遠(yuǎn)地震波分析與震相解釋

地震波分析二

遠(yuǎn)震分析與震相解釋

趙139.com中國地震臺(tái)網(wǎng)中心

北京2013年05月

2023/2/1主要內(nèi)容1、地震波分析概論2、地幔波（遠(yuǎn)震）解釋3、地核波（極遠(yuǎn)震）解釋4、中、深源地震波特征2023/2/1

概論地震波分析與震相解釋：通過對(duì)地震波的物理性質(zhì)的解釋以解析地震的震源物理過程和地震波通過地球圈層結(jié)構(gòu)的物理過程并反演地球結(jié)構(gòu)特征。為獲得需要的參數(shù)輔以相應(yīng)的觀測(cè)系統(tǒng)。環(huán)境條件①假設(shè)介質(zhì)尤其是地殼介質(zhì)是近似伯松體②假設(shè)震源為非移動(dòng)點(diǎn)源③將波動(dòng)場(chǎng)或波陣面抽象為地震射線依據(jù)地震波的動(dòng)力學(xué)特征運(yùn)動(dòng)學(xué)特征介質(zhì)的物理性質(zhì)(介質(zhì)的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)）的地震波效應(yīng)和對(duì)地震波的作用（影響）。2023/2/11、地震射線

地震射線理論本質(zhì)上是光學(xué)射線理論的類比，包括射線的彎（折射、反射...）、聚焦和焦散等現(xiàn)象。而射線理論本身只是一個(gè)近似，并不包括波傳播的所有特性。1.1地震射線的環(huán)境條件

地震射線：地震射線理論基礎(chǔ)是高頻近似，既在一個(gè)波長的范圍內(nèi)，介質(zhì)的速度梯度的變化相對(duì)于波速變化很小，或者說，結(jié)構(gòu)尺度大于大于地震波的波長時(shí)才能用地震射線描述地震波的傳播（川西北、新疆地震特征），即便如此使用地震射線表述地震波也不能包括波傳播的所有特性。（見后圖）印尼地震S周期40秒還可以用地震射線描述嗎？以上條件對(duì)于地球絕大多是地區(qū)都可以得到滿足，但是，像殼幔邊界、核幔邊界、內(nèi)外核邊界以及上地幔中的高速層和低速層邊界等速度變化劇烈的界面則需要考慮邊界條件，而應(yīng)用相應(yīng)的地震射線解。2023/2/12023/2/1地震射線這一概念的前提是假設(shè)震源為點(diǎn)源（震源輻射是均勻的）。將垂直于地震波波陣面的任何一條線，定名為地震射線，取哪一條應(yīng)視討論問題需要而定。體波（例如P，S）的波動(dòng)方程在速度梯度極小于頻率（dv/dr<<f）或?qū)雍駱O大于波長（H>>λ）時(shí)，方可近似為射線方程。地震射線有分支（branch），“射線分支”是具有相同性質(zhì)的波，因傳播途徑介質(zhì)中有間斷面和速度突變等情況，其走時(shí)曲線出現(xiàn)兩組以上的支線（或叫做走時(shí)曲線分叉，如P1,P2），并有交匯點(diǎn)，有時(shí)形成走時(shí)曲線的圈環(huán)（loop）。

2023/2/12、地震波2.1地震波場(chǎng)（應(yīng)力場(chǎng)與波動(dòng)場(chǎng)）效應(yīng)（1）體波：震源體直接產(chǎn)生的體應(yīng)變波，自由波，路徑介質(zhì)決定速度。壓縮波（P）原生波：散度divu≠0(▽·u≠0)，描述體積的變化—壓縮與膨脹；旋度curlu=0(▽×u=0)，體積變化含有無旋的剪切形變；振動(dòng)與傳播方向一致，體應(yīng)變波，線性縱向偏振，“自由波”。沒有頻散，有散射，更多體現(xiàn)地震物理過程的力學(xué)性質(zhì)。

初至體波段的波的形態(tài)和持續(xù)時(shí)間與震源時(shí)間函數(shù)的形狀和持續(xù)時(shí)間相關(guān)。遠(yuǎn)場(chǎng)位移（震源）脈沖的基本寬度與震源處位移的持續(xù)時(shí)間基本相同；（使我們可以從P波段讀出發(fā)震構(gòu)造的破裂過程）（圖）2023/2/12023/2/1陳運(yùn)泰許力生等2023/2/12023/2/1剪切波（S）原生波：

curlu≠0(▽×u≠0),

divu＝0(▽·u＝0)，無體積變化（純剪切）的形狀變化；振動(dòng)與傳播方向垂直，體形變波，線性偏振（SH波在水平平面內(nèi)振動(dòng)或在水平和垂直之間任意角度內(nèi)震蕩，SV波在垂直平面內(nèi)上下震蕩。其震蕩具體情況取決于震源機(jī)制、傳播路徑和射線在地震臺(tái)的入射角。）“自由波”。沒有頻散，有散射，更多體現(xiàn)震源體的幾何性質(zhì)；

S波波速具有各項(xiàng)異性特征，S波在各向異性介質(zhì)中傳播會(huì)分裂為快的和慢的兩種S波，分別以不同速度傳播，引起時(shí)間延遲和相應(yīng)的相移；偏振：在均勻各向同性的介質(zhì)中傳播時(shí)，任何情況下P波和S波的偏振都是線性的。但是，超高頻率的體波很容易受地球局部不均勻性的強(qiáng)烈影響，偏振表現(xiàn)出橢圓或不規(guī)律的指點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生面波Rg2023/2/1如果地殼各向異性比較大，就能獲得快慢波各自成分，一般就2-3個(gè)ms延遲

天津?qū)氎嬉淮蔚卣餝波分裂的例子2023/2/1（2）面波：次生波，受介質(zhì)分層結(jié)構(gòu)控制，“不自由”，速度受頻散影響。勒夫波（L）：水平剪切波面波，頻散，次生波，層狀界面。水平速度負(fù)頻散；瑞雷波（R）：面波，橢圓偏振，正頻散，次生波，自由表面。水平速度正頻散；（3）地震波具有波動(dòng)性和粒子性的二象性。（4）用波動(dòng)方程描述地震波，用地震射線近似，以分析和解釋地震（震相）波就總體而言，地震波總是以縱波列開頭，橫波列居中，面波列結(jié)尾。但實(shí)際是P波和S波是耦合的，所以在P波段是有S波存在的，鑒于地殼局部的特別不均勻性，使得P,S波的傳播速度方向和質(zhì)點(diǎn)的偏振方向不斷改變，出現(xiàn)橢圓極化。所以，面波也會(huì)出現(xiàn)在P波段。2023/2/1瑞雷面波（R）RayleighWave勒夫波（L）LoveWave沿著介質(zhì)的自由表面，如地表面?zhèn)鞑ィ珹longtoFreeSurfaceofMediapropagation.沿著界面?zhèn)鞑?，形成條件VS2>VS1AlongtoInterfaceBetweenTwoMedia.傳播時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)（位移）軌跡是一個(gè)向震源逆進(jìn)的橢圓，橢圓平面與波的傳播方向一致，且長軸垂直于地面。EllipsePlaneinConsistencewithwavepropagationdirectionandLengthAxisVerticaltoSurface.巖石質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向垂直波的傳播方向而振動(dòng)面平行界面.ParticlesMove(displacement)VerticaltoWavepropagationDirectionandplanetointerfaces.低速、低頻，同一介質(zhì)中面波的波速是橫波的0.92，縱波的0.5。LowFrequency，LowVelocityVr=(0.87+1.12σ)/(1+σ)=0.92VS,速度VS1<VL<Vs2能量(振幅)隨深度迅速衰減,一般在離地面幾十米的深度范圍內(nèi)觀測(cè)到。Energy(Amplitude)areAttenuatedQuickasDepthandObservedinTensMeter.產(chǎn)生條件:必須VS2>VS12023/2/11、遠(yuǎn)震劃分

（1）中國：△：10°～100°（105°)；（2）其它△：15°～90°；△：17°～100°；（3）注意△：5°～15°（17°）影區(qū)區(qū)域地震；△：20°速度間斷面。二、遠(yuǎn)震地震波分析暨地幔地震波與震相解釋主要路徑在地幔又未透過地核的地震波稱為地幔折射波，其震相以P，S表示（遠(yuǎn)震）。2023/2/1

