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地球的自由振荡是由大地震激发所产生的长周期波动，与地球的内部结构及地震的震源机制密切相关。地球的长周期自由振荡可以约束地震的震源机制、地震大小及持续时间。观测和分析地球自由振荡简正模振幅和相位，可以更好地分析地震的发震信息及动态过程。本论文研究重点：利用0S0简正模的高精度重力观测对大地震的震源机制予以约束。主要研究成果如下：
(1)采用不同的震相及不同的反演方法，得到的震源机制参数不同。对于大地震而言，利用体波反演的震源机制模拟的简正模振幅与实际观测振幅相差较大，而利用面波反演及W-phase波反演的震源机制模拟的简正模振幅与观测振幅符合较好，对大地震的震源机制反演建议采用面波反演或W-phase波反演。
(2)文中以2011/3/11日本Tohoku大地震为实例，利用地球自由振荡0S0简正模对不同机构给出的双力偶点源震源机制解予以约束。0S0振幅大小与地震断层的倾角(dip)、滑动方向角(slip)、震源深度及地震断层的破裂时间有关。分析结果显示：逆冲型浅源大地震的断层倾角对0S0振幅影响很大，而滑动方向角以及震源深度对0S0振幅影响较小，断层的破裂时间越长，振幅下降越快。USGSCMT震源机制解中较大的断层倾角是导致其0S0振幅显著偏离观测值的主要原因。
(3)大地震断层的破裂过程十分复杂，将断层面划分为有限个子断层面进行分析，能更好地反应出断层破裂的真实情况。有限子断层源(即有限断层模型)实质上是将断层划分为多个双力偶源。为深入研究大地震断层的破裂机制，将有限子断层模型、双力偶点源模型激发的简正模振幅与超导重力观测数据进行比较，不仅可以约束双力偶点源震源机制参数，还可以判断断层的整个破裂过程。