朱国豪

摘 要 震源深度一直是地震定位的一个重要参数。本文利用PN震相和SPn震相走时差方法对江苏以及黄海2个M大于4.0级地震深度进行重新处理，并将结果与精定位结果进行比较。结果表明该方法简洁便捷，实用性强。

关键词 SPn震相；震源深度；震相特征

中图分类号 P3 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）06-0007-02

震源深度作为地震时空参数中的一个基本参数，是目前最难准确测定的参数之一。而震源深度的准确测定关系到对震源过程、板块运动、断层构造和应力场作用等一系列重要问题的正确认识，而震源深度对于某些地震特别是近震和浅源地震来说，是非常重要的。现实速报工作中有时也使用Pn震相来确定震源深度，但该方法由于地壳的复杂性得到的震源深度具有较大的不确定性。

浅源地震，是指震源深度在60km以内的地震，震源深度参数在定位中的作用比较实用，而SPn震相一般在震中距10°左右可以辨识。近年来，许多学者在这方面作了很多的研究。张诚、邵平蓉等分别对各自区域台网利用SPn震相深度定位进行了相关分析处理。上海周边地区如江苏盐城附近、黄海海域等距离上海台网中心距离350km左右，且该地区常发生M大于4.0级地震，符合SPn震相出现基本条件。由于SPn不像Pg、Pn那样清晰可辨，本文通过对原始波形进行高通滤波，根据SPn的初动方向和振幅及周期的自有特征，并利用一定震中距跨度范围内SPn-Pn到时差基本不变的原理，确定SPn震相到时，从而得到该地震震源深度值。

1 SPn震相

当地震发生在地壳内时，S波射线入射地表并反射转换为P波后入射到Moho面，当入射角为临界角时，形成Pn波，由于它是由S波转换而来，故记为SPn波，其射线传播路径如图1。虽然其动力学特征保持横波性质振幅和周期均大于纵波，但最终以纵波形式出现在地震记录上，所以垂直分向显示清晰，其振幅和周期均大于Pn。SPn震相是出现在Pn与Pg间。

上海及周边地区MOHO面约32km，在日常近震监测工作发现，在Pn震相和Pg震相中存在较为明显P*震相，说明上海及周边地区有着较为连续明显的康拉德面，与姚保华21世纪初使用综合地球物理探测方法对上海地区地壳精细结果相一致。综合该地区历史地震精定位结果，江苏盐城附近及黄海地区地震深度一般小于20km在上地壳内，在使用SPn震相计算震源深度时，须采用震源位于上地壳的双层地壳模型。图1表示SPn震相在双层地壳模型中的传播路径。

根据snell定律及走时方程可以推出TSPn-Tpn与震源深度之间的公式为：

其中V3为地幔P波速度，Vs1为上地壳S波速度，V1为上地壳P波速度。将上海地区地壳模型带入公式，等到TSPn-Tpn与h的关系为：

2 数据处理

2.1 地震记录台站及震中分布

以2012年江苏宝应与高邮交界4.9级和黄海4.7级两个地震为例，运用上海台网（15个台站，其中HUH、TPS两个台站位于省外）及部分周边浙江台网（7个台站）台站数据，使用SPn震相处理震源深度方法，对震相深度进行初步定位。

2.2 深度计算

2012年7月20日于黄海发生M4.7级地震，震中距离上海台网中心距离320km，出现明显SPn震相的台站如图2，表1为相关台站震源深度计算：

江苏宝应、高邮交界地震国家局速报结果为8km，通过编目及震源机制解等其他手段精确定位后的震源深度为10km，与使用SPn震相定位深度得到的11.8km相差不大，在误差范围内。黄海地震速报结果为6km，与SPn震相定位深度基本相同，可以看出使用SPn震相可以对地震深度进行初步的准确估计。

3 结论

1）因上海周边地区有P*震相的存在，在对SPn震相进行辨识时，需密切注意其与P*震相的区别，错误的震相辨识可能导致最终结果的偏差。不同的地壳模型对确立TSPn-Tpn与深度h之间的函数关系式存在差异，因此在使用SPn震相对地震深度进行初步估计计算时，需选择正确合理的地壳模型，上海及周边地震发震深度一般为于上层地壳中，所以使用该方法时必须使用震源位于上地壳的双层地壳模型对震源深度进行处理。

2）通过对上海周边地区最近10年来M大于4.0级地震的SPn震相定位震源深度整理發现使用SPn震相对满足条件的地震震源深度定位具有很好的实效性，并且简单快捷。

参考文献

[1]姚保华，章振铨，王家林，等.上海地区地壳精细结果的综合地球物理探测研究[J].地球物理学报，2007，50（2）：482-491.

[2]高立新，刘芳，赵蒙生，等.用SPn震相计算震源深度的初步分析与应用[J].西北地震学报，2007，29（3）：213-217，244.

[3]刘芳.用SPn震相计算内蒙古地震震源深度[J].大地测量与地球动力学，2010，30（11）：14-17.

[4]王登伟.用SPn与Pn波走时差测定近震震源深度的方法[J].地震，2011，31（1）：12-19.