2、遠(yuǎn)震的主要震相及特征

2.1主要體波震相2.1.1體波主要特征體波是三維傳播的地震波，在均勻介質(zhì)中P和S波都是線性偏振，尤其是長周期波。但是，它們的高頻部分很容易受地球尤其是地殼局部不均勻性影響，偏振表現(xiàn)出橢圓或無規(guī)律的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)（爆破、一介速度間斷面）。S波波速具有各項(xiàng)異性特征，S波在各向異性介質(zhì)中傳播會(huì)分裂為快的和慢的兩種S波，分別以不同速度傳播，引起時(shí)間延遲和相應(yīng)的相移；備受地球內(nèi)部徑向阻抗影響特別是在阻抗強(qiáng)烈對(duì)比的界面發(fā)生折射、反射和波型轉(zhuǎn)換的影響；2023/2/1初至體波的波形和持續(xù)時(shí)間與震源時(shí)間函數(shù)的形狀和持續(xù)時(shí)間相關(guān)。遠(yuǎn)場(chǎng)位移（震源）脈沖的基本寬度（P震相的振幅大小和周期）與震源處位移的持續(xù)時(shí)間（破裂過程和時(shí)間函數(shù)）基本相同；（使我們可以從P波段讀出發(fā)震構(gòu)造的破裂過程的時(shí)間函數(shù)）2023/2/12023/2/1隨著震中距的增加直達(dá)波（P、S）之后，引起更多的后續(xù)體波震相；只要續(xù)至震相的走時(shí)曲線不重疊，就能被觀測(cè)到和區(qū)分它們；續(xù)至震相都帶有地震波在地球內(nèi)部傳播時(shí)遇到的不連續(xù)面的幾何和物理特性信息（這是做深部構(gòu)造不可或缺的參數(shù)）；不連續(xù)面改變了地震波（路徑、出射角、相位…）并影響地震波的頻率和振幅；體波沒有或僅有可忽略的小的頻散（在幾赫茲范圍內(nèi)）。但是，當(dāng)介質(zhì)突然改變時(shí)(如一階不連續(xù)界面），產(chǎn)生突然的急始或短時(shí)子波。2023/2/12.1.2主要體波P：穿過深度地幔和地殼（15°)的折射縱波。S：穿過深度地幔和地殼（15°）的折射橫波。PP（SS）：地幔折射中途中在地表一次反射的縱（橫）波……PPP，SSS……pP,sS,sP:震中附近的反射（轉(zhuǎn)換）波PS（SP）：地幔折射中途中在地表一次反射轉(zhuǎn)換波，縱（橫）波轉(zhuǎn)換為橫、縱波。PcP（ScS）：地幔折射途中在外核凸向界面反射的縱波（橫）波。SKS：以S波入射以P波穿過外核又以S波出射的震波PKiKP（SKiKS）：地幔折射途中在內(nèi)核凸向界面反射的縱波（橫）波。2023/2/12.2主要面波和特征2.2.1主要面波主要面波：瑞雷波、勒夫波和它們的高階波（Rayleigh波、Love波和它們的高階波）瑞雷波（Rayleigh、LR、R）源于半空間表面耦合的P波和SV波，可存在于任何自由表面。瑞雷波在傳播方向的垂直（SV）平面內(nèi)偏振，并因P波和SV波間的相移，在垂直平面內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是逆進(jìn)橢圓軌跡即偏振為逆（時(shí)針）進(jìn)橢圓偏振，其振幅隨深度呈指數(shù)衰減；在伯松體中瑞雷波相速度C：C的準(zhǔn)確值依賴VP和VS勒夫波（Love、LQ、G）需要某種速度隨隨深度增加（速度梯度或分層介質(zhì)）而形成的導(dǎo)波。SH波在自由表面被全反射，SH波在自由表面重復(fù)反射導(dǎo)致相長干涉，形成勒夫波。線性偏振，其振幅隨深度呈指數(shù)衰減；勒夫波源于SH波，所以僅出現(xiàn)在水平分量2023/2/12.2.2面波特征面波不是震源體直接生成的地震波，它由地震波的路徑、介質(zhì)和P、S波的相位、周期和偏振決定；面波是水平傳播即是二維傳播的波，所以幾何擴(kuò)散要比三維傳播的體波小。它們的基本形態(tài)不隨震中距增大而發(fā)生較大變化；有持續(xù)時(shí)間的頻散波列，波列的持續(xù)時(shí)間隨震中距的增加而增加；沒有明確的初始震相和初至到時(shí)；淺源近震會(huì)含有較高頻率成分的面波，這是由于地殼橫向不均勻會(huì)使地震波傳播時(shí)發(fā)生橫向反射和速度發(fā)生橫向變化所致，它會(huì)延長地震波列。面波波長較長，二維傳播。因此，受各向異性的影響程度較小，衰減系數(shù)小。故而，淺源地震事件記錄的面波振幅優(yōu)于體波振幅；震源深度增加時(shí)面波振幅相對(duì)于體波振幅就減小了，波長越短，衰減越快。對(duì)于中源或深源地震，它們的振幅會(huì)變得比體波的振幅還小；2023/2/1面波的速度隨深度而改變，面波具有頻散特性，其頻散會(huì)生成更長的震動(dòng)波列。

注：波長（Λ）越長，波的穿透能力越強(qiáng)。所以，波長更長的波能達(dá)到地球更深部，波速變快，導(dǎo)致水平傳播速度對(duì)頻率的依賴性，這被稱之為頻散。面波通常為正頻散（周期越大，水平速度越大），但由于低速層的存在，在某段（層）震中距也會(huì)產(chǎn)生負(fù)頻散；面波傳播的速度是其周期(頻率）的函數(shù)，其表現(xiàn)形式即頻散曲線。勒夫波與瑞雷波的頻散曲線不相同。由于地球介質(zhì)的不均勻性和各向異性，勒夫波和瑞利波并不能完全分離。可能一起部分瑞利波的波能量耦合于勒夫波中，或部分勒夫波能量耦合于和瑞利波中。2023/2/1地殼面波和導(dǎo)波Lg1,Lg2。Lg波并不是純粹的大陸勒夫波，而是復(fù)雜的地殼導(dǎo)波，它的形成非常復(fù)雜，與S波在地表與M界面間的多次反射疊加，SV和P的轉(zhuǎn)換，地殼橫向不均勻性產(chǎn)生的散射等有關(guān)。所以，Lg波不僅在水平分量而且在垂直分項(xiàng)都有記錄，這不同于勒夫波。Rg波，在大陸地區(qū)瑞雷波的短周期基階波被稱為Rg波。Rg波，近地表地震事件（各種爆破），產(chǎn)生短周期的瑞利波基諧波。Rg波正頻散，在垂直分量有相對(duì)大的振幅。由于天然地震深度通常大于5km，這一距離已經(jīng)大于Rg波波長，因此不能激發(fā)Rg波。Rg波的這一特征正是區(qū)分爆破與天然地震的識(shí)別器。2023/2/1當(dāng)?shù)卣鸩ㄔ诮乇碛龅礁唠A速度間斷面時(shí)，S波的線性偏振發(fā)生不規(guī)則線性偏振，并與P波耦合同樣生成Rg波2023/2/1

2.3遠(yuǎn)震地震波主要記錄特征

10°<

△<

105°

H:0~700km動(dòng)力學(xué)特征：面波發(fā)育TP

＞1.0″~10.0″

TS≈3.0"~20.0″TR≈8.0"~60.0″AP<AS<AR運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：續(xù)時(shí)間長tP

<tS(P波先S到）

TAmax-

TP≥200″（h:33km)不同震中距都有典型震相：P,S,R及各種反射和轉(zhuǎn)換波(PP,PS,SS,PcP,ScP，SKS….)

