（逆时针为正）

PS 更多断层细节可阅读 震源机制(Focal Mechanisms)之断层基本知识_ddd...e_bug的博客-CSDN博客_震源机制

2. 绘制流程

 

Wulff Net（该图仅为展示Wulff Net，图中线条与示例中断层无关）

PS 四组断层信息（30,60，40/-140）和（278,58，-30/150）均可大致获得上面两条线。

以断层走向70°，倾角50°，滑移角为-120°的沙滩球为例，具体步骤如下：

第一步：绘制断层面的投影

1. 走向70°。根据外圈大圆确定走向为 A点，对应C点为70°+180°=250°。（大圆共360°，与走向取值范围一致，如上wulff net所示）
2. 倾角50°，根据同心圆确定倾角为S点。(同心圆最外侧为0°，最内侧为90°，如上wulff net所示)
3. 连接ASC即为断层面的投影。

第二步：绘制辅助面的投影。

辅助面由两条线确定： 

(a) 过圆心且垂直于断层面的线。该线的赤平投影为图中U‘点，该点也是断层面的极点;

(b) 位于断层面内且垂直于滑动方向的线。该线的赤平投影为图中点B。该线可利用如下方法获得：根据滑移角的正（负）值，从S点出发沿着逆（顺）时针方向旋转’倾角的范围’到B点 ,此时角BOU=90°。若滑移角超过90度，可绘制辅助线AB'C，得到B’点，延长B‘O与ASC的交点即为B点。

注意：AB'C为ASC关于AC的对称线，B‘点即为垂直于滑移方向的直线在上半球的投影，直线相应的下半球投影点为B。（这里有点绕，但原理就是这样的。更简单的操作方法是：不需要辅助线，直接从S点出发，根据对应方向旋转滑移角度；当少于90°时，在S --> C内；若超过90°，沿着 S-->C-->A-->S数。）

1. 绘制垂直AC的辅助线MN，根据倾角，得到断层面的极点U'，其中S-U‘的角度为90°（可在Wulff net中简单得到）
2. 根据滑移角，确定与滑移角垂直的直线，其投影为点B（B点确认方法见上）
3. 连接U'B，得到DU'BE即为辅助面的投影。

第三步：绘制阴影

• 正断层，滑移角为负，外部阴影；
• 逆断层，滑移角为正，内部阴影；
• 走滑断层，滑移角为0或180度，根据滑移方向而定，滑移方向的指向为阴影。

示例滑移角为负，为正断层，所以为外部阴影。

图：断层走向70°，倾角50°，滑移角为-120°的沙滩球

3. 更多示例

（A）滑移角的影响

 （B）走向的影响

可在“Earthquake Focal Mechanism - Wolfram Demonstrations Project”网站验证更多实例，检验是否真的明白。

PS 仅根据沙滩球，有且仅有两组（走向，倾角，滑移角）数据，最终确定断层产状，需根据当地地质条件。