目前认为产生地震的两种机理是:岩石的破裂和岩石沿已有断层面的摩擦滑动。对完整的岩石进行压缩时,岩石会产生破裂,出现断裂面。岩石在破裂前,体积会有明显的增加,这叫做岩石的膨胀。膨胀是由于岩石中的裂纹形成及其扩展,而且在应力约等于岩石破裂强度的一半时开始。膨胀会引起岩石物理性质的明显变化。基于岩石破裂之前的膨胀现象,美国科学家提出了地震发生的膨胀-扩散模式(见震源物理)。
对含有断层或其他间断面的岩石进行压缩时,沿断层面发生摩擦滑动的条件为:其中σ、τ分别为断层面上的正应力和剪应力。以上定律与经典物理学中的摩擦定律τ=μσ是很不相同的。经典物理学中的摩擦系数μ与材料种类、界面性质等许多因素有关,而在高压下岩石的摩擦却与岩石种类、界面性质无关。这个定律的物理解释目前尚不完全清楚。一旦达到滑动条件后,摩擦滑动有两种方式:一种是稳定的滑动;另一种是不稳定的滑动,叫做粘滑。多数浅源地震的成因可能与现存断层的粘滑有关。 破坏过程中岩石物理性质的测量 破坏过程中岩石物理性质,例如弹性波速度、电阻率、磁化率、声发射、一些断裂力学参数等将要发生变化。通常将实验室中观测到的这些物理性质的变化,同地震前各种地球物理场的观测资料进行比较,以便了解地震的过程。由于地球上99%以上的岩石都处于1千兆帕(~1万大气压)和500℃以上的高压高温环境之中,因而实验测量工作必须在模拟地球内部的高压高温条件下进行;还由于实验室内岩石样品尺寸不大,故测量精度必须相当高。所以,岩石物理性质的测量,应用和吸收了高温高压技术、激光全息测量技术、电子计算机等许多方面先进的技术和成就。