井下擺記錄地方震地表反射波

韋慶海 孟憲森 高東輝 孟令蕾 佟艷英

1）黑龍江省地震局， 哈爾濱 150090

2）黑龍江省哈爾濱市地震局， 哈爾濱 150000

3）大慶地震臺，黑龍江大慶 163000

地震波在地球表面的反射波PP、SS由于需經(jīng)地球表面的一次反射，因此屬于遠震記錄觀測到的震相。而2003年吉林松原發(fā)生的小震群和2005年大慶市林甸發(fā)生的5.1級地震記錄中，發(fā)現(xiàn)松原臺井下擺和大慶臺網(wǎng)中的部分井下擺記錄到了一些特殊震相（圖1）。對于松原臺觀測到2003年小震群全部數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)合地面有感地點調(diào)查，判定震中距為21 km，震源深度在5 km左右。記錄中在Pg和Sg后面出現(xiàn)了兩組顯著的震相，i1和i2，松原單臺記錄全部震群的平均走時差i1–Pg=0.37 s，i2–Sg=1.17 s。

由于震中距在21 km附近，不會出現(xiàn)其他我們已經(jīng)知道的震相如P11 等莫霍界面反射波，因此，這組震相屬于什么界面產(chǎn)生的波形值得認真研究。

圖1 井下擺記錄震相

采用吉林和黑龍江臺網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)，對松原震群較大地震位置進行了測定。以此為參考對單臺記錄的全部震群事件進行了分析，確定單臺震中距為21.5 km，震源深度為5 km。然后根據(jù)臺站附近的測井資料和工程地震資料確定了上地殼速度模型。計算了從震源到達臺站的直達波Pg和Sg走時。由于記錄傳感器位于井下（松原臺－384 m，大慶慶新臺－708 m），初步判定i1和i2為在特定的震中距內(nèi)的地方震在地球表面形成的反射波。因此，選定了一個反射點，計算了其走時。獲得的走時差分別為0.38 s和1.18 s，其結(jié)果與該臺記錄到當?shù)厝康卣餴1-Pg和i2-Sg走時差平均值非常吻合。

為了驗證，采用相同方法計算了大慶慶新臺關(guān)于林甸5.1級地震的記錄。其中井下擺深度708 m，震中距為 25.48 km，震源深度取中國臺網(wǎng)和美國臺網(wǎng)的平均值 12.5 km，計算結(jié)果為 2.49 s和實際記錄i-Sg=2.46 s也非常吻合。

結(jié)論：

（1）根據(jù)松原地震臺和大慶慶新臺記錄資料分析，井下擺可以記錄到地方震的地球表面反射波，為和遠震記錄的PP和SS震相區(qū)別，暫定此震相為PgPg，SgSg；

（2）該震相豐富了井下地震觀測的內(nèi)容，并可為深入開展臺站附近地下速度結(jié)構(gòu)提供服務；

（3）我國平原地區(qū)有許多深井觀測臺，應廣泛開展此項研究。