接收函数方法在新疆和田地震台阵的应用研究

唐明帅王海涛郑勇葛粲

1）新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐 830011

2）中国地震局地震预测研究所兰州科技创新基地，兰州 730000

3）中国科学院大地测量与地球物理研究所，大地测量与地球动力学国家重点实验室，武汉 430077

自20世纪80年代以来，远震体波接收函数已经开始广泛地应用于地球内部结构的研究中，它是现阶段国内外探测地壳及上地幔结构和间断面起伏特征的重要手段。在接收函数应用研究中，对于宽频带地震台站接收函数的稳定性和台站下方的结构已有许多成果，而对短周期地震台站接收函数的稳定性和可靠性分析很少。2007年建成的新疆和田地震台阵孔径约3 km、包括9个子台，每个子台都安装了相同型号的短周期三分向地震仪，同时还在中心台（子台1）安装了一台甚宽频带地震仪。

本研究基于和田地震台阵各子台3年记录的远震波形数据，应用接收函数方法对比研究了台阵各子台下方的观测接收函数、地壳厚度与壳内平均波速比以及100 km深度的S波速度结构，分析了接收函数方法应用于短周期地震台站的稳定性。

本文首先应用了时间域的迭代反褶积方法提取了台阵各子台的观测接收函数；其次，应用H-k叠加搜索方法研究了台阵下方的地壳厚度与壳内平均泊松比；再次，应用线性反演方法反演了台阵下方100 km深度的一维S波速度结构；最后，对台阵各子台的观测接收函数、地壳厚度与壳内平均泊松比、一维S波速度结构进行了对比分析。

根据本文研究结果，对远震体波接收函数方法、和田地震台阵下方的结构得到以下认识：

（1）台阵各子台的观测接收函数显示，台阵下方沉积层很薄，台阵下方莫霍面的转换波震相(Ps)清晰，表明莫霍面具有明显的边界。

（2）应用时域迭代反褶积方法提取台站下方观测接收函数研究地壳和上地幔顶部结构时，在数据相同的情况下，为了得到更多高质量的观测接收函数，宽频带和短周期地震台站的高斯滤波因子α取值需根据实际合理选择。

（3）应用H-k叠加搜索方法得到台阵下方的地壳厚度为53.81 km，壳内平均泊松比为0.240 3。该结果与Youlin Chen等（2010）用接收函数方法研究位于塔里木盆地西南和西昆仑接触带的和田地震台站下方的地壳厚度（51.81 km）和泊松比（0.258）结果相吻合。和田地震台阵9个子台的H-k叠加结果显示，该方法适用于短周期地震台站的观测接收函数。

（4）台阵下方100 km深度的S波速度结构表明，台阵下方莫霍面是一个一级间断面，深度约为55 km，这与观测接收函数和H-k方法得到的结果一致。

（5）根据短周期和宽频带地震仪观测接收函数得到台阵下方100 km深度的S波速度结构，表明短周期地震仪（2 s～40 Hz）观测接收函数只能反演台站下方约40 km深度的S波速度结构，深部的结构需要采用宽频带地震仪进行分析和研究。