2023/2/13、地幔結(jié)構(gòu)對(duì)地震波影響3.1地幔結(jié)構(gòu)（介紹幾種不同觀點(diǎn)）（1）低速層：地下(70-100km)~200-350km(海洋地殼則淺一些)存在低速層（LVL),；＊低速層產(chǎn)生可能是該層物質(zhì)趨于熔融，因此，該層亦稱“軟流圈”（asthenosphere)，此層圈可能有對(duì)流(Convection)現(xiàn)象，軟流圈大致相當(dāng)于上部地幔；相對(duì)軟流圈，其上乃至地殼稱為“巖石圈”（lithosphere)。軟流圈和巖石圈是發(fā)生構(gòu)造地震的主要源區(qū)。因此，兩圈合稱構(gòu)造圈。＊軟流層的形成需要高溫條件，以及水和揮發(fā)性組分的加入等因素。地球內(nèi)部的溫度隨深度的增加而增高，一般至100km深時(shí)，溫度便接近于地幔開始熔融的固相線溫度，這時(shí)在水和揮發(fā)性組分的參與下，開始產(chǎn)生選擇性熔融，逐漸形成固流體軟流層。由于該軟流層是位于巖石圈底部的巨厚（100～350km）軟弱層，它的平均密度[（3.20～3.22）g/cm3]比上覆大洋巖石圈的（3.31g/cm3）小，但比大陸巖石圈的大，而頂面又起伏不平，洋中脊與海溝之間的高差為30～40km，大陸盆—山系之間的高差為20～30km，故該層是造成上覆巖石圈嚴(yán)重失穩(wěn)及導(dǎo)致大洋巖石圈板塊下滑、潛沒、漂移、擴(kuò)張的決定性因素，也是大陸巖石圈在軟流層上漂移（也只能是漂移而不能向下潛沒）的原因所在。2023/2/1地震波走時(shí)曲線影區(qū)造成的影響2023/2/1IASP91、PEMCA,和PREMC(選自KennettandEngdahl,1991)地幔速度模型。左β–S波模型;右α–P波模型。2023/2/12023/2/1（2)過渡帶（高速層）：頂部約地表以下350-410km，底部約610-700km，P波及S波的波速在此帶突然增加，此帶也是最深震源所存在之處。650km（660km，IASP91)以上為上地幔，以下為下地幔；900km有二級(jí)速度間斷面，900km以下速度梯度稍微減小，900km-2700km速度變化正常。受低速層影響產(chǎn)生“20°間斷面”，（拜爾利1926）即P波走時(shí)曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)。2023/2/1（1）地震波出現(xiàn)分支對(duì)于淺源地震上地幔地震波有:上地幔巖石圈直達(dá)P、S上地幔折射震相P、S低速層地幔震相P、S高速層地幔震相P、S各層面繞射或反射乃至衍射震相P、S約7-8個(gè)P、S震相對(duì)于深源地震隨著深度增加上層圈層結(jié)構(gòu)的震相將不復(fù)出現(xiàn)3.2地幔速度間斷面對(duì)地震波的影響2023/2/1以IASP91的速度模型（KennettandEngdahl,1991)在上地幔頂層以下410-660km存在一過渡帶，形成不連續(xù)界面，這一地帶波速急速增加，造成P波走時(shí)曲線三重折線。圖中在410km（660km)下面的直達(dá)P（潛）波成為P410（P660），P410P和P660P震相分別是從該不連續(xù)面的外邊界發(fā)生的超臨界反射，410km和660km深處是兩個(gè)最明顯的速度和密度增加的地方。410km為上地幔的下邊界，410km-

660km是從上地幔到下地幔的過渡帶。兩者都是由于地幔物質(zhì)在臨界溫度-壓力條件下，相變成高密度狀態(tài)物質(zhì)。這兩個(gè)明顯的不連續(xù)面帶來的結(jié)果是P波走時(shí)曲線在大約14°-28°之間出現(xiàn)三重（上圖），與之相關(guān)的是在大約20°左右的P波振幅劇烈增加，亦稱為20°間斷面。（2）地震波發(fā)生下折和回折對(duì)應(yīng)出現(xiàn)影區(qū)和焦散區(qū)（新地震觀測(cè)手冊(cè)圖2.29）2023/2/1上地幔地震波示意圖2023/2/1低速層內(nèi)的傳播規(guī)律：產(chǎn)生地震波影區(qū)，圖中A-B2023/2/1地震波射線會(huì)因很陡的豎向波速梯度而強(qiáng)烈向上卷，所以地震波波陣面也不再是平面。強(qiáng)烈向上卷的地震波射線出現(xiàn)回折走時(shí)曲線分支，并相互交叉。由于射線強(qiáng)烈地彎曲相互交叉，波陣面在轉(zhuǎn)換點(diǎn)發(fā)生重疊。使得局部波陣面在經(jīng)過強(qiáng)烈速度梯度區(qū)之后，會(huì)在轉(zhuǎn)換點(diǎn)處發(fā)生相位超前π/2的現(xiàn)象。這種超前不依賴地震波的頻率，基本是一個(gè)常數(shù)。這些相互交叉的彎曲射線的包絡(luò)線，叫做內(nèi)部焦散面。由于這-π/2的相位移動(dòng)，上行平面波就成為下行平面波的Hibert（西伯爾特）變換。這就是說：只要一條射線具有一條非純粹的最小射線路徑，它就會(huì)與一個(gè)焦散面相切。其結(jié)果是，脈沖的形狀改變了。如圖：3.3高速層速度間斷面對(duì)直達(dá)地震波相位（初動(dòng)）的影響

2023/2/1在具有很陡的豎向波速梯度的介質(zhì)中，具有大離源角的地震射線朝震源方向卷回，在走時(shí)曲線上出現(xiàn)回折分支，射線路徑的交叉形成一個(gè)內(nèi)部焦散面，導(dǎo)致了波形上的-π/2的相位移動(dòng)。(根據(jù)ChoyandRichards,1975;根據(jù)劍橋大學(xué)出版社的許可，對(duì)Shearer,IntroductiontoSeismology,1999修改后結(jié)果).2023/2/1在較弱的速度梯度的情況下直達(dá)波不會(huì)出現(xiàn)走時(shí)曲線回折波分支，但是在相關(guān)的反射射線（如PP）中可能仍然會(huì)有Hilbert變換出現(xiàn)。另外，當(dāng)速度梯度非常“陡”或者存在速度一階不連續(xù)（突變）界面的情況下，該界面的后臨界反射系數(shù)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)連續(xù)變化的相移，這個(gè)相移隨入射角而變化，而不再是常數(shù)-π/2。3.4較弱速度對(duì)反射地震波相位（初動(dòng)）的影響2023/2/1在較弱的速度梯度情況下，對(duì)直達(dá)波不會(huì)出現(xiàn)走時(shí)曲線的回折分支。但是，相關(guān)的反射射線中仍然可能會(huì)有Hibert變換出現(xiàn)。如圖，經(jīng)過地表一次反射的震相PP波的射線再一次與PP或P射線交叉構(gòu)成了一個(gè)內(nèi)部焦散面。因此，PP波是P的Hilbert變換，并且由于地表的反射，又增加了一個(gè)π的相移。反射對(duì)地震波相位的影響反射波的射線在地球內(nèi)部經(jīng)過一次或多次內(nèi)部焦散面，最終的脈沖形狀（相位）是所有內(nèi)部焦散面共同作用的總和。2023/2/14、地幔波（震相）時(shí)距特征4.1震中距10°～15°影區(qū)（地幔影區(qū)亦稱第一影區(qū)）

在15°（16°、17°）前，P、S波處在影區(qū)，所以P、S波均不發(fā)育，特別是S波，尤其不發(fā)育，幾乎分辨不出。在P波與面波之間沒有明顯的震相，在14°附近短周期面波較為發(fā)育，有較好的Lg波和Rg波。P波和S波受地殼多重反射、疊加和轉(zhuǎn)換（SV與P，P與SV轉(zhuǎn)換）影響較大。VP≈5.8km-6.5km,VS≈3.5km-3.7km;Pn仍有可能以首波出現(xiàn)在記錄圖中2023/2/1受地幔分層結(jié)構(gòu)影響和速度間斷面影響地震波產(chǎn)生多個(gè)分支Lg波作為地殼導(dǎo)波具有最大能量；在我國沿海地震常常記錄到M2地震波1935年日本人妹澤（Sezawa）等在解瑞雷波方程時(shí)，就預(yù)言它的存在，故又稱妹澤震相。1957年由奧利夫和尤因（OliverandEwing）在地震圖上予以證實(shí)。M2震相是大陸棚地殼結(jié)構(gòu)淺源地震的典型震相，波列整齊呈紡錘形，持續(xù)5~10個(gè)周期，且具有正頻散特征。我國許多臺(tái)站從臺(tái)灣地震，可記錄到M2震相。2023/2/1震例1：△11.2°處在影區(qū)P,S波極不發(fā)育

