震源深度（英文名：focal depth）是指地面震中到震源的垂向距離，是描述地震震源的重要參數(shù)之一。按照震源深度的不同，地震可劃分為淺源地震、中源地震和深源地震。
測定地震震源深度主要有基于到時的方法和基于波形的方法。同樣震級的地震，震源越深，影響范圍越大，地表破壞越??；震源越淺，影響范圍越小，但地表破壞越嚴重。通常情況下淺源地震較深源地震的災(zāi)害損失嚴重，唐山地震、5·12汶川地震屬于淺源地震，均造成生命財產(chǎn)的巨大損失。全球大多數(shù)地震都是淺源地震，中國的絕大多數(shù)地震也為淺源地震。1934年6月29日發(fā)生于印度尼西亞蘇拉威西島東的地震是世界上記錄到震源最深的地震，震源深度為720千米。1969年4月10日發(fā)生在吉林省暉春南的5.5級地震，震源深度達到555千米。
研究地震震源深度具有重要意義，準確的震源深度能夠促進人類對地殼流變學性質(zhì)、孕震機理、發(fā)震構(gòu)造、災(zāi)害評估等方面產(chǎn)生新的認識。通過確定地震震源深度，能夠在一定程度上了解孕震的深度以及地殼物質(zhì)的組分情況，從而對地震的孕震環(huán)境和地震成因給出定量的依據(jù)。準確的主余震震源深度分布能夠刻畫發(fā)震斷層構(gòu)造，對推測未來強余震的發(fā)展過程提供判斷依據(jù)。研究震源深度還可以在地球物理勘探、油氣田開采方面得到應(yīng)用，促進產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。
定義
震源深度是指震源垂直向上到地表的距離，是描述地震震源的重要的參數(shù)之一。
等級劃分
按照震源深度的不同，地震可劃分為淺源地震、中源地震和深源地震。有時也將中源地震和深源地震統(tǒng)稱為深震。同樣震級的地震，震源越深，影響范圍越大，地表破壞越小；震源越淺，影響范圍越小，但地表破壞越嚴重。
淺源地震
震源深度小于70公里的地震稱為淺源地震；淺震對構(gòu)筑物威脅最大。同級地震，震源越淺，破壞力越強。世界上大多數(shù)地震都是淺源地震，中國絕大多數(shù)地震也為淺源地震。
中源地震
震源深度為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，有記錄的最深震源達720千米。
測定方法
基于到時的震源深度的測定
基于到時的地震定位方法得到廣泛應(yīng)用，利用多個臺站P波到時、S波到時的定位方法主要包括蓋格法和雙差定位法。
蓋格法
蓋格法是一種經(jīng)典的絕對定位方法，其實質(zhì)是將非線性方程組線性化，并通過最小二乘求解。在蓋格法的基礎(chǔ)上，發(fā)展了許多非線性定位算法。例如高斯牛頓法、模擬退火法、遺傳算法等。孫麗曾利用模擬退火方法對中國地震臺網(wǎng)中心目前使用的定位方法進行了改進，通過與原有網(wǎng)格搜索方法的對比，改進的模擬退火方法可以更快更精確地測定地震的震源位置。萬永革等探索了遺傳算法在近震震源位置測定方面的應(yīng)用，該算法可以有效優(yōu)化地震震源位置反演結(jié)果。非線性定位方法對初始位置依賴性弱，不需要求偏導(dǎo)數(shù)或逆矩陣，可以避免陷入局部極小點。
雙差地震定位法
