唐明帥王海濤鄭勇葛粲

1）新疆維吾爾自治區(qū)地震局，烏魯木齊 830011

2）中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所蘭州科技創(chuàng)新基地，蘭州 730000

3）中國(guó)科學(xué)院大地測(cè)量與地球物理研究所，大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430077

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，遠(yuǎn)震體波接收函數(shù)已經(jīng)開(kāi)始廣泛地應(yīng)用于地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究中，它是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外探測(cè)地殼及上地幔結(jié)構(gòu)和間斷面起伏特征的重要手段。在接收函數(shù)應(yīng)用研究中，對(duì)于寬頻帶地震臺(tái)站接收函數(shù)的穩(wěn)定性和臺(tái)站下方的結(jié)構(gòu)已有許多成果，而對(duì)短周期地震臺(tái)站接收函數(shù)的穩(wěn)定性和可靠性分析很少。2007年建成的新疆和田地震臺(tái)陣孔徑約3 km、包括9個(gè)子臺(tái)，每個(gè)子臺(tái)都安裝了相同型號(hào)的短周期三分向地震儀，同時(shí)還在中心臺(tái)（子臺(tái)1）安裝了一臺(tái)甚寬頻帶地震儀。

本研究基于和田地震臺(tái)陣各子臺(tái)3年記錄的遠(yuǎn)震波形數(shù)據(jù)，應(yīng)用接收函數(shù)方法對(duì)比研究了臺(tái)陣各子臺(tái)下方的觀測(cè)接收函數(shù)、地殼厚度與殼內(nèi)平均波速比以及100 km深度的S波速度結(jié)構(gòu)，分析了接收函數(shù)方法應(yīng)用于短周期地震臺(tái)站的穩(wěn)定性。

本文首先應(yīng)用了時(shí)間域的迭代反褶積方法提取了臺(tái)陣各子臺(tái)的觀測(cè)接收函數(shù)；其次，應(yīng)用H-k疊加搜索方法研究了臺(tái)陣下方的地殼厚度與殼內(nèi)平均泊松比；再次，應(yīng)用線性反演方法反演了臺(tái)陣下方100 km深度的一維S波速度結(jié)構(gòu)；最后，對(duì)臺(tái)陣各子臺(tái)的觀測(cè)接收函數(shù)、地殼厚度與殼內(nèi)平均泊松比、一維S波速度結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析。

根據(jù)本文研究結(jié)果，對(duì)遠(yuǎn)震體波接收函數(shù)方法、和田地震臺(tái)陣下方的結(jié)構(gòu)得到以下認(rèn)識(shí)：

（1）臺(tái)陣各子臺(tái)的觀測(cè)接收函數(shù)顯示，臺(tái)陣下方沉積層很薄，臺(tái)陣下方莫霍面的轉(zhuǎn)換波震相(Ps)清晰，表明莫霍面具有明顯的邊界。

（2）應(yīng)用時(shí)域迭代反褶積方法提取臺(tái)站下方觀測(cè)接收函數(shù)研究地殼和上地幔頂部結(jié)構(gòu)時(shí)，在數(shù)據(jù)相同的情況下，為了得到更多高質(zhì)量的觀測(cè)接收函數(shù)，寬頻帶和短周期地震臺(tái)站的高斯濾波因子α取值需根據(jù)實(shí)際合理選擇。

（3）應(yīng)用H-k疊加搜索方法得到臺(tái)陣下方的地殼厚度為53.81 km，殼內(nèi)平均泊松比為0.240 3。該結(jié)果與Youlin Chen等（2010）用接收函數(shù)方法研究位于塔里木盆地西南和西昆侖接觸帶的和田地震臺(tái)站下方的地殼厚度（51.81 km）和泊松比（0.258）結(jié)果相吻合。和田地震臺(tái)陣9個(gè)子臺(tái)的H-k疊加結(jié)果顯示，該方法適用于短周期地震臺(tái)站的觀測(cè)接收函數(shù)。

（4）臺(tái)陣下方100 km深度的S波速度結(jié)構(gòu)表明，臺(tái)陣下方莫霍面是一個(gè)一級(jí)間斷面，深度約為55 km，這與觀測(cè)接收函數(shù)和H-k方法得到的結(jié)果一致。

（5）根據(jù)短周期和寬頻帶地震儀觀測(cè)接收函數(shù)得到臺(tái)陣下方100 km深度的S波速度結(jié)構(gòu)，表明短周期地震儀（2 s～40 Hz）觀測(cè)接收函數(shù)只能反演臺(tái)站下方約40 km深度的S波速度結(jié)構(gòu)，深部的結(jié)構(gòu)需要采用寬頻帶地震儀進(jìn)行分析和研究。