地震基本參數(shù)：2003-09-28O：06-12-02.0EPC：29°00′N128°00′Eh=10.0KMEPC:中國東海地震Ms5.9Δ=11.2°儀器：CTS-I震相基本特征：S波明顯受到低速層的影響，其起始極不清晰；有清晰的M2震相，有時(shí)可能誤認(rèn)為S，要注意區(qū)分；還可分析到短周期高階面波（或地殼低速層通道波）Lg1、Lg2、Rg等震相。上述震相的出現(xiàn)，充分說明傳播路徑上的中國東海、黃海均屬大陸（大陸架）結(jié)構(gòu)。震相簡介：M2震相1935年日本人妹澤（Sezawa）等在解瑞雷波方程時(shí)，就預(yù)言它的存在，故又稱妹澤震相。1957年由奧利夫和尤因（OliverandEwing）在地震圖上予以證實(shí)。M2震相是大陸棚地殼結(jié)構(gòu)淺源地震的典型震相，波列整齊呈紡錘形，持續(xù)5~10個(gè)周期，且具有正頻散特征。我國許多臺(tái)站從臺(tái)灣地震，可記錄到M2震相。2023/2/1地震路徑示意圖與地震射線示意圖2023/2/1M2震相是大陸棚地殼結(jié)構(gòu)淺源地震的典型震相，波列整齊呈紡錘形，持續(xù)5~10個(gè)周期，且具有正頻散特征。我國許多臺(tái)站從臺(tái)灣地震，可記錄到M2震相。2023/2/12002.07.11.15:36:22.9122.5°E24.0°NMs6.0h=33臺(tái)站地震波形圖Δ=(12°─15°)P、S震相起始平緩例2、△=(12°─15°)影區(qū)內(nèi)不同震中距的震例2023/2/1例3△=13.6°受上地幔低速層和高速層影響，P,S處在影區(qū)，極不發(fā)育，S尤甚。P,S間沒有明顯震相，在14°附近有發(fā)育較好的短周期面波Lg1,Lg2；2023/2/1例4△=14.39°受上地幔結(jié)構(gòu)影響，在14°-28°

（30°）往往P,S會(huì)出現(xiàn)地幔頂層、低速層、高速層等多個(gè)分支，可以看到多個(gè)P和S波：P1,P2,S1,S2…

2001/06/1402:35:24.824.52°N122.03°E臺(tái)灣蘇澳以東6.4MsH:32.0KMD:14.39°A:178.53°DL2大連臺(tái)記錄震相出現(xiàn)的次序?yàn)椋篜1、P2、PP、SP、PPP、S1、S2、SS。震相簡介：P、S波的多重震相1932年古登堡在《Onseismicwave》一書中首先提出P波的多重震相問題。給出了P、S之后的未名震相Ix1、Ix2…..。2023/2/14.2震中距（15°）16°<△<30°主要震相特征地震波主要路徑是通過上地幔（從M界面到約4100km）和過渡帶到下地幔（從約4100km到660km）P波和S波走時(shí)曲線出現(xiàn)3重回折。在16°<△<30°間的陸源地震有較好Lg、Rg，震源在大陸架的地殼地震可清楚的記到M2。在此段內(nèi)雖然P、S較發(fā)育但由地幔復(fù)雜結(jié)構(gòu)的影響，往往P、S都有多個(gè)分支，特別是P表現(xiàn)出多樣性（常有幾個(gè)走時(shí)；可以看到P1、P2，S1、S2），尤其是S不易認(rèn)準(zhǔn)，S波由于幾次振動(dòng)，其周期較大通常大于10秒乃至20秒。受上地幔低速層的影響，在震中距20o左右，P波走時(shí)曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)(inflectionpoint)，P波、S波速的梯度有急劇改變，既所謂“20o間斷面”。由此，在Δ=20°附近P波產(chǎn)生的三重震相，或叫做三個(gè)分支震相。依到時(shí)順序?yàn)镻d（直達(dá)），Pu（上地幔）和Pr，Sr（折射）。Pr和Sr多為大振幅。所以：△<30°不能確定垂直分量pP與P一定相反△<40°不能確定垂直分量PP與P一定相反2023/2/1地震波初離影區(qū)（16°＜△≤20°）時(shí)，Lg仍是代表震相，20°以后有發(fā)育較好的地幔折射波P波和S波以及地表反射波PP、SS等和轉(zhuǎn)換波PS,SP等還有面波LQ波和LR波，各種波到達(dá)順序?yàn)镻,PP,PS(SP),S,SS,LQ,LR在20°左右的速度間斷面地震波聚焦，在聚焦區(qū)震相初動(dòng)清楚

，振幅突出

；受上地幔高速層影響地震波發(fā)生回折，走時(shí)曲線出現(xiàn)回折圈。尤其在△20°左右P波走時(shí)拐點(diǎn)明顯，P,S波速度梯度急劇變化，即所謂20°間斷面。震中距略微變化就可導(dǎo)致體波波形的很大差異。受上地幔低速層和高速層共同影響形成一系列P波（S波），在此區(qū)域震相主要產(chǎn)生3個(gè)分支，依先后到達(dá)順序?yàn)椋篜d(直達(dá)波），Pu(上地幔波）和Pr，Sr(折射）。Pr，Sr多為大振幅波。產(chǎn)生聚焦與影區(qū)的主要原因是上地幔低速層和下地幔高速層的存在2023/2/1例1△≤17.7°初離影區(qū)時(shí)Lg仍是代表震相，P和S波初露鋒芒2023/2/1例2、△=18.2°剛剛掠過影區(qū)的震例2023/2/1例3△=20°：受上地幔低速層影響地震波發(fā)生回折，走時(shí)曲線出現(xiàn)回折圈。尤其在△20°左右P波走時(shí)拐點(diǎn)明顯，P,S波速度梯度急劇變化，即所謂20°間斷面。在此區(qū)域震相產(chǎn)生3-7個(gè)分支，依先后到達(dá)順序?yàn)椋篜d(直達(dá)波），Pu(上地幔波）和Pr，Sr(折射）。Pr，Sr多為大振幅波2002/10/0417:33:05.925.52°N124.93°E臺(tái)灣東北5.2MLH:52kmD:20.03°A:84.13°KMI昆明臺(tái)記錄

2023/2/1例4△=20.63°：地震波產(chǎn)生分支2001/05/2500:40:50.644.27°N148.4°E千島群島7.0MsH:33.0KMD:20.63°A:66.28°DL2大連臺(tái)記錄

2001/05/2500:40:50.644.27°N148.4°E千島群島7.0MsH:33.0KMD:20.63°A:66.28°DL2大連臺(tái)記錄2023/2/1例4△=23.9°：20°以后震相豐富，有發(fā)育較好的地幔折射波P,S波,地表反射和轉(zhuǎn)換波PP,SS,PS,SP等和面波LQLR;各種波到達(dá)順序?yàn)镻,PP,PS(SP),SS,S,LQ,LR

2003/06/2614:11:44.712.33°N124.11°E菲律賓宿務(wù)島6.0MsH:17kmD:23.88°A:118.5°KMI昆明臺(tái)記錄在SP上，P、pP清楚，PPP可辨。在ORG、SK和LP上，P、S清楚，SSS可辨。2023/2/1例5不同震中距地震波的比較（新地震觀測(cè)手冊(cè)圖11.50）2023/2/14.3震中距30°＜△≤

（100°）105°P波S波主要通過下地幔。這里是正速度梯度和密度梯度變化相對(duì)平滑的環(huán)帶，所以P波S波成為最為清晰明顯的震相。地震圖結(jié)構(gòu)相對(duì)清晰。地幔折射波（P,S）,各種地表反射和轉(zhuǎn)換波（PP,SS,PS,SP，sP,pP等），右圖：直達(dá)P波不同射線路徑的深震震相示意圖左圖：1991-05-24秘魯深震（h127km記錄圖)。A寬頻帶記錄，b模擬短周期記錄。2023/2/1

002/01/1011:14:57.73.22°S143.15°E新幾內(nèi)亞近北海岸6.9mBH:35kmD:48.36°A:120.02°KMI昆明臺(tái)記錄在SP上，P、pP、sP、PP清楚，SCP、S可辨。而在ORG、SK和LP上，P、PP、S、SSS清楚。例1△=48.36°2023/2/1震中距30°～55°震相出現(xiàn)走時(shí)交替

