常利軍（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

中國南極長城站地震觀測和研究進(jìn)展?

常利軍
（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

?基金項(xiàng)目： 國家自然科學(xué)基金（41274063），國家海洋局極地考察項(xiàng)目（13/14GW05，12/13GW07，11/12GW10，10/11GW01）和中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（DQJB12B13，DQJB11B06，DQJB10B16）資助。

通過第27次和28次南極科學(xué)考察，中國地震局地球物理研究所完成了中國南極長城站地震臺(tái)的重新選址、重建和臺(tái)站升級(jí)工作，恢復(fù)了我國在南極的地震觀測，新臺(tái)站運(yùn)行穩(wěn)定，背景噪音低。并在中國第29次南極科學(xué)考察期間，我們完成了長城站地震臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了對長城站地震臺(tái)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，并對發(fā)生在南極地區(qū)的地震事件實(shí)時(shí)監(jiān)測這一目標(biāo)。在中國第31次南極科學(xué)考察期間，除了完成常規(guī)任務(wù)，還進(jìn)行了法爾茲半島淺層速度結(jié)構(gòu)探測實(shí)驗(yàn)。通過近期長城站地震臺(tái)積累的高質(zhì)量地震資料，我們開展了相關(guān)研究，得到了一些初步結(jié)果。

長城站地震臺(tái)通過重新選址和重建后，有效避開了主要干擾源（如冷庫、發(fā)電棟等），人和機(jī)械的干擾大幅降低，從而有效地降低了臺(tái)站的背景噪音。通過對記錄的波形數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)連續(xù)性、完整性很好，背景噪聲環(huán)境較低，記錄的事件波形清楚。我們不僅觀測到了遠(yuǎn)震記錄，而且觀測到了長城站附近的微震記錄，同時(shí)還觀測到了疑似冰震的記錄（與天然構(gòu)造地震相比，觀測到的冰震具有初至波尖銳，頻率高，衰減快的特征）。自2011年1月南極長城站地震臺(tái)開始工作以來，到目前已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行4年半，記錄了～25 G的寬頻帶數(shù)字地震觀測數(shù)據(jù)，為開展有關(guān)南極地震學(xué)研究積累了寶貴的資料。

由于長城站地區(qū)沒有固定的地震臺(tái)站覆蓋，全球地震臺(tái)網(wǎng)中距離最近的臺(tái)站也有500 km 左右，全球地震目錄中有關(guān)該區(qū)域的地震事件最小也在4.5級(jí)以上，這并不能詳細(xì)分析這一區(qū)域的地震活動(dòng)特征。中國南極長城站地震臺(tái)的建立彌補(bǔ)了這一缺陷。利用長城站地震臺(tái)記錄的三分量波形記錄數(shù)據(jù)，對發(fā)生在長城站附近的近震事件開展了單臺(tái)定位分析，得到了近年發(fā)生在中國南極長城站地區(qū)的近震分布（圖1）。從圖1地震分布結(jié)果來看，地震主要沿南設(shè)得蘭群島走向和沙克爾頓斷裂帶上，其中在長城站東南方向有一個(gè)地震非常集中的分布。相對于構(gòu)造穩(wěn)定的南極內(nèi)陸地區(qū)，該區(qū)域的地震活動(dòng)性相對要強(qiáng)，主要是該區(qū)域所在的南設(shè)得蘭群島位于西南極半島北部，處于亞南極地區(qū)，受到南極板塊、南美板塊和斯科舍次板塊直接或間接作用，構(gòu)造復(fù)雜，導(dǎo)致了這一地區(qū)的地震活動(dòng)性較強(qiáng)。對于在長城站東南方向有一個(gè)地震非常集中的分布區(qū)，主要是這個(gè)地震集中區(qū)在于Orca 活火山上，可能與Orca活火山近期活動(dòng)增強(qiáng)有關(guān)。

根據(jù)法爾茲半島淺層速度結(jié)構(gòu)探測實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，利用噪音互相關(guān)方法得到了兩臺(tái)間的面波格林函數(shù)，由格林函數(shù)得到面波相速度頻散曲線，然后由頻散曲線反演得到該區(qū)的平均S波速度剖面。從結(jié)果看，長城站所在的法爾茲半島淺層基本上分為3層，在2.5 km 深度剖面上，S波速度范圍大約在1.8 km/s 到2.7 km/s 之間，由于該區(qū)是一個(gè)火山半島，沒有沉積層覆蓋，S波速度相對較高。

圖1　南極長城站地區(qū)區(qū)域構(gòu)造和近震分布圖