震源深度
震源深度（英文名：focal depth）是指地面震中到震源的垂向距离，是描述地震震源的重要参数之一。按照震源深度的不同，地震可划分为浅源地震、中源地震和深源地震。
测定地震震源深度主要有基于到时的方法和基于波形的方法。同样震级的地震，震源越深，影响范围越大，地表破坏越小；震源越浅，影响范围越小，但地表破坏越严重。通常情况下浅源地震较深源地震的灾害损失严重，唐山地震、5·12汶川地震属于浅源地震，均造成生命财产的巨大损失。全球大多数地震都是浅源地震，中国的绝大多数地震也为浅源地震。1934年6月29日发生于印度尼西亚苏拉威西岛东的地震是世界上记录到震源最深的地震，震源深度为720千米。1969年4月10日发生在吉林省晖春南的5.5级地震，震源深度达到555千米。
研究地震震源深度具有重要意义，准确的震源深度能够促进人类对地壳流变学性质、孕震机理、发震构造、灾害评估等方面产生新的认识。通过确定地震震源深度，能够在一定程度上了解孕震的深度以及地壳物质的组分情况，从而对地震的孕震环境和地震成因给出定量的依据。准确的主余震震源深度分布能够刻画发震断层构造，对推测未来强余震的发展过程提供判断依据。研究震源深度还可以在地球物理勘探、油气田开采方面得到应用，促进产业经济发展。
定义
震源深度是指震源垂直向上到地表的距离，是描述地震震源的重要的参数之一。
等级划分
按照震源深度的不同，地震可划分为浅源地震、中源地震和深源地震。有时也将中源地震和深源地震统称为深震。同样震级的地震，震源越深，影响范围越大，地表破坏越小；震源越浅，影响范围越小，但地表破坏越严重。
浅源地震
震源深度小于60千米的地震；也称为正常深度地震。世界上大多数地震都是浅源地震，中国绝大多数地震也为浅源地震。
中源地震
震源深度为60～300千米的地震。
深源地震
震源深度大于300千米的地震。截至2021年，有记录的最深震源达720千米。
测定方法
基于到时的震源深度的测定
基于到时的地震定位方法得到广泛应用，利用多个台站P波到时、S波到时的定位方法主要包括盖格法和双差定位法。
盖格法
盖格法是一种经典的绝对定位方法，其实质是将非线性方程组线性化，并通过最小二乘求解。在盖格法的基础上，发展了许多非线性定位算法。例如高斯牛顿法、模拟退火法、遗传算法等。孙丽曾利用模拟退火方法对中国地震台网中心目前使用的定位方法进行了改进，通过与原有网格搜索方法的对比，改进的模拟退火方法可以更快更精确地测定地震的震源位置。万永革等探索了遗传算法在近震震源位置测定方面的应用，该算法可以有效优化地震震源位置反演结果。非线性定位方法对初始位置依赖性弱，不需要求偏导数或逆矩阵，可以避免陷入局部极小点。
双差地震定位法
双差法是常用的相对地震定位方法。地震i和地震j观测的和理论的到时差的差，称之为双差。根据射线理论，2个地震事件之间距离相对于地震事件到观测台站距离足够小，那么可以认为这两条射线路径几乎是相同的。双差地震定位方法是通过建立地震事件对、震相对的方式，有效消除地壳速度模型不确定对地震定位的影响。双差法在地震精定位工作中广泛应用，可以有效消除速度结构模型引起的误差，其定位精度要优于绝对定位。但是，双差法定位结果非常依赖地震初始位置，震源深度重定位结果会随着初始震源深度改变而产生相应大小的系统移动。
利用震相到时差
震源深度测定的确定性方法（简称PTD方法）是朱元清等发展的一种利用震相到时差确定地震震源深度的方法。其基本原理是在速度结构平行分层的半空间体中，通过震中距稍远、初至震相为Pn台站计算震中距稍近、初至震相为Pg台站的Pn震相理论到时，再根据震中距稍近、初至震相为Pg台站的Pn-Pg震相到时差测定地震震源深度。PTD方法在区域测震台网地震震源深度测定有较好的应用。该方法使用初至震相信噪比高，容易识别；并且相比单台Pn-Pg方法，两个初至Pn和初至Pg台站任意组合，有效增加了运算的约束条件。
基于波形的震源深度的测定
深度震相