①震相出現(xiàn)走時(shí)交替，受反射波的干擾S波則“波形不整”；②在40°左右：地表反射波PP、PPP、SS、SSS的長周期地震計(jì)記錄較好。大于40°后地表反射轉(zhuǎn)換波PS、SP記錄較好；③核面反射和反射轉(zhuǎn)換波（PcP,PcS,ScP等），比較明顯，成短周期脈沖狀記錄，并隨深度和震中距增大逐漸超前PP波或S波。核面反射震相振幅將隨著震中距的增大而減小，對(duì)于ScP和ScS震中距到80°，對(duì)于PcP震中距到90°，一直都會(huì)有記錄。④震中距在（39°）40°～45°左右：(見下圖）在垂直向，PcP的走時(shí)曲線與PP和PPP走時(shí)曲線相交，即記錄中，震中距在45°左右時(shí)PcP與PP交替，使后至震相模糊，不易分辨。在水平向，PcS的走時(shí)曲線與S走時(shí)曲線相交，即記錄中，震中距在39°左右時(shí)，PcS，ScP逐漸超前S波，且震源越深，越提前超越S；ScS的走時(shí)曲線與SS和SSS走時(shí)曲線相交，SS和SSS表現(xiàn)強(qiáng)烈。2023/2/1GRSN臺(tái)站記錄的發(fā)生在阿富汗和塔吉克斯坦邊界地區(qū)的中深源地震（h=227km）。上圖：Kirns的寬頻帶垂直向記錄；下圖：WWSSN的短周期記錄。震相的射線右下圖給出。約在震中距43°

PcP的走時(shí)曲線與PP走時(shí)曲線相交；約在震中距44.5°

pP的走時(shí)曲線與pPPP走時(shí)曲線相交。而PP和PPP在相交點(diǎn)記錄不清。2023/2/1震中距80°以后的SKS都在走時(shí)范圍內(nèi)，記錄清晰明顯。P波和S波周期幾乎不變TP≈8.0s,TS≈15s。83°以后SKS開始先于S，并且振幅隨震中距增大而增大。對(duì)于ScP和ScS震中距大于80°，ScS的走時(shí)曲線將會(huì)被SKS或S的走時(shí)曲線融合；對(duì)于PcP震中距大于大于90°，PcP的走時(shí)曲線，將會(huì)被P波的走時(shí)曲線融合。（表現(xiàn)在記錄圖中是兩震相到時(shí)相同）；超過95°P波群表現(xiàn)出區(qū)域的不同性，并且振幅大小變化不定。（可能是由于核幔邊界“不光滑”影響，或下地幔局部結(jié)構(gòu)異常等因素所致。）受地核影區(qū)影響，P波群群短周期振幅衰減很快，而長周期的P波群在彎曲的核幔邊界周圍發(fā)生衍射，生成Pif震相。2023/2/1P波到達(dá)后15-30分鐘內(nèi)PKP從核幔邊界內(nèi)測(cè)（轉(zhuǎn)換為PKKP，P3KP）或從地表(轉(zhuǎn)換為PKPPKP)的多重反射波進(jìn)入波列，如圖。通常在短周期記錄上容易識(shí)別。通常70°附近PKPPKP比較突出，100°附近PKKP比較突出，面波主要是LQLR。2023/2/1例2△=32.9°以P,S和它們的地表反射波為主

2023/2/1△：39°～45°(h＜60km)震例震相出現(xiàn)走時(shí)交替；受反射波的干擾S波則波形不整；39°后PcS,ScP愈來愈超前S波，且震源越深，越提前超越S；震中距在45°左右時(shí)PcP與PP交替。83°SKS與S交替，此后SKS愈來愈超前S，且震源越深，越提前超越S。2023/2/1例1、△＜39°△:37.39°△在39°前PcS,ScP波落后于S波

2602002/11/2021:32:30.835.42°N74.52°E克什米爾西北部6.5MsH:33.0KMD:37.29°A:279.76°DL2大連臺(tái)記錄。該地區(qū)地震P、S震相一般都清晰。該地震出現(xiàn)的震相有P、PP、SP、PP、S、SCP、SS、PCS、SS。其中核震相SCP、PCS較為突出，特別在短周期上有清楚的起始。2023/2/12001/01/2603:16:40.523.42°N70.23°E印度古吉拉特邦7.8MsH:16.0KMD:45.96°A:265.99°DL2大連臺(tái)記錄震相出現(xiàn)的為P、PP、SCP、PCS、S、SS震相。P、PP、SS為較突出震相而S不十分突出，SCP、PCS核震相特征例2、△＞39°

△=45.96°PcS和ScP超前S2023/2/1地震基本參數(shù)：2001-01-26O：11-16-40.5EPC：23°25′N70°14′Eh=16.0KM

EPC:印度古吉拉特邦地震Ms7.8Δ=46.6°儀器：CTS-I

震相基本特征：主要震相為P、PP、SCP、PCS、S、SS震相。P、PP、S、SS為較突出震相SCP、PCS核震相特征不明顯，例3△=46.6°ScP,PcS超前S，P,S和它們的地表反射波發(fā)育

2023/2/1印度古吉拉特邦地震地震射線示意圖

地震基本參數(shù)：2001-01-26O：11-16-40.5EPC：23°25′N70°14′Eh=16.0KMMs7.8Δ=46.6°儀器：CTS-I

震相基本特征：震相出現(xiàn)的為P、PP、SCP、PCS、S、SS震相。P、PP、S、SS為較突出震震相，SCP、PCS核震相特征不明顯2023/2/1②△：83°(H＜60°)左右SKS與S波交替，83°后SKS愈來愈超前S

,且震源越深，越提前超越S。地震基本參數(shù)：2003-01-04O：13-15-04.2EPC：19°53′S177°50′Wh=356.0KMmB6.4Δ=81.6°＜83°,SKS落后S。儀器：CTS-I例1、△＜83°△:81.6°2023/2/1阿爾及利亞北部地震

地震基本參數(shù)：2003-05-22O：02-44-19.0EPC：36°53′N3°47′Eh=10.0KMMs6.8Δ=85.8°儀器：CTS-I

震相基本特征：震中距大于83°后，SKS超前S到達(dá)，該地震容易誤將SKS錯(cuò)分成S。震相出現(xiàn)的先后次序?yàn)椋篜1、PP、SP、PP、PPP、P2、SKS、S、SS、SS、PKKS、LQ，其中P2為該地震余震的P起始。該震中距在S附近SKS、SKKS、PS、PPS在一分鐘之內(nèi)先后到達(dá)，注意區(qū)分和識(shí)別。例2、△＞83°△:85.8°2023/2/1例3、△＞83°△:85.5°h:540km2023/2/1例4、△＞＞83°△:97.7°△97°SKS不僅先于S波,且強(qiáng)于S波，所以S波既清楚也不整其。2023/2/1地震基本參數(shù)：2003-01-04O：13-15-04.2EPC：19°53′S177°50′W斐濟(jì)群島地震h=356.0KMmB6.4Δ=81.6°

儀器：CTS-I震相基本特征：震相十分豐富，特別是深度震相特別清晰，可分析的震相有：P、PP、SP、PP、PPP、S、SKS、PS、SS、SS、RPKP、PKSPKP。注意此震中距SKS幾乎與S同時(shí)到達(dá)。要特別注意深震在40°~90°?？捎涗浀角逦腜′P′、P′2P′2或震中附近反射的P（S）P′P′、P（S）P′2P′2等兩次反射的核穿透震相。震相簡介：SKS：1914年古登堡（Gutenberg）首先識(shí)別出該震相。例5深度對(duì)震相SKS的影響

