盧進(jìn)延

（廣東省地球物理探礦大隊(duì)，廣州 510800）

0 引言

珠江三角洲地區(qū)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)，人口密集，開(kāi)展地質(zhì)調(diào)查工作非常必要，地質(zhì)調(diào)查工作對(duì)于大灣區(qū)地下空間資源合理開(kāi)發(fā)、防災(zāi)減災(zāi)和基礎(chǔ)地質(zhì)研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。在城市發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)進(jìn)行了大量的淺部地質(zhì)調(diào)查工作，近幾年也大面積鋪開(kāi)了城市地質(zhì)調(diào)查工作，但這些地質(zhì)調(diào)查工作主要以100 m 以淺為主，中深部的地質(zhì)調(diào)查工作開(kāi)展的非常少，因此，開(kāi)展中深部地殼結(jié)構(gòu)的調(diào)查研究工作顯得非常有必要。

譚皓原[1]利用國(guó)家地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心的地震目錄及臨時(shí)臺(tái)網(wǎng)資料對(duì)華南地殼及上地幔三維速度結(jié)構(gòu)成像；尹周勛[2]、趙明輝[3]使用深地震方法研究華南地區(qū)地殼結(jié)構(gòu)及殼內(nèi)低速層；韓松[4]、劉國(guó)興[5]、韓凱[6]使用超長(zhǎng)周期大地電磁測(cè)深，對(duì)華南地區(qū)深部電性結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究；曾維軍[7]利用重磁資料對(duì)廣州—巴拉望地學(xué)斷面進(jìn)行了綜合研究。普遍認(rèn)為：地殼分為上地殼、下地殼或者上地殼、中地殼和下地殼；珠江三角洲地區(qū)莫霍面深度了30 km 左右，由陸地向海洋逐漸變淺；在15～20 km 深的深度上存在異常低速層，由陸地向海洋逐漸尖滅。但以往的深地震、深電性剖面為了避開(kāi)城區(qū)的人文干擾，測(cè)線(xiàn)大多數(shù)位于珠江三角洲邊緣或外圍，在核心地區(qū)，缺少專(zhuān)門(mén)研究中深部地殼結(jié)構(gòu)的資料，在地殼結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況下，是否還存在低速帶層；以往的深地震剖面震源使用的是炸藥震源，對(duì)于幾十公里的探測(cè)深度，能量有限。

密集臺(tái)陣勘探是基于地震事件的地震體波、面波等地震成像方法，是研究地殼及地球更深部結(jié)構(gòu)的主要方法之一，由于該方法成本較低，并且對(duì)中深部地殼具有高分辨率，抗干擾能力，因而該方法被廣泛應(yīng)用。李敏娟[8]利用密集臺(tái)陣研究了青藏高原東北緣地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)及九寨溝地震震區(qū)結(jié)構(gòu)特征。黃焱羚[9]利用密集臺(tái)陣研究龍門(mén)山斷裂帶南段地震空段的地震活動(dòng)性，為地震空段及周?chē)卣鸹顒?dòng)的時(shí)空分布特征和孕震風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估提供了豐富的信息。張?jiān)迄i[10]利用密集臺(tái)陣研究云南賓川上地殼速度結(jié)構(gòu)，深入理解該區(qū)的主要控震構(gòu)造及其深部結(jié)構(gòu)特征提供了重要依據(jù)。

為了研究珠江三角洲核心地區(qū)中深部地殼結(jié)果速度分布特征和結(jié)構(gòu)特征，筆者采用密集臺(tái)陣勘探方法采集數(shù)據(jù)，使用接收函數(shù)方法處理反演得到沿線(xiàn)地殼速度結(jié)構(gòu)，結(jié)合地質(zhì)資料進(jìn)行綜合解釋?zhuān)瑸樯钊胙芯恐榻侵薜貐^(qū)地殼結(jié)構(gòu)提供了豐富的信息。

1 區(qū)域地質(zhì)概況及地球物理特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于珠江三角洲核心區(qū)域，研究區(qū)自北西佛山市三水區(qū)蘆苞鎮(zhèn)起至中山市三鄉(xiāng)鎮(zhèn)止，東西寬90 km，南北長(zhǎng)120 km。

珠江三角洲處于歐亞板塊、太平洋板塊、印度板塊的接合地帶，為板塊活動(dòng)較強(qiáng)地區(qū)。廣東的大地構(gòu)造主要經(jīng)歷三大發(fā)展階段和四個(gè)構(gòu)造旋回：即震旦紀(jì)—志留紀(jì)為地槽發(fā)展階段，屬加里東構(gòu)造旋回，為加里東褶皺基底發(fā)展時(shí)期；泥盆紀(jì)—中三疊世為準(zhǔn)地臺(tái)發(fā)展階段，屬海西—印支構(gòu)造旋回，為相對(duì)穩(wěn)定的蓋層發(fā)育時(shí)期；中三疊世末的印支造山運(yùn)動(dòng)，結(jié)束了準(zhǔn)地臺(tái)