采用接收函数法反演佛子岭台基莫霍面深度及波速比

维速 度模 型 。谢 晓峰等 （ ２ ０ １ ０ ） 利 用 Ｈ— Ｋａ ｐ ｐ ａ 叠 加方 法反 演得 到 宁夏 区域数 字地 震 台网子 台
下方 的地 壳厚 度 和波速 比。徐强 等 （ ２ ０ ０ ８ ） 对 比研究 Ｐ波接 收 函数和 Ｓ波接 收 函数 的异 同 。 佛子 岭地震 台位 于 我 国“ 霍 山震情 窗 ” ， 是 建设 大别 山地 震试 验场 的重要 组 成部分 ， 对 台站 台基 地壳结 构 进行 高分 辨率 研究 具有 现实 意 义 。
地 震 地 磁 观 测 与 研 究
第３ ４卷 第 ３ ／ ４ 期
２ ０ １ ３年 ８月
ＳＥＩ ＳＭ ０ Ｌｏ ＧＩ ＣＡ Ｉ Ａ ＮＤ Ｇ Ｅ０Ｍ Ａ ＧFra Baidu bibliotekＮＥＴ Ｉ Ｃ ０ＢＳ ＥＲ ＶＡ Ｔ １ ０Ｎ Ａ ＮＤ ＲＥＳＥＡ ＲＣ Ｈ
Ｖｏ １ ． ３ ４ Ｎｏ ． ３ ／ ４
秦 溯 付 鸣 放 刘 浩 周 志
（ 中 国安 徽 ２ ３ ７ ２ ７ ２佛 子 岭地 震 台 ）
摘 要 接 收 函 数 法 是 目前 地 震 波 研 究 常用 方 法 ， 以佛 子 岭 地 震 台 数 字 化 仪 器 记 录 的 远 震 事 件 数 据
为基 础 ， 使用 Ｗｉ ｅ ｎ ｅ ｒ 滤 波 方 法 进 行 接 收 函数 计 算 ， 应 用 Ｈ— Ｋａ ｐ ｐ ａ叠 加 法 ， 通过 Ｐ ｓ 转 换 波 等 震 相 拟合 ， 反 演 台基 的莫 霍 面深 度 、 波 速 比及 泊 松 比 。
本 文 收 到 日期 ： ２ ｏ １ ２ — １ ２ － １ １
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地
震
地
磁
观
测
与
研
究
由于受测 震仪器 的频 谱及 带宽 限制 ， 算法 不够稳 定 ， 通 常需 要人 为选定 水准 量 因子对 垂 向
分量 作预 白化 处理 （ Ｏ ｗｅ ｎ ｓ ｅ ｔ ａ ｌ ， １ ９ ８ ４ ； 刘 启元 等 ， １ ９ ９ ２ ） ， 因此 导致测 算精 度 的降低 ， 尤其 对 反 映 深部 壳 幔结构 的低频 信 息影 响较大 （ 张洪 双 等 ， ２ ０ ０ ９ ） 。时 间域 算法 则 是 采用 反 褶积 方 法设 计 滤 波器 ， 应用 三分量 波形 的时间序 列计算 接 收 函数 ， 目前 常 用 方法 主 要有 脉 冲 反褶 积 、 Ｗｉ ｅ ｎ ｅ ｒ 滤 波反 褶积 、 最大 或然性 估计 、 最 大熵谱 反褶 积 、 迭 代求解 等 （ 徐强等 ， ２ ０ ０ ８ ） 。
概念 是 ， 指 以远震 的地 表位 移 波形 的垂 直分 量 ， 对 其水 平分 量作 反褶 积处 理后 得到 的时 间序 列 （ 吴 庆举 等 ， ２ ０ ０ ７ ） ， 主要 由观测 台 站下 方 远 震 Ｐ波 在 速 度界 面上 产 生 的 Ｐ ｓ 转换震相 ， 及 地 表
与速 度 界面 间多 次反 射／ 转 换震 相 组成 （ 孙 丽等 ， ２ ０ ０ ８ ） 。震 中距 在 ３ Ｏ 。 一９ ５ 。 的远震 Ｐ波 到 达地
关键 词 接收函数 ； 莫 霍 面 深度 ； 维 纳 滤 波 ；Ｈ— Ｋａ ｐ ｐ ａ算 法 ；波形 反 演
０ 引言
地震 波 资料 通常 被用 来研 究地 球 的 内部结 构 ， 为 了得 到 更 真 实 的莫 霍 面深 度 及 地球 速 度 模型， 国 内外 地球 物理 学 家们 发展 了各 种方 法 。接 收 函数 法 最早 由 Ｐ ｈ ｉ ｎ ｎ ｅ ｙ （ １ ９ ６ ４ ） 提出， 数 学
１ 基 本 原 理
接 收 函数 常用算 法 主要 分为 频率 域和 时 间域两 大类 ， 其 数学形 式见 公式 （ １ ）
１ ｒ ｎ ／ 、
Ｒ（ ） 一Ｋ － Ｉ Ｌ ／ Ｈ Ｉ ． （ ． Ｏ ） ￣ ／ ｄ 叫
‘ｎＪ ｖ Ｌ ∞
（ １ ）
震 台站 下 方 时 ， 可 近 似 为垂 直 入 射 的平 面 波 ， 台站 下 方介 质 响应 的垂 直 分量 可 近 似 为脉 冲 函 数， 从而 消 除各种 事件 的震 源 时间 函数 以及 射线路 径 等 的影 响 （ 张洪 双等 ， ２ ０ ０ ９ ） 。
近 ２ ０年来 ， 随着数 字化 观测 台站和 流动 观测 台站 建设 ， 用接 收 函数计 算 地 壳 厚度 的方 法 日趋 成熟 。孙 丽等 （ ２ ０ ０ ８ ） 研 究西 安 地震 台 的远震 接 收 函数 ， 并 以此 为 基础 反 演 该 台 台基 的一
其中 ， Ｒ（ ） 为接 收 函数 ， Ｄ （ ） 和 Ｄ、 ， （ ｃ ｕ ） 分 别是 水平 分量 和垂 直分 量 的频谱 。传 统 的频 率 域算 法 主要基 于 等效震 源 时 间 函数 的假 设 ， 通过 改善 频谱 估计 的精 度和分 辨 率来测 定 接收 函数 。
作者简介 ： 秦溯（ １ ９ ８ ５ ） ， 男， 助理工程师 ， 从 事 地 震 监 测 预 报 工 作 基金项 目： 安 徽 省 地 震 局 合 同 制 项 目（ ２ ０ １ １ ３ ２ ） 资 助
Ａｕ ｇ． ２０ １３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ｌ ／ Ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ３ — ３ ２ ４ ６ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ／ ０ ４ ． ０ ０ ６
采 用 接 收 函 数 法 反 演 佛 子 岭 台 基 莫 霍 面 深 度 及 波 速 比
本 文采用 Ｗ ｉ ｅ ｎ ｅ ｒ 滤 波反褶 积方 法 ， 假 设在 时 间域 中 ， 以 向量 ｚ （ ） 表示 远震 Ｐ波 波形 的径 向分量 数据 ， 向量 Ｒ（ ） 表 示远 震 Ｐ波波形 的垂 向分 量数 据 ， 向量 厂 （ ） 表示 所要计 算 的 接收 函 数， 根据 ｚ （ ） 可 表 示 为 Ｒ（ ） 与 ． 厂 （ ｎ ） 的褶积计算式 的原理设 计反褶积滤 波器 （ 吴庆举 等，