远震P波波形数据中包含大量地震台站下方壳幔速度间断面所产生的Ps及多次反射波(PpPs、PpSs等)的信息。接收函数方法是目前研究地球内部速度间断面结构较为有效的方法之一。Langston^[1]提出源等效假定，从长周期远震体波中提取出接收函数。Owens^[2]将这一方法扩展到宽频带记录，并提出接收函数的线性反演方法，研究了坎帕兰郡高原的构造。之后接收函数经过多种改进^[3-9]。目前，普遍利用H-Kappa扫描叠加和CCP叠加来获取地壳结构特征，本文采用这两种方法对湖北地区的地壳厚度和波速比进行研究。

1 数据与方法 1.1 数据收集

湖北数字测震台网从2003年开始选址，2006年底建成，目前由1个台网中心和4个中心台站组成。本研究所用的数据来自于湖北台网，选取30个测震台站(图 1)。选取远震事件时间跨度为2014-01~2015-12，震中距30°~90°，震级5.5级以上(含5.5级)，共784个，再筛选出三分量数据质量高的远震事件共203个(图 2)。

1.2 方法原理

地震仪器记录到的地震波信号通常可以用震源时间函数、地震波传播路径响应、震源区域介质响应、接收区域介质响应以及仪器响应的褶积来表示。对于本文选取的远震地震事件，地震波可以视为近垂直入射的平面波被台站接收，利用远震P波波形数据的垂直分量对径向和切向分量作反褶积，可以从中去掉几乎所有震源时间参数和传播路径响应的影响，进而提取到区域介质响应的径向分量与切向分量，得到所求的P波接收函数^[10-12]。

采用时间域反褶积方法来计算接收函数。由于台站三分量记录是东西、南北和垂直向，为了获取台站接收函数，需要将ZNE三分量旋转到LQT射线坐标系中。提取接收函数前，首先对数据进行预处理：1)截取P波到时前50 s、后150 s，这段时间内的波形几乎包含了地球内各个界面所产生的转换波震相；2)对截取的数据进行去仪器响应、去趋势、去均值、重采样、0.05~2 Hz的带通滤波；3)挑选三分量齐全、震相清晰且垂直分量衰减快的地震事件，有助于在反褶积计算时快速收敛^[13]。

在莫霍面产生的转换波Pms和地壳多次波PpPms、PpSms+PsPms包含地壳平均属性的大量信息，当给定地壳的平均速度，利用接收函数中的Ps转换波，以及多次波PpPs、PpSs、PsPs的到时关系，可以得到地壳的平均厚度与波速比^[5]。

图 3分别给出6个示例地震台站(麻城MCH、黄梅HME、咸宁XNI、嘉鱼JYU、利川LCH、兴山XSH)的H-Kappa扫描结果示意图与接收函数(白色椭圆为地壳厚度H和波速比K的最佳取值范围)。

CCP方法的基本原理是：假定Ps震相产生于水平界面，接收函数的Ps震相的振幅沿着射线路径可以反向投影到空间转换点的真实位置，通过叠加可以凸显弱转换波震相，压制多次波，提高信噪比^[5]。

2 结果与讨论

处理203个远震的5 000多条地震记录，共获得2 500多个接收函数。利用H-Kappa扫描方法得到30个地震台站下方地壳厚度与波速比(表 1)。

以点(N31°，E112.5°)为中心，在SE140°方向取一个剖面AA′，CCP叠加扫描方法与H-Kappa扫描方法结果具有很好的一致性(CCP剖面见图 4)。从图 4可见，竹溪台下方Moho面深度大约为55 km，沿剖面往南东方向深度逐渐变薄，兴山台下方Moho面深度在47 km左右，荆门台下方Moho面深度只有33 km左右，图中箭头标注表示Moho面有比较明显的垂直错断。这一结果大致与前人对近南北走向，横穿华北、华南板块的兴安岭-太行山-武夷山南北重力梯度带的研究结果一致。

在地质构造上，湖北省位于秦岭褶皱系南缘与扬子地台北侧两大构造单元的衔接地带，地壳深部结构、构造变形、断裂活动和新构造运动相对复杂，重力梯度带不仅很好地指示了地表地貌的梯度变化，也对应了地下Moho面的起伏。鄂西地区位于南北重力梯度带的南段，本文中反演出Moho面深度从西边的45~50 km减薄到东边的30~35 km，地壳厚度变化剧烈。黄荣^[14]发现，湖北地区从西到东，地壳厚度不断变薄，出现地表地形与Moho起伏之间的非镜像对称结构，而在武当山地区下方地壳的榴辉岩发生相变，使得相变后的下地壳密度改变而发生拆沉作用，因此鄂西地区地壳厚度发生陡变，与本文CCP剖面中的楼梯状Moho面很好地对应。

3 结语

本文的结果为湖北省地震活动、地质构造的分析提供了基础参考数据，下一步的工作可以利用面波频散或重力和接收函数联合反演得到湖北地区更精细的速度结构，以弥补本文的不足。