雙差法是常用的相對地震定位方法。地震i和地震j觀測的和理論的到時差的差，稱之為雙差。根據(jù)射線理論，2個地震事件之間距離相對于地震事件到觀測臺站距離足夠小，那么可以認為這兩條射線路徑幾乎是相同的。雙差地震定位方法是通過建立地震事件對、震相對的方式，有效消除地殼速度模型不確定對地震定位的影響。雙差法在地震精定位工作中廣泛應(yīng)用，可以有效消除速度結(jié)構(gòu)模型引起的誤差，其定位精度要優(yōu)于絕對定位。但是，雙差法定位結(jié)果非常依賴地震初始位置，震源深度重定位結(jié)果會隨著初始震源深度改變而產(chǎn)生相應(yīng)大小的系統(tǒng)移動。
利用震相到時差
震源深度測定的確定性方法（簡稱PTD方法）是朱元清等發(fā)展的一種利用震相到時差確定地震震源深度的方法。其基本原理是在速度結(jié)構(gòu)平行分層的半空間體中，通過震中距稍遠、初至震相為Pn臺站計算震中距稍近、初至震相為Pg臺站的Pn震相理論到時，再根據(jù)震中距稍近、初至震相為Pg臺站的Pn-Pg震相到時差測定地震震源深度。PTD方法在區(qū)域測震臺網(wǎng)地震震源深度測定有較好的應(yīng)用。該方法使用初至震相信噪比高，容易識別；并且相比單臺Pn-Pg方法，兩個初至Pn和初至Pg臺站任意組合，有效增加了運算的約束條件。
基于波形的震源深度的測定
深度震相
深度震相是指對震中距不太敏感，而對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、沉積層基底轉(zhuǎn)換波等P-SV系列震相。遠震深度震相主要包含pP、sP震相。
偏振法
一般情況下，震中距和深度的比值與P波垂直向和徑向振幅比值密切相關(guān)：震中距一定的情況下，地震越深，P波垂直向振幅與徑向之比越大。在實際應(yīng)用中，計算給定震中距下不同震源深度理論地震圖垂直向和徑向振幅比作為模板。P波偏振法對地殼速度結(jié)構(gòu)模型準確性要求比較高，并且在震中距相比震源深度較小時，約束效果較好。該方法通常作為一種震源深度測定輔助方法，對已有結(jié)論進行驗證和補充。
振幅法
地震波形振幅提供的信息可以為確定地震震源深度提供重要參考。振幅法主要包含面波振幅譜法、體波振幅譜法、面波體波振幅比法、尾波強度法。Tsai和Aki最早提出了利用地震面波振幅譜精確確定震源深度，并論證了該方法的可行性[44-45]。以面波振幅譜法為例，地震震源深度變化與瑞利面波在特定頻段內(nèi)能量衰減的振幅譜特征有密切關(guān)系，利用瑞利面波振幅譜能量衰減的特征可以有效的約束震源深度。趙博等[46]收集四川九寨溝M7.0地震21個臺站波形數(shù)據(jù)，利用面波振幅譜方法對地震震源深度進行測定，得到比較精準的四川九寨溝M7.0地震矩心深度。羅艷等[42]通過擬合短周期面波和較長周期面波的相對幅度并與遠震深度震相相結(jié)合，研究四川遂寧M5.0地震震源深度。
Cut And Paste（CAP）方法
Cut And Paste方法（以下簡稱CAP方法）是一種全波形反演方法，在參數(shù)空間內(nèi)利用網(wǎng)格搜索法反演最佳震源機制解以及震源深度。CAP方法主要工作流程是將寬頻帶地震波形進行體波和面波區(qū)分，在雙力偶震源的條件下，計算實際地震圖與理論地震圖的誤差函數(shù)，進行全局搜索獲得最小誤差的最優(yōu)解，即最佳震源機制解和震源深度。CAP方法在地震震源參數(shù)測定方面應(yīng)用廣泛，并且在傳統(tǒng)CAP方法基礎(chǔ)上有很多改進和發(fā)展。例如CAPjoint方法，該方法改進了傳統(tǒng)基于近震波形數(shù)據(jù)的點源震源參數(shù)反演，實現(xiàn)了近震Pnl波、面波和遠震P波、SH波的聯(lián)合反演，發(fā)揮近震波和遠震波各自的優(yōu)勢，并且增加了參與運算的臺站數(shù)量。韋生吉等均采用CAP方法或其改進方法，對典型地震進行研究，取得非常好的成果。
