近日，中国地震局地球物理研究所牵头完成的科研成果“南北地震带及华北地区大规模宽频带地震台阵探测及应用”获得了2023年度中国地球物理学会科学技术奖科技进步二等奖。第一完成人为丁志峰研究员，主要完成人包括：袁松湧高级工程师、王未来研究员、陈九辉研究员、许卫卫研究员、王兴臣副研究员、常利军研究员、宋丽莉高级工程师。该项成果在国家基础研究发展规划项目（973）、科技部公益性行业科研专项、科技部国家科技基础性工作专项重点项目、国家自然科学基金、研究所基本科研业务费专项等国家重大科研项目支持下完成。

成果简介：

该项成果是国家地震科技创新工程“透明地壳”计划的重要组成部分，利用目前世界上最大规模的地震台阵系统，对南北地震带和华北地区等重点防御区开展壳幔结构的大范围探测，在中国大陆强震频发的南北地震带和华北地区实施宽频带大规模流动地震台阵观测，先后布设了2400多个流动的连续观测台站，旨在发展我国的宽频带地震观测技术，为地球深部结构研究提供高质量的观测数据，获取高分辨的壳幔速度结构。

该项成果取得的主要进展如下：

1.发展了宽频带地震台阵观测技术

通过标准化、工程化管理模式，确保大规模观测项目整体质量，通过技术集成、自行研制等方式构建野外台站无线监控网络，提升观测效率，根据不同地域环境特点研发下沉式、浅井式等观测模式，提升观测数据质量，形成了国家规模的面对大震区的地下结构探测能力和强有力研究队伍。

图1 野外流动地震台阵台站建设施工图

图2 流动地震台阵实时监控系统

2.开创了国内开展长时间宽频带海底地震台阵观测的先河

根据浅海域环境特点设计新型海底地震仪，在渤海区域应用并获得成功，开创了国内开展长时间宽频带海底地震台阵观测的先河。投放32个海底地震仪，一年后有效回收29个，回收率90%以上。

图3 首次在渤海海域布设流动地震观测台阵

3.首次构建了完整覆盖南北地震带和华北克拉通的高分辨率三维壳幔结构模型

利用南北地震带及华北地区大规模宽频带地震台阵探测获取的地震数据，项目组利用多种地震学成像方法，首次构建了完整覆盖南北地震带和华北克拉通且横向分辨率达30-50 km的三维壳幔结构模型，其主要结构参数包括：（1）沉积层厚度、Moho、LAB、410-km、660-km间断面的起伏形态以及泊松比和过渡带厚度的空间分布；（2）三维P波和S波速度；（3）地壳上地幔各向异性结构。这些成果揭示了青藏高原东缘及华北克拉通地区的深部构造形态及演化特征，提出了新的深部动力过程解释模式。

图4 南北地震带地壳厚度及泊松比分布

图5 华北克拉通地壳上地幔P波三维速度结构

4.成果数据公共共享并得到广泛应用

自主建立并完善地震数据产品加工、数据质量评估和数据共享服务的各种软件系统，为深部结构成像研究和高分辨率的壳幔精细结构模型构建提供了有力保障。该成果研发的数据共享服务平台为国内众多高校科研院所进行基础研究提供了海量数据服务，已为60个科研单位的科研项目提供了200多次共680TB的流动地震台站的数据服务。获得的数据得到了广泛应用，通过数据共享机制，国内众多用户利用这些观测数据在《Nature Communication》、《EPSL》、《GRL》、《JGR》、《GJI》、《Tectonics》、《JAES》、《Tectonophysics》、《地球物理学报》、《地震地质》等国内外期刊发表论文200多篇。