深度震相是指对震中距不太敏感，而对震源深度非常敏感的特殊震相。近震深度震相主要包含sPL震相、sPg震相、sPn震相、沉积层基底转换波等P-SV系列震相。远震深度震相主要包含pP、sP震相。
偏振法
一般情况下，震中距和深度的比值与P波垂直向和径向振幅比值密切相关：震中距一定的情况下，地震越深，P波垂直向振幅与径向之比越大。在实际应用中，计算给定震中距下不同震源深度理论地震图垂直向和径向振幅比作为模板。P波偏振法对地壳速度结构模型准确性要求比较高，并且在震中距相比震源深度较小时，约束效果较好。该方法通常作为一种震源深度测定辅助方法，对已有结论进行验证和补充。
振幅法
地震波形振幅提供的信息可以为确定地震震源深度提供重要参考。振幅法主要包含面波振幅谱法、体波振幅谱法、面波体波振幅比法、尾波强度法。Tsai和Aki最早提出了利用地震面波振幅谱精确确定震源深度，并论证了该方法的可行性[44-45]。以面波振幅谱法为例，地震震源深度变化与瑞利面波在特定频段内能量衰减的振幅谱特征有密切关系，利用瑞利面波振幅谱能量衰减的特征可以有效的约束震源深度。赵博等[46]收集四川九寨沟M7.0地震21个台站波形数据，利用面波振幅谱方法对地震震源深度进行测定，得到比较精准的四川九寨沟M7.0地震矩心深度。罗艳等[42]通过拟合短周期面波和较长周期面波的相对幅度并与远震深度震相相结合，研究四川遂宁M5.0地震震源深度。
Cut And Paste（CAP）方法
Cut And Paste方法（以下简称CAP方法）是一种全波形反演方法，在参数空间内利用网格搜索法反演最佳震源机制解以及震源深度。CAP方法主要工作流程是将宽频带地震波形进行体波和面波区分，在双力偶震源的条件下，计算实际地震图与理论地震图的误差函数，进行全局搜索获得最小误差的最优解，即最佳震源机制解和震源深度。CAP方法在地震震源参数测定方面应用广泛，并且在传统CAP方法基础上有很多改进和发展。例如CAPjoint方法，该方法改进了传统基于近震波形数据的点源震源参数反演，实现了近震Pnl波、面波和远震P波、SH波的联合反演，发挥近震波和远震波各自的优势，并且增加了参与运算的台站数量。韦生吉等均采用CAP方法或其改进方法，对典型地震进行研究，取得非常好的成果。
测量偏差
地震台网测定的地震震源深度较实际深度经常会产生较大偏差。造成这种现象的原因主要有：一，就地震震源而言，地震断层破裂有破裂起始点与破裂质心点之分。两种深度的差异与破裂方向性和震级有关，可达破裂尺度的一半。4级以下地震破裂尺度一般不超过1千米，破裂起始点和质心点位置较为接近；而震级比较大的地震，通常要考虑震源破裂尺度。二，地震台网中台站间距较大、台站方位角分布不理想、台站位置均处于震源上侧而不能很好包围震源等因素，使得解算震源深度的约束条件相对较弱，测定的震源深度结果准确性低。三，地壳速度结构模型方面，小尺度范围地壳速度结构变化和传播介质各向异性对地震震源深度定位结果有一定影响。
研究意义
研究地震震源深度具有重要意义，准确的震源深度能够促进人类对地壳流变学性质、孕震机理、发震构造、灾害评估等方面产生新的认识。通过确定地震的震源深度，就能够在一定程度上了解孕震的深度以及地壳物质的组分情况，从而对地震的孕震环境和地震成因给出定量的依据。地震震源破裂一般沿断层面展开，准确的主余震震源深度分布能够刻画发震断层构造，对推测未来强余震的发展过程提供判断依据。研究震源深度还可以在地球物理勘探、油气田开采方面得到应用，促进产业经济发展。
中国震源构造
以1970年1月~2000年5月期间中国大陆ML≥2.0级并给出深度的31282次1和2类精度的浅源地震为基础，研究人员采用网格滑动平均方法统计了网格内地震的平均深度。结果表明，中国大陆平均深度为（16±7）千米，东部地区为（13±6）千米，西部为（18±8）千米，东部比西部平均偏浅5千米。中国大陆地震深度最大的地区是新疆西南部地区，即塔里木盆地地块的西端和西南缘。震源深度与构造分区的关系密切，青藏活动地块震源深度平均为（33±12）千米。新疆活动地块为（21±10）千米，华北为（14±7）千米；东北为（11±5）千米；华南为（10±4）千米。完整地块边界上的地震较深，其中最明显的是塔里木盆地的西南缘、北缘；准噶尔盆地的南边缘，阿拉善盟地块的南边缘；鄂尔多斯市地块的东、西两侧以及四川盆地的西边缘。在新生性的破裂带上地震偏浅，如滇西南地震带及张渤地震带。