測量偏差
地震臺網(wǎng)測定的地震震源深度較實際深度經(jīng)常會產(chǎn)生較大偏差。造成這種現(xiàn)象的原因主要有：一，就地震震源而言，地震斷層破裂有破裂起始點與破裂質(zhì)心點之分。兩種深度的差異與破裂方向性和震級有關(guān)，可達破裂尺度的一半。4級以下地震破裂尺度一般不超過1千米，破裂起始點和質(zhì)心點位置較為接近；而震級比較大的地震，通常要考慮震源破裂尺度。二，地震臺網(wǎng)中臺站間距較大、臺站方位角分布不理想、臺站位置均處于震源上側(cè)而不能很好包圍震源等因素，使得解算震源深度的約束條件相對較弱，測定的震源深度結(jié)果準確性低。三，地殼速度結(jié)構(gòu)模型方面，小尺度范圍地殼速度結(jié)構(gòu)變化和傳播介質(zhì)各向異性對地震震源深度定位結(jié)果有一定影響。
研究意義
研究地震震源深度具有重要意義，準確的震源深度能夠促進人類對地殼流變學性質(zhì)、孕震機理、發(fā)震構(gòu)造、災(zāi)害評估等方面產(chǎn)生新的認識。通過確定地震的震源深度，就能夠在一定程度上了解孕震的深度以及地殼物質(zhì)的組分情況，從而對地震的孕震環(huán)境和地震成因給出定量的依據(jù)。地震震源破裂一般沿斷層面展開，準確的主余震震源深度分布能夠刻畫發(fā)震斷層構(gòu)造，對推測未來強余震的發(fā)展過程提供判斷依據(jù)。研究震源深度還可以在地球物理勘探、油氣田開采方面得到應(yīng)用，促進產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。
中國震源構(gòu)造
以1970年1月~2000年5月期間中國大陸ML≥2.0級并給出深度的31282次1和2類精度的淺源地震為基礎(chǔ)，研究人員采用網(wǎng)格滑動平均方法統(tǒng)計了網(wǎng)格內(nèi)地震的平均深度。結(jié)果表明，中國大陸平均深度為（16±7）千米，東部地區(qū)為（13±6）千米，西部為（18±8）千米，東部比西部平均偏淺5千米。中國大陸地震深度最大的地區(qū)是新疆西南部地區(qū)，即塔里木盆地地塊的西端和西南緣。震源深度與構(gòu)造分區(qū)的關(guān)系密切，青藏活動地塊震源深度平均為（33±12）千米。新疆活動地塊為（21±10）千米，華北為（14±7）千米；東北為（11±5）千米；華南為（10±4）千米。完整地塊邊界上的地震較深，其中最明顯的是塔里木盆地的西南緣、北緣；準噶爾盆地的南邊緣，阿拉善盟地塊的南邊緣；鄂爾多斯市地塊的東、西兩側(cè)以及四川盆地的西邊緣。在新生性的破裂帶上地震偏淺，如滇西南地震帶及張渤地震帶。
相關(guān)震例記錄
相同震級的地震發(fā)生在不同深度對地面的破壞不同，通常情況下淺源地震較深源地震的災(zāi)害損失嚴重。唐山地震、5·12汶川地震屬于淺源地震，均給中國人民生命財產(chǎn)造成巨大損失。1934年6月29日發(fā)生于印度尼西亞蘇拉威西島東的地震是世界上記錄到震源最深的地震，震源深度為720千米，震級為6.9級。中國的吉林省和黑龍江省東部也發(fā)生過深源地震，如1969年4月10日發(fā)生在吉林省暉春南的5.5級地震，震源深度達到555千米。
唐山大地震