△81.6°h356km受震中距和深度的影響SKS與S幾乎同時(shí)到達(dá)，S受SKS影響不是特別清楚

2023/2/12023/2/14、遠(yuǎn)震分析暨遠(yuǎn)震震相解釋小結(jié)4.1遠(yuǎn)震地震波記錄特征

主要震相：P,S,R及各種反射和轉(zhuǎn)換波(PP,PS,SS,PcP,ScP）動(dòng)力學(xué)特征：面波發(fā)育

TP

＞1.0″~10.0″

TS≈3.0"~20.0″TR≈8.0"~60.0″AP<AS<AR運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：續(xù)時(shí)間長

tP

<tS(P波先S到）

TAmax-

TP≥200″（h:33km)2023/2/14.2遠(yuǎn)震的路徑結(jié)構(gòu)特征巖石圈軟流圈—低速層過渡帶—高速層20o間斷面900km二級(jí)速度間斷面25°≤△影區(qū)2023/2/14.3遠(yuǎn)震震相走時(shí)特征（1）30°≤△影區(qū)P和S不發(fā)育，18°（17°）后體波逐漸走出陰影；代表震相主要是Lg,Rg,L,R在20°左右P，S產(chǎn)生多個(gè)分支在20°左右P，S有“聚焦區(qū)”地表反射波“相位丟失”2023/2/1（2）105°≥△≥25°震相特征P、PP、PcP、PcS、PKiKP、S、ScSSKiKS、SKS、SS、；核幔界面、內(nèi)外核界面的反射波幾乎不受震中距影響，能否記錄到，主要取決于地震能量的大小和接收系統(tǒng)；P、S.周期幾乎不變TP8秒左右，TS15秒左右；外核界面反射波PcP、ScS受震源深度影響較大在20°～40°最發(fā)育，39°左右與S波走時(shí)交替，此后超前S波到時(shí)；地核穿透波SKS也受震源深度影響較大，SKS在83°左右與S波有走時(shí)交替，極容易與S混淆，此后超前S波到時(shí)；反射波PP、SS較發(fā)育，海洋地震的面波更具有較規(guī)則的正弦波列。2023/2/1（3）反射震相特征地表反射震相（PP,SS,pP,sS)周期大于原震相，波組數(shù)一般1～3組；地表轉(zhuǎn)換反射(SP,PS，sP)相位與原震相相位相反，波組數(shù)一般1～3組。SP,PS走時(shí)近似前者在垂直分項(xiàng)更加發(fā)育，后者在水平分項(xiàng)更發(fā)育；核面反射震相（PcP,PKiKP)嚴(yán)格受深度控制，初動(dòng)較尖銳，波組數(shù)一般1～2組；2023/2/15、遠(yuǎn)震基本要素①遠(yuǎn)震（△≥15°或20°）記錄的整個(gè)持續(xù)時(shí)間在幾十分鐘到幾小時(shí)之間，并隨著震中距和震級(jí)的增長而增加。對(duì)于遠(yuǎn)震事件，高分辨率（采樣率f≥20Hz）、大動(dòng)態(tài)范圍的寬頻地震儀記錄較好；

②初至震相的到時(shí)的讀取和性質(zhì)乃至它的周期和極性的確認(rèn)至關(guān)重要，這些是確認(rèn)地震性質(zhì)的不可或缺的參數(shù)；③地震波高頻率部分（特別是S波）隨著震中距增大衰減很快，所以遠(yuǎn)震地震波通常頻率較低大約在(f≈0.01-1Hz)頻率范圍，比地方震或區(qū)域地震的頻率低得多；⑤縱波，主要指直達(dá)波P、多次反射的P波和PKP波的衰減遠(yuǎn)低于S波的衰減。因此，通常短周期窄頻帶（高放大倍數(shù)的頻率大約1赫茲）地震儀記錄得較好。對(duì)寬頻帶地震儀的記錄通常仿真成相應(yīng)儀器。主要,深源地震的S波和SP也會(huì)在短周期地震儀上有較好的記錄；2023/2/1⑤由于遠(yuǎn)震體波和面波的特定的偏振特性，它們有特定的極化點(diǎn)。因此，極化分析是區(qū)分和識(shí)別不同類型的地震波的一種重要工具；⑥對(duì)于遠(yuǎn)震，寬頻帶長周期地震儀記錄得較好，這類儀器有較大的動(dòng)態(tài)范圍，采樣率f=20Hz;⑦遠(yuǎn)震的主要震相在不同震中距范圍內(nèi)有：縱波P,Pdif，PKP，PcP,ScS,PP和PPP等，橫波S,Sdiff,SKS,SKKS,ScS,PS,SS和SSS等；⑧縱波在垂直分向記錄最佳，橫波在水平分向記錄最佳；⑨一些體波震相如：PP、PS、SP、SS、PKPab及其核內(nèi)反射震相SKKSac，SKKSdf，PKPPKPab，SKSSKSab都在內(nèi)部的焦散點(diǎn)經(jīng)歷了相移（相位變化）和子波失真。如果用它們的和做為失真的震相到時(shí)差，配合（如PP-P到時(shí)）計(jì)算，會(huì)減少了它們的到時(shí)差和振幅拾取精度，降低事件參數(shù)（發(fā)震時(shí)刻、震中位置、震級(jí)）測(cè)定的精度。因此，建議地震觀測(cè)者在震相參數(shù)讀取前先做Hilbert反變換校正這些震相的相移；⑩注意拾取和報(bào)告走時(shí)異常和尚未命名的震相，這是對(duì)地球結(jié)構(gòu)和區(qū)域結(jié)構(gòu)的研究的非常有意義的貢獻(xiàn)。2023/2/16、遠(yuǎn)震（淺源）分析的基本步驟①遠(yuǎn)震確認(rèn)閱讀完整地震波；從震相、頻譜和持續(xù)時(shí)間判斷地震事件是近震、遠(yuǎn)震、極遠(yuǎn)震；遠(yuǎn)震：有明顯的L和R而不是Lg波譜低頻成分多，TP:1-10s；Ts:5-18s；持續(xù)時(shí)間大于5m2023/2/1關(guān)于完整閱讀地震波（1）注意記錄持續(xù)時(shí)間、震相波組數(shù)、頻散（對(duì)近震）和主要波群的到時(shí)差。各體波在無頻散情況下，它們的持續(xù)時(shí)間變化很小，而它們之間的到時(shí)差隨著中距而改變。不同震中距主要體波與面的時(shí)差：

▽<10°△t<3min;▽<60°△t<10(16)min;

▽<100△t<12(30)min;▽<180°

△t

<30(45)min如下圖：2023/2/1德國CLL臺(tái)記錄的不同震中距（18°—157°）主要體波的時(shí)差2023/2/1（2）區(qū)分并判別體波段和面波段（面波有頻散，持續(xù)時(shí)間長。）在體波段區(qū)分橫波段與縱波段；2023/2/1（3）粗略估計(jì)事件是淺源、中源或是深源地震（利用最大體波與面波的振幅比，反射震相和深震相等）2023/2/1（4）注意地震波的幾何擴(kuò)散和不同地震波的聚焦與焦散，如P波在20°左右，

PKP在145°左右的聚焦；（5）振幅和周期隨震中距的變化如：S波振幅通常是P波振幅的4-5倍；（6）不同地震波對(duì)應(yīng)不同頻帶（如：M界面C界面的反射波和“深震相”在短周期記錄較好），注意通過仿真不同儀器識(shí)別不同震相2023/2/1②初步判定震中距：面波到時(shí)、典型震相TL-TP（面波走時(shí)表）；體波不發(fā)育：△：10°-15°地震；極度發(fā)育：18°-22°；有多個(gè)P，△：20°左右；P、S、L發(fā)育比較均勻，△：25°-60°；當(dāng)PcP和ScS及所有C界面反射波特別發(fā)育時(shí)，△：30°左右；當(dāng)C界面反射波略超前S波時(shí)，是△略大于40°；讀到SKS震相，則△≥70°，如果SKS震相先于S震相出現(xiàn)，則

△≥80°。2023/2/1③精讀震相

在上述基礎(chǔ)上，精確讀出P和S到時(shí)，計(jì)算精確的震中距，再精讀相應(yīng)震中距的震相，并測(cè)定震級(jí)。關(guān)注關(guān)鍵參數(shù)記錄中第一個(gè)和最前面的P到時(shí)和走時(shí)。這是確定地震波路徑的結(jié)構(gòu)和震相的關(guān)鍵信息，更是事件定位的關(guān)鍵參數(shù)；注意初動(dòng)的時(shí)間和極性，初動(dòng)時(shí)間標(biāo)志著地震波能量的初至，極性反映震源動(dòng)力學(xué)意義；周期不僅反映不同性質(zhì)波的特性，還反映震源體性質(zhì)、震源物理過程和震源的深淺和波程。

