0 引言

中国海域位于环太平洋地震带西部，欧亚板块、印度板块和菲律宾板块结合部。据史料记载，在沿海区地震活动断裂带上曾发生多次强烈地震，如：1604年12月泉州海外地震、1878年汕头海外地震、1906年泉州大地震等，震中均位于沿海地区海底。因此，地震活动是海洋开发不可忽视的海洋环境灾害因素之一，有必要加强中国海域地震活动监测。

由于在海域建设固定地震台站技术要求高，工程建设不确定因素多，台站维护不便，特别是工程建设费用高昂，导致海洋深井地震台建设困难重重。八角亭海洋深井地震台位于东海石油平台上，由上海市地震局设计并建设，是中国真正意义上的首个海洋固定地震台站。

1 重要作用

八角亭海洋深井地震台（以下简称八角亭台）建在东海石油平台上，平台处海水深90 m，井管从海底780 m深处一直上通到石油平台。该深井地震台项目于2004年开始设计，2007年9月开钻，建设方严格按照中国地震局地震台站相关规范与要求建成地震观测井，在井底安装2套短周期JDF-1型地震计（上下2套地震计错开45°安装），采样率可为50 Sps、100 Sps，波形记录经由平台上架设的通信设备，通过卫星传输系统实时传输到上海市地震局数据中心。2007年12月11日上海市地震局监测中心接收到从距离上海市365 km、海底780 m深处地震仪器传来的实时波形信号。至此，该项目施工任务圆满完成，标志着中国第1个海洋深井地震观测台的成功建立。

东海八角亭海洋深井地震台地理位置优越，距上海市365 km，距浙江省海岸线约280 km，距中国钓鱼岛约400 km，距台北市约540 km，距琉球群岛约400 km，距日本和韩国均约600 km，几乎在东部海域中心，地理位置重要，对于地震观测具有明显优势，对中国地震台网布局具有深远意义。

2 地震波形特征

八角亭台自布设以来记录了大量地震波形，图 1展示了八角亭台接收的2010年4月14日青海玉树M_S 7.1地震三分量地震波形，可以看到完整的原始波形记录，但受到海浪等影响，垂直分量初动不明显，进行高通滤波去除海浪干扰后，显示出明显的P波初动到时震相，见图中第4道波形。

对八角亭台2009年5月—2011年6月地震波形记录进行分析处理后，得到一些有意义的结果，主要呈现以下特征。

（1）八角亭台位置特殊，处于东海中部地区，距琉球群岛、冲绳海槽及中国台湾等地震多发地较近，不仅可以较好记录到来自欧亚板块和太平洋板块交界处的地震，也能够记录到距离较远的青藏高原地震。与其他基岩台、陆地深井台相比，八角亭台记录的琉球群岛等其他附近海域地震更为清晰。

（2）八角亭台使用的地震计是北京赛斯米克公司生产的短周期JDF-1型设备。单台记录的地震，震中距从100 km到1 000多km，主要分布在琉球群岛、中国台湾、中国东海等地区，根据不同震中距，可清楚记录到Pg、Sg、Pn、Sn、P、S震相及面波震相Lg。

（3）八角亭台接收的地震波形，具有明显的海洋特征。由于受到海洋噪声等干扰，垂直分量信噪比较低。为更好地辨认震相，需要对垂直记录进行数字滤波。

（4）海洋深井地震台记录的短周期面波Lg比较发育，常比S波更清晰。

（5）海洋深井地震台噪声记录丰富，有的噪声记录有一定规律，经分析后可以予以判别和去除。

3 单台记录分析

采用MSDP软件，对八角亭台地震记录进行单台分析处理。

（1）滤波。地震波从激发、传播到被拾震器接收，最终被地震仪记录下来，由于背景噪声等影响，波形记录中无法避免地掺杂了地震波以外的干扰因素。干扰波和地震波在传播速度、方向、频谱等方面均存在差异，并不是地下地质体的真实反映，需要去除或压制才能突出地震波，提高地震资料的质量和精度。

