利用固定台网人工地震观测资料建立华北克拉通东部三维地壳模型

目前华北地区大区域三维地壳模型或是依据天然地震资料得到，或是由人工地震剖面结果间接得到，模型的精度仍有较大的欠缺。结合华北地区人工地震测深工作现状，充分发挥人工地震震源位置确定、爆破时间精确已知的优势，本项目提出利用固定地震台网人工地震观测资料，建立华北克拉通东部区域三维地壳模型。拟收集华北地震遥测台网（北京、天津、河北、山东、山西、内蒙）、首都圈台网、河南台网记录到的人工地震走时数据，采用Fast Marching Method（FFM）反演重建东经111 -120 ，北纬35 -41 区域三维地壳结构。形成从地表至莫霍面深度的速度结构数据体、基底界面和莫霍界面的深度数据体。提供华北克拉通东部目前最高精度的三维地壳模型。

收集华北东部（东经109°-120°，北纬35°-42°）2000-2011年期间73次人工地震爆破，华北地震台网（包括北京、天津、河北、山东、山西、内蒙6个子台网）、首都圈地震台网、河南地震台网、华北宽频带临时地震台阵的波形记录，截取自起爆时刻起至5分钟时长的波形，经波形分析、震相识别，最终确认地壳P波走时数据3430个。对波前快速追踪层析成像方法及计算软件（FMTOMO）进行了研究和数值模拟。根据实际数据分布情况，选取东经114°-118°，北纬38°-41°区域做为三维地壳模型的建立区域，联合利用Pg、Pm、Pn三种震相走时，采用FMTOMO反演方法，获得了该区三维地壳速度结构数据体和莫霍界面深度数据体；采用时间项反演方法获得了该区基底界面深度数据体。通过检测板模型恢复测试给出了模型的分辨。结果表明，在目前的数据条件下，研究区地壳速度分辨尺度为0.5°×0.5×20km，莫霍面分辨尺度为0.5°×0.5°。三维地壳模型反映的基底、莫霍面构造图像以及地壳速度结构图像较好地显示了控制研究区地壳结构的北部燕山隆起、西南部太行隆起和东南部华北裂陷盆地三大地质单元的构造差异。.分析并使用固定地震台网人工地震波形资料，这项工作前所未有。尽管波形记录质量十分有限，所得地壳模型分辨不足，但通过本项目工作的开展，使我们对固定台网人工地震波形资料情况有了初步的认识和了解，为今后使用台网人工地震资料积累了宝贵经验。同时，这些资料的获得也为进一步相关研究工作提供了难得的数据资源。