④遠(yuǎn)震分析仿真長周期地震計(jì)記錄分析2023/2/1

三、極遠(yuǎn)震地震波分析即地核地震解釋“極遠(yuǎn)震”一般是指震中距離Δ≥105°直到180°（190°）。廣義而言，按照地震圖上出現(xiàn)的震相到時(shí)如PP、PPP以及PKP、PKKP、PKPPKP等，其實(shí)際的行波距離，可表示為Δ＝n×180°；全球面波Ｗ（或G,R）的行波距離Δ＝n×180°，環(huán)繞地球１圈以上。如果震級(jí)足夠大（大于８級(jí)）而且儀器性能優(yōu)良，觀測(cè)維護(hù)處于最佳狀態(tài)，上述情況就能出現(xiàn)2023/2/1相對(duì)中國的極遠(yuǎn)震分布相對(duì)我國地震臺(tái)網(wǎng)的地理分布，極遠(yuǎn)震的震中地區(qū)主要是南美洲中美洲和北美洲的(阿拉斯加除外)大部地區(qū)。也包括大西洋中部和南部。對(duì)于我國西部邊疆省、區(qū)臺(tái)站(喀什，烏魯木齊、拉薩等)，還有南太平洋包括新西蘭等地區(qū)；對(duì)于一般遠(yuǎn)震最多涉及臺(tái)網(wǎng)所在的半個(gè)地球或略大一些范圍，而對(duì)于極遠(yuǎn)震，面對(duì)的是全球，其中最難的是△105°—144°間，可供選定的第一個(gè)震相既多又模糊。對(duì)于單臺(tái)分析，確定初至震相最難；對(duì)于多臺(tái)定位，計(jì)算不收斂，幾何圖分散；識(shí)別極遠(yuǎn)震震相之所以困難，主要是復(fù)雜的地球結(jié)構(gòu)和速度分布所決；震源定位困難，是由于我國地理位置的自然局限所致。我國臺(tái)網(wǎng)分布總面積不到地球總面積的百分之二(0.018)；臺(tái)網(wǎng)張角相對(duì)很小。2023/2/11、極遠(yuǎn)震記錄特征動(dòng)力學(xué)特征：面波發(fā)育TPKP

＞1.0″

TPP

≈3.0″~5.0″

AP、

APP由△和M決定運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：

tPKP

<tPP(PKP波先PP到）持續(xù)時(shí)間長

TAmax-

TPKP≥40分鐘有多個(gè)聚焦區(qū)

131°，144°，155°等2023/2/12、極遠(yuǎn)震震相繁多極遠(yuǎn)震的震相種類：極遠(yuǎn)震的震相繁多，現(xiàn)代地震儀能記錄并可清晰分辨者不下40種體波：源生體波只有PKIKP(PKPdf)或PKP(PKPbc,PKPab)；衍射波：PdifSdif次生波：折射波轉(zhuǎn)換波，反射波和反射轉(zhuǎn)換波。由于PP(和SS)是極遠(yuǎn)震記錄的重要標(biāo)志震相之一，有時(shí)也會(huì)有意納入源生震相一類。直接與測(cè)算地震基本參數(shù)有關(guān)者是源生體波震相和瑞利面波的記錄最大振幅Rm(包括Rmz和RmH)。2023/2/12.1、地核地震波主要震相通過外核的震相以K（P)表示（極遠(yuǎn)震）通過內(nèi)核的震相以I示P,以j示S（極遠(yuǎn)震）PKP（SKS）：穿透地球外核的縱（橫）波(PKP1-PKPbc;PKP2-PKPab)。PKKP（SKKS）：外核界面內(nèi)側(cè)一次反射縱（橫）波。PKIKP（PKPdf)：穿透地球內(nèi)核的縱波。PKhKP：在地球外核和內(nèi)核過渡帶中傳播的縱折射（衍射）縱波。2023/2/1地震波在不同層面的透射反射示意圖2023/2/12023/2/13、極遠(yuǎn)震地震波時(shí)距特征

3.1震中距105°～128°核影區(qū)（P波速度在外核突然下降）相對(duì)地幔影區(qū)，核影區(qū)又被稱為第二影區(qū)。震中距超過100°，P波波速從核幔邊界的13.7km/s急劇減少到外核頂部的8.0km/s。短周期直達(dá)P波的地震射線（僅P波，不包括反射波）強(qiáng)烈向下折射進(jìn)入并穿透外核后到達(dá)地表，這形成了短周期直達(dá)P波的核影區(qū)。而長周期的P波被衍射繞過核幔邊界進(jìn)入這個(gè)影區(qū)。所以，Pdif波周期很大而相對(duì)振幅較小。（波長越大則頻率越小，同一介質(zhì)中折射率也就越小。也就是說波長與折射率成反比）衍射：指波能量沿著非幾何的射線路徑傳播的現(xiàn)象在地震學(xué)中只要介質(zhì)曲率半徑小于幾個(gè)波長的長度就會(huì)發(fā)生衍射。2023/2/1影區(qū)邊界對(duì)對(duì)短周期P波非常明顯，但對(duì)沿核幔邊界折射的長周期P波和S波比較模糊，如果是強(qiáng)震，遠(yuǎn)至150°（至180°）。

此段基本觀測(cè)不到P,S，衍射P（Pdif）是這一段最具代表意義的震相，Pdif起始緩慢周期較大（20～30ｓ），振幅相對(duì)較小，衰減較快，波組數(shù)１～3個(gè)。由于Pdif起始緩慢周期較大振幅較小，PP成為最突出的追強(qiáng)的縱波早期只在105°～150°觀測(cè)到(見JB走時(shí)表），隨著寬頻帶數(shù)字化地震計(jì)的使用，目前不僅在100°～150°能觀測(cè)到Pdif，即使在180°也能觀測(cè)到Pdif?？赡艿脑蚴牵篜波存在超低頻波核幔邊界的速度結(jié)構(gòu)全球并不同一地球外核不是完全對(duì)稱的球體在Pdif之后4-6分鐘有較強(qiáng)的PP，內(nèi)核邊界的反射波PKiKP始終可以觀察到。110°以后出現(xiàn)PKIKP。由于內(nèi)核中的強(qiáng)烈的速度增加，PKIKP的回折分支在震中距110°以后進(jìn)入影區(qū)，114°左右PKiKP與PKIKP融匯，此后緊隨PKIKP并且直到135°其振幅都比PKIKP強(qiáng)。

110°～125°PKKP比較清楚2023/2/1地震波走時(shí)曲線影區(qū)造成的影響2023/2/12023/2/12023/2/1例1△104.0°h5km接近極遠(yuǎn)震區(qū)同時(shí)也到影區(qū)邊緣，P,S尚可辨認(rèn)反射波PP,PS發(fā)育，外核波

SKS超前S切很發(fā)育。2023/2/1例2△105.0°h33km進(jìn)入極遠(yuǎn)震區(qū)同時(shí)也到影區(qū)，P,S不可辨認(rèn)反射波PP發(fā)育，外核波

SKS超前S切很發(fā)育，典型震相Pdif躍然圖上。2023/2/1墨西哥灣2003-01-2210：06：44例3不同震中距記錄比較震例2023/2/1上圖給出震中距從90°～115°不同震中距初至震相的記錄特征；HEH～LIY12個(gè)臺(tái)震中距小于105°它們的初至震相是P，而且較清楚；WMQ～LZH5個(gè)臺(tái)震中距105°

～109°之間，這是地幔影區(qū)最重區(qū)，P，PKIKP幾乎同時(shí)到達(dá)，然而它們都處在影區(qū)所以又極為不清楚；GOM～LAS12個(gè)臺(tái)震中距在110°～120°之間這時(shí)震相已逐漸從影區(qū)走出PKIKP逐漸清晰可見。

2023/2/12023/2/1德國GRA１臺(tái)站長周期三分向地震記錄圖（SOR＿LR仿真）震中地點(diǎn)巴布亞新幾內(nèi)亞，Ｏ：1998年7月17日09:32:39.1，Δ＝117.5MS＝7.0水平分向N-E向旋轉(zhuǎn)為R-T向，（Ｒ的方向朝向震源，T：與R垂直方向）。在垂直向，震相Pdif、PP、PPP、SP清晰可見。SKS、SKKS、PS這些在垂直的傳播面上被極化的震相，在Ｒ方向的記錄良好；Sdiff、SS,SSS在T分向上級(jí)記錄良好。例4、△＞105°△:117.5°2023/2/1