MSDP软件自带滤波处理工具，高通、低通、积分、微分和带通滤波器（夏仕安等，2011；陈翔等，2011）。不同滤波工具适合不同波形处理。对于存在较强高频干扰的地震，通过低通滤波滤除；对频率较低的干扰，采用高通滤波器滤除。针对八角亭台地震记录，选用高通或带通滤波器可以使地震记录更清晰。如：2009年6月22日中国台湾东北方向海中M_L 2.9地震，采用高通1 Hz滤波后，地震波形更加清晰，见图 2。

（2）仿真。在进行地震单台定位时，为了得到更好效果，需要用MSDP提供的仿真软件对波形进行仿真处理。通过大量实验，分析P波时，选用WWNSP仿真器较好；分析S波时，选用SK仿真器较好。

（3）偏振分析。震相方位角参数在单台地震定位中具有重要作用。如果方位角偏差较大，震中位置偏差就会很大。特别是在单台定位中，因为没有其他台站参与交切，方位角的准确程度直接决定了震中位置的可靠性。因此，在单台定位中，必须对P波初动进行偏振分析，进行方位角校正。

地震波场在本质上是不同类型、不同偏振特性的振动相互干涉和叠加的结果。偏振分析是基于地震波偏振特性的1种处理方法，其目的是提取地震波场的空间偏振特性和特征参数。在进行偏振分析时，数据需要在1—4 Hz固定频带进行滤波（李健等，2014）。MSDP软件提供了单台数字地震记录定位功能，并带有偏振分析工具，取P波头几秒作质点运动（陈翔等2011）。经过大量试验后，对八角亭台地震记录进行波形仿真、带通或高通滤波、偏振分析等一系列波形分析处理工作后得到方位角。

（4）震相识别和单台定位。八角亭台原始地震记录不够清晰，特别是一些小地震，经过仿真、滤波后，对其进行震相分析，在通过偏振分析得出方位角的基础上，进行单台定位，得到136个地震的定位结果，通过分析，可以确定，八角亭台半径100 km范围内无地震发生，此特征和该台位于油汽田相吻合。

（5）单台定位结果确认。对136个能定位震中的事件，为进一步确定其可靠性，分别查找中国地震台网中心地震速报参数、中国地震台网中心编目数据库、中国台湾中央气象局地震目录、日本气象厅地震目录以及美国哈佛大学震源机制解数据目录，发现其中有70个地震至少能找到1个或1个以上参考值，有些地震甚至能在几个目录中同时找到，而这些地震震级大部分大于5级。其余地震为八角亭台单台记录，地震震中分布见图 3。

4 结果与讨论

（1）经过对八角亭台2009年5月—2011年6月单台地震资料进行分析，共找到天然地震事件136个，大部分地震震中距在100到1 000多km，主要分布在琉球群岛、中国台湾、中国东海等地区。1个重要发现是，未记录到八角亭海洋深井地震台半径100 km范围内的地震，此特征与该台位于油气田相吻合。

（2）选择合适的滤波工具、仿真工具以及时间窗是单台综合分析的必要条件，同时，必须选取P波初动震相前几秒作质点运动进行偏振分析，这是单台地震定位的关键。

（3）八角亭台记录的136个地震中有70个地震能在国内外各数据目录中找到参照值，其余地震均为八角亭台单台记录（图 3），且大部分震中距在300 km范围内，震级从M_L 2.0—4.5不等，大部分震级小于4.0。从图 3看，以八角亭台为中心，单台记录地震基本分布在半径100—300 km范围内。因此，该海域范围内M_L < 4.0的地震可能是目前中国各区域测震台网的监控盲点。由此，充分证明该台所处地理位置的优越性，提高了对附近海域的地震监控能力。

（4）由于单台地震定位的局限性，定位精度无法与地震台网相比。但是，经过滤波、仿真和偏振分析后，特别是横波震相的清晰可辨，确保了震中距的可靠性。

（5）对震中距200 km范围内的地震，采用PTD方法（朱元清等, 1990, 1997）重新计算震源深度，发现十几个地震深度从5 km到26 km不等，平均震源深度10.8 km。

（6）通过八角亭海洋深井台资料分析可以看出，有必要加强海域地震监测。大力开展海洋地震监测，积累更多更充分的海域地震资料，是帮助我们了解海洋、开发海洋的必然途径。