河南濮阳地壳深度的计算

2014-10-21李守勇

山西地震 2014年2期

李守勇，孙晴

（河北省地震局邯郸中心地震台，河北邯郸 056001）

0 引言

河南濮阳地处冀鲁豫交界，聊考断裂带的北段，地震活动较为集中，多发生在地壳内，因此，了解此处的地壳深度对探讨该处的地震有深刻的意义。地壳深度相对来讲尺度比较大，过去常规的测定方法一般是通过人工爆破利用反射波来测定，由于爆破源在地表，很难较准确地计算出，而天然地震由于发生在地壳当中，消除了自由表面的影响，利用地震波的传播理论，能较好地计算地壳深度。文中利用天然地震的记录反射波，根据波动理论参数来计算地壳深度。莫霍面是地壳与上地幔的分界线，由于地壳的巨大速度梯度而使地震波在莫霍面上产生反射与全反射，运用地震波的波动理论和记录到的反射波参数来计算地壳深度。

1 原理

在距离震中80～120km的台站极易记录到地震的反射波［1］，有的地方地壳分为两层，而有的地方不很明显，研究中采用简化模型，将地壳设定为介质均匀的一层。由于华北地区地震都发生在地壳之内，其地震波传播路径由图1所示。

图1中，S代表台站，Δ为震中距，E为震中位置，H为地壳深度，h为震源深度，O为震源位置，O′为SA的延长线与EO延长线的交点，即震源O在莫霍面的镜像位置，该处的P波速度参照文献［2］为已知。通过地震定位，能知道震源深度h和震中位置E，根据台站的位置和震中位置可以知道震中距Δ，因此，由式（1）就可计算出地壳深度。

2 资料的选取与计算

河南省濮阳地区为邯郸地震台网监测的地区之一，本次研究选取该地区10个反射波记录比较清楚的地震事件。为提高精度，采用离震中较近的清丰、浚县、梁山、聊城4个台站的资料进行定位，其位置和地震震中如第34页图2所示。最近的台站是清丰台，距震中约40km；浚县台距震中约96km，在所记录的地震反射波形中最为清楚（见图3），本次研究选用该台P波的反射波参数来计算地壳深度。由于单纯型定位方法在极值附近收敛比较慢，适合少参数的函数［3］，因此，研究中采用单纯型定位法。计算地壳深度所需的参数如第34页表1所示。在计算中，用1度表示长度111km，参阅文献［2］，选用P波反射波的速度为6.13km／s。

3 分析与讨论

用反射波来计算的是反射点处地壳的深度，震中位置只是近似表示，采用10个小震的反射波资料来计算小区域的地壳深度，用其平均值来大致估算其平均深度。从图2中可以看出，河南濮阳地区的地壳深度为30km（Mapsis图层），其外围的地壳深度为32km，研究得出的平均地壳深度为30.9km，由此看出，该结果与前人利用其他技术获取的结果比较接近。