地震基本參數(shù):2006-05-16О:10-39-20.4EPC:31.6°

S179.2°

W，克馬德克群島以南地區(qū)h=160kmMS7.5△=113.1゜記錄儀器:STS-1VBB仿真SPOSSRO烏魯木齊臺(tái)記錄震相記錄特征:Pdif105349.2,PKP5738.1,pPKP5815.9,sPKP833.1,PP5834.7SKKS110510.1,SS1402.72023/2/1衍射波Pdif特征小結(jié)：衍射波的出現(xiàn)，說明P波中存在長周期波，是前驅(qū)波還是后至波值得關(guān)注。衍射波Pdif并非常有記錄，凡記錄衍射Pdif，其波形都是“孤立”波動(dòng)，波數(shù)小于3，初始很弱(且有一定的水平向初動(dòng)振幅)。隨后很快線條趨于“平靜”，或：“中斷”幾十秒鐘直至幾分鐘（依震中距而定），看不出有明顯尾波。而一般的P和PKP之類，都有尾波相隨，有一定的振幅衰減過程。衍射Pdif不同于PKP等震相的另一標(biāo)志是周期較長；初相周期和波列中最大振幅的周期相差很小；幾乎不顯示地震儀的暫態(tài)效應(yīng)。所以，如果僅僅根據(jù)一種地震儀的一張圖紙分辨是否衍射，主要判據(jù)是波形非脈沖型，初動(dòng)無暫態(tài)效應(yīng)；沒有持續(xù)的尾波；記錄波動(dòng)“中斷”一段時(shí)間。這是各種衍射波的共同特性所決定的。值得注意的是在110°后PKIKP開始出現(xiàn)，但其周期短，振幅小而弱極難識(shí)別，依不同震中距其到時(shí)在PP前30秒至120秒間，由于周期短可在短周期記錄中分析。2023/2/13.2震中距125°～144°（145°）震相特征

①主要震相

這一段仍然處在核幔分界面產(chǎn)生的影區(qū)內(nèi)。主要震相為：Pdif、PKIKP、PKHKP、PP、PPP、SKP、PKS、SKS、SKKS、SS、SSS、LQ、LR等在近代觀測(cè)中，對(duì)內(nèi)核與外核之間是否存在過度層仍存一定爭(zhēng)論。盡管在震中距131°～140°直到143°PKIKP和PKS是比較突出的標(biāo)志震相，然而在126°～146°時(shí)PKIKP之前20S

～10S出現(xiàn)PKPpre(PKHKP)，稱作“先驅(qū)波”(Precursory)，的出現(xiàn)對(duì)內(nèi)外核分層結(jié)構(gòu)有著重要意義（見例1）。PKPper(PKHKP)其波形是在半個(gè)周期后迭加有較短周期的PKIKP，震相較清晰（見例1）。PKIKP在131°～145°變成較清晰突出的初至震相，PP較弱，PKS、SKP成為最為突出的震相，振幅很大，其焦點(diǎn)在131°～132°。各震相依到時(shí)先后順序是PKS，PS，SKKS和SS等等，（見例2）。

2023/2/1②關(guān)于PKHKP

在震中距125°～142°之間，在PKIKP之前出現(xiàn)震相（PKHKP），稱作“先驅(qū)波”(Precursory)引起較大的爭(zhēng)論。關(guān)于PKHKP的爭(zhēng)論，實(shí)質(zhì)上是對(duì)內(nèi)核界面不同認(rèn)識(shí)的爭(zhēng)論。

古登堡(1959年)認(rèn)為“先驅(qū)波”是屬于PKIKP的頻散效應(yīng)。頻散的發(fā)生，是由于液態(tài)的外核過渡到固態(tài)的內(nèi)核有一個(gè)物理狀態(tài)的改變區(qū)間；此過渡層中縱波速逐漸增加，估計(jì)過渡層厚500km，深度在4100～4600km間。

捷夫里斯(1939年)認(rèn)定是PKP外核底部的衍射；提出內(nèi)、外核間有過渡區(qū)，過渡區(qū)層厚100～150km；并認(rèn)為在過渡中，波速先下降后漸增到內(nèi)核的速度值。

博爾特(B．A．BOLT，1964年)認(rèn)為是外核界而的折射波。HaddOn和C1eary(1974年)以及Husebye和KinK(1976年)認(rèn)為，是外核界面幾何形狀不規(guī)則產(chǎn)生的散射。內(nèi)、外核之間是一級(jí)間斷面。PKPpre即PKHKP(即PKhKP)自126°開始出現(xiàn)。在126°，其到時(shí)比PKIKP提前21s；在130°提前17s。周期比PKIKP大1倍，振幅是PKIKP的1/2。在淺源記錄中不經(jīng)常出現(xiàn)。隨震源深度增大，震相逾清晰。直到146°都出現(xiàn)在PKIKP(自143°以后為PKPl)之前。147°之后，在PKPbc之后。其他震相，例如PP，SKS和SKKS，PPS和PKKS以及SS等，都有清晰的波形，依據(jù)走時(shí)表，一般都能分辨出來。因有兩種以上震相會(huì)合，例如PPS與PKKS，SS與SSKS(360°～△)，將出現(xiàn)相長干涉波形，尤其在長周期地震儀的記錄圖上。2023/2/1③132°附近PKS和SKP聚焦，其焦點(diǎn)在131°～132°。在這個(gè)震中距附近呈現(xiàn)短周期大振幅特征，極為突出，見例2。對(duì)于表面源PKS和SKP有相同的走時(shí)，震源越深，SKP越先于PKS到達(dá)地表。超過135°在SKP和SS之間沒有明顯震相。當(dāng)Pdif不清或沒有引起足夠重視就容易將PP誤認(rèn)為P，將SKS或PS誤認(rèn)為S，則震中距將減小約70°。解決的辦法是注意SS和面波的到時(shí)（見例3）。在131°～132°。各震相依到時(shí)先后順序是PKS，PS，SKKS和SS等等。2023/2/1例1、△＞125°△:139.7°在震中距125°～142°之間，在PKIKP之前出現(xiàn)震相PKPper（PKHKP），稱作“先驅(qū)波”。PKHKP其波形是在半個(gè)周期后迭加有較短周期的PKIKP，震相較清晰。近年在數(shù)字地震觀測(cè)中PKIKP在131°～145°變成較清晰突出的初至震相。PKHKP在:△126°超前PKIKP約21s,△131°超前約17s，直到△146°都超前PKIKP,其周期大約是PKIKP周期的2倍。2023/2/1例2、△=131°PKS,SKP的焦點(diǎn)2023/2/1例3、哥倫比亞2004-11-1517：06M7.7不要把PKPdf或PKP誤認(rèn)為P；不要把PKS或SKP誤認(rèn)為S；PKS與SKP到時(shí)非常接近。2023/2/1震相：PKiKP、PKPdf、PKPab、PKPbc震中距-振幅關(guān)系的平滑曲線圖。其中143°、155°為聚焦點(diǎn)，145°是極值點(diǎn)2023/2/13.3震中距大于144°（145°）①主要焦散點(diǎn)

△＞大于144°（145°）的主要焦散點(diǎn)PKP在145°左右有一焦散點(diǎn)，在這一范圍內(nèi)PKP的三個(gè)分支PKPab，PKPbc，PKPdf振幅迅速增長并接近焦散點(diǎn)，雖然它們的路徑不盡相同，但同時(shí)到達(dá)地表，聚焦PKP成一個(gè)強(qiáng)振幅，見例4。其強(qiáng)度可以和40°-60°的P波振幅比，超過這一焦點(diǎn)，PKP又分裂成：AB分支PKPab，BC分支PKPbc，DF分支PKPdf三個(gè)分支（見下圖）。此前，PKPab，PKPbc，PKPdf在記錄中比較弱（見上圖）此后直到155°都比較明晰，而后，PKPab和PKPdf一直延續(xù)至190°PKPab(原PKP2)底部到達(dá)外核上部的P波；ab指的是PKP焦散點(diǎn)的后退分支。PKPbc(原PKP1)底部到達(dá)外核下部的P波；bc指的是PKP焦散點(diǎn)的前進(jìn)分支。△＞大于144°（145°）的主要震相PKPab，PKPbc，PKPdf，SKS，PP，PPP，PP(360°-),PPP(360°-△),SKKS，SKSP，LR，LQ等見下圖。2023/2/12023/2/1例4、尼加拉瓜2004101005:26M7.