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年吉林松原發生的小震群和2005年大慶市林甸發生的5.1級地震記錄中，發現松原臺井下擺和大慶臺網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年小震群全部數據進行分析，結合地面有感地點調查，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，不會出現其他我們已經知道的震相如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觀測數據，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，其結果與該臺記錄到當地全部地震i1-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和美國臺網的平均值 12.5 km，計算結果為 2.49 s和實際記錄i-Sg=2.46 s也非常吻合。

結論：

（1）根據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震相區別，暫定此震相為PgPg，SgSg；

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

（3）我國平原地區有許多深井觀測臺，應廣泛開展此項研究。