相关震例记录
相同震级的地震发生在不同深度对地面的破坏不同，通常情况下浅源地震较深源地震的灾害损失严重。唐山地震、5·12汶川地震属于浅源地震，均给中国人民生命财产造成巨大损失。1934年6月29日发生于印度尼西亚苏拉威西岛东的地震是世界上记录到震源最深的地震，震源深度为720千米，震级为6.9级。中国的吉林省和黑龙江省东部也发生过深源地震，如1969年4月10日发生在吉林省晖春南的5.5级地震，震源深度达到555千米。
唐山大地震
1976年7月28日3时42分发生于中华人民共和国唐山市的地震（震中纬度39.4度，东经118.0度），震级7.8级，震中烈度Ⅺ度。同日18时43分，在距唐山40余千米的滦州又发生7.1级地震，震中烈度Ⅸ度。这次地震发生在工业城市，人口稠密，损失十分严重。唐山市区建筑物多数基本倒平或严重破坏，铁轨发生蛇形扭曲，地表发生大量裂缝，还有喷水冒沙、塌陷，震前伴有发光现象。242769人死亡，164851人受伤。邻近的天津市也遭到Ⅷ～Ⅸ度的破坏。有感范围波及辽宁省、山西省、河南省、山东省、内蒙古自治区等14个省、市、自治区，破坏范围半径约250千米。震源物理的研究表明，该震的震源错动过程较复杂。
汶川地震
2008年5月12日14时28分，中国四川省汶川县发生里氏8.0级大地震，震中在汶川县。截至5月18日14时，汶川大地震已造成32476人遇难。由于汶川地震的震源深度仅为10千米，属于内陆浅源地震，地震释放的巨大能量得以通过地震波广泛向外传播，影响范围之广，除黑龙江省、吉林省和西藏自治区等局部地区外整个中国均有明显震感。
雅安庐山地震
北京时间2013年4月20日8时02分46秒，在四川省雅安市芦山县发生MS7.0地震。5·2芦山地震发生在龙门山断裂带南段，距离2008年5月12日5·12汶川地震震中50千米。此次地震造成重大人员伤亡和经济财产损失，是四川省境内发生的又一强烈地震。地震发生后，不同研究机构以及地震学者对芦山地震震源参数进行了探讨研究。利用不同方法测定芦山地震震中位置、震源机制解等震源参数基本较为一致。但是，地震震源深度方面结果差别比较明显（表1）。中国地震台网中心测定芦山地震主震震源深度为13千米，此为基于走时的震源深度方法测量结果，其物理意义是断层破裂起始点深度。中国地震局地球物理研究所利用基于波形的CAP方法测定的5·2芦山地震矩心深度为24千米，其物理意义是断层破裂质心点深度。谢祖军等[50]利用CAP方法及其发展方法分别对近震、远震数据进行单独反演以及联合反演，不同方法得到的震源机制解和震源深度都比较稳定，其中联合反演得到的最佳震源深度为16千米。李文超等[51]通过双差定位方法对芦山地震主震和余震进行精定位，其震源深度主要分布在8~25千米。龙峰等[52]通过收集芦山地震主震的远震波形记录，利用pP深度震相的动校正叠加法对主震的震源深度进行了确定，不同窗长的计算结果显示该地震震源深度在（16±1）千米处。孙茁等[8]利用sPn近震深度震相测定了5·2芦山地震序列中28个ML4.0以上余震的震源深度，结果表明，震源深度集中在10~20千米范围内。
参考资料
地震科普.国家地震科学数据中心.2023-12-23
世界上震源最深的地震.吉林省地震局.2023-12-23
百年来中外历史上著名的大地震.凤凰资讯.2025-03-29
14时28分起全国人民为汶川地震遇难者默哀3分钟.中国政府网.2025-03-29
各领域权威专家详解汶川地震:威力巨大很难抗拒.中国政府网.2025-03-29