1976年7月28日3時42分發(fā)生于中華人民共和國唐山市的地震（震中緯度39.4度，東經(jīng)118.0度），震級7.8級，震中烈度Ⅺ度。同日18時43分，在距唐山40余千米的灤州又發(fā)生7.1級地震，震中烈度Ⅸ度。這次地震發(fā)生在工業(yè)城市，人口稠密，損失十分嚴重。唐山市區(qū)建筑物多數(shù)基本倒平或嚴重破壞，鐵軌發(fā)生蛇形扭曲，地表發(fā)生大量裂縫，還有噴水冒沙、塌陷，震前伴有發(fā)光現(xiàn)象。242769人死亡，164851人受傷。鄰近的天津市也遭到Ⅷ～Ⅸ度的破壞。有感范圍波及遼寧省、山西省、河南省、山東省、內(nèi)蒙古自治區(qū)等14個省、市、自治區(qū)，破壞范圍半徑約250千米。震源物理的研究表明，該震的震源錯動過程較復(fù)雜。
汶川地震
2008年5月12日下午14時28分，中國四川省汶川縣發(fā)生里氏8.0級大地震，震中在汶川縣，震源深度14千米。截至5月18日14時，汶川大地震已造成32476人遇難。由于汶川地震屬于內(nèi)陸淺源地震，地震釋放的巨大能量得以通過地震波廣泛向外傳播，影響范圍之廣，除黑龍江省、吉林省和西藏自治區(qū)等局部地區(qū)外整個中國均有明顯震感。
雅安廬山地震
北京時間2013年4月20日8時02分46秒，在四川省雅安市蘆山縣發(fā)生MS7.0地震。5·2蘆山地震發(fā)生在龍門山斷裂帶南段，距離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員傷亡和經(jīng)濟財產(chǎn)損失，是四川省境內(nèi)發(fā)生的又一強烈地震。地震發(fā)生后，不同研究機構(gòu)以及地震學者對蘆山地震震源參數(shù)進行了探討研究。利用不同方法測定蘆山地震震中位置、震源機制解等震源參數(shù)基本較為一致。但是，地震震源深度方面結(jié)果差別比較明顯（表1）。中國地震臺網(wǎng)中心測定蘆山地震主震震源深度為13千米，此為基于走時的震源深度方法測量結(jié)果，其物理意義是斷層破裂起始點深度。中國地震局地球物理研究所利用基于波形的CAP方法測定的5·2蘆山地震矩心深度為24千米，其物理意義是斷層破裂質(zhì)心點深度。謝祖軍等[50]利用CAP方法及其發(fā)展方法分別對近震、遠震數(shù)據(jù)進行單獨反演以及聯(lián)合反演，不同方法得到的震源機制解和震源深度都比較穩(wěn)定，其中聯(lián)合反演得到的最佳震源深度為16千米。李文超等[51]通過雙差定位方法對蘆山地震主震和余震進行精定位，其震源深度主要分布在8~25千米。龍峰等[52]通過收集蘆山地震主震的遠震波形記錄，利用pP深度震相的動校正疊加法對主震的震源深度進行了確定，不同窗長的計算結(jié)果顯示該地震震源深度在（16±1）千米處。孫茁等[8]利用sPn近震深度震相測定了5·2蘆山地震序列中28個ML4.0以上余震的震源深度，結(jié)果表明，震源深度集中在10~20千米范圍內(nèi)。
參考資料 >
地震科普.國家地震科學數(shù)據(jù)中心.2023-12-23
世界上震源最深的地震.吉林省地震局.2023-12-23
百年來中外歷史上著名的大地震.鳳凰資訊.2025-03-29
14時28分起全國人民為汶川地震遇難者默哀3分鐘.中國政府網(wǎng).2025-03-29
各領(lǐng)域權(quán)威專家詳解汶川地震:威力巨大很難抗拒.中國政府網(wǎng).2025-03-29