关于震相介绍

[拼音]：zhenxiang

[外文]：seismic phases

在地震图上显示的性质不同或传播路径不同的地震波组。各种震相在到时、波形、振幅、周期和质点运动方式等方面都各有它们自己的特征。震相特征取决于震源、传播介质和接收仪器的特性。由于这些波组都有一定的持续时间，所以不同震相的波形互相重叠，产生干涉，使地震图呈现出一幅复杂图形，以致在一般情况下，只能识别震相的起始。地震学的任务之一就是分析、解释各种震相的起因和物理意义，并利用各种震相特征测定地震的基本参数，研究震源的力学性质和探讨地球内部构造等。

分别代表来自震源的两种体波。在P震相中，质点沿着波的传播方向运动。在震中距为105°的范围以内，P震相是地震图上的初至震相。其后是S震相，它的振幅、周期都比P震相大，质点运动垂直于传播方向。S波可分为 SV和SH两种成分。SV的质点振动限定在竖直的入射面内，而SH的质点振动则在水平方向。

对于浅源近地震，从震源经过地壳上层(花岗岩层)传播到地表的直达波，用圶(或Pg)和埅（或Sg）表示（图1a）。在地壳上下层分界面（康拉德界面C）上传播的首波用P*和S*表示。莫霍界面M上的首波用Pn、Sn表示，该面上的反射波用P11、S11表示。

当震源位于花岗岩中时，在一定距离内可以观测到圶、埅、Pn、Sn、P*、S*、P11、S11等震相。

体波传至地球表面可发生一次或多次反射。在反射时如不改变其波的性质，则反射后的震相分别用PP、PPP、SS、SSS等表示（图1b）。反射后，波的性质也可以发生转换，如SP、PPS等，SP震相表示入射到地表面时为S波，经过反射后转换为P波。

在地核-地幔界面上反射的波用PcP、ScS、PcS、ScP等表示。这类震相可以在近震的地震图上出现，在震中距为30°～40°时甚为显著。它们是研究地核界面的重要震相，如图1b中ScS。

穿过地核又回到地面的体波称为地核穿透波，相应的震相称为核震相。外核只能传播纵波，以K表示在外核中传播的那部分纵波。PKP (简写为P＇)、SKS（简写为S′）、PKS、SKP分别表示4种不同的地核穿透波（如图1b中SKS、SKP两种）。当地核穿透波在地核界面内反射时用KK表示，于是有SKKS、SKKP。SKPPKP表示 SKP在地球表面的一次反射。这些核震相在地震图上已经被观测到。PKP出现在大于142°的距离上，SKS在震中距大于84°时，出现在S之前，容易与S震相混淆。

地球的内核既能传播纵波，也能传播横波。在内核内部的纵波用I表示，地球内部的横波用 J表示。PKIKP是穿过内核，在传播中没有改变性质而入射到地球表面的P波，PKJKP则表示地震波是以横波的形式穿过内核的（图1b）。

当震源较深时，从震源发出的体波可以先在震中附近地表反射，然后才到达观测点，并形成另一震相，称为深震相。以小写字母表示在震中附近反射前的波程，如pP、sP、sPS等（图1b）。pP、sP等与P、S的到时差，对震源深度的变化有显著反应，因此这些震相是测定深震震源深度的主要依据。

波动可以限定在表面或空间的一定区域(称为波导)中传播。这类波既存在于地壳中，也存在于地幔中。相应于面波的震相，一般用L表示，LR、Lq分别表示瑞利波和洛夫波。在LR中，质点只在入射面内运动，其运动轨迹为逆进椭圆，既有垂直分量也有水平分量。在Lq中质点运动垂直于入射面，本质上属SH型，它们的速度比S波小。LR波的速度又比Lq小。它们一般是大振幅，长周期，近于正弦波的波列，周期由几秒至几百秒。LR与Lq都具有频散性，频散性主要取决于地壳构造和传播介质的物理参数。大陆地壳和海洋地壳面波的频散性存在较大的差异。

地壳面波不仅是研究大面积内地壳构造的主要依据，而且对解决地震学中的其他问题，如测定震级，计算震源动力学参数等也很有用。

除了上述基阶振型面波外，还有高阶振型面波，又称短周期面波，其中主要有M2波和Lg波。M2波是一阶瑞利波，其周期为8～15秒，群速度为3.5～4.5公里／秒。Lg波周期较短（一般为1～6秒），振幅较大。

对Lg波的形成机制有两种假设，一种认为是洛夫波的二次谐波，因为其群速度频散特征符合于高谐勒夫波；另一种认为它是地壳低速层中的导波，这是因为所有记录到的 Lg震相的振幅都比较大，反映其能量极强，而这是导波的特征。Lg波按速度分为Lg1和Lg2，Lg1的速度3.54公里／秒，Lg2的速度为3.38公里／秒。Lg波只能在大陆性地壳中传播。

在大地震的地震记录图上常常观测到绕地球若干圈的面波，它们的周期一般在几分钟到十分钟之间，相当于波长在1000公里以上，其传播速度和频散受地幔结构的控制。这种波称为地幔波。Rm和 Qm分别表示地幔瑞利波和地幔洛夫波。脚标n为整数，它表示所观测到的地震波绕地球传播的圈数。1960年5月智利大地震，瑞典的乌普萨拉地震台记录到了绕地球20圈的R20和Q20。

此外，还有一些不常见的震相，如漏能式面波PL，导波震相 Pa、Sa、T震相等。它们对研究地球内部构造都有一定用处。

典型地震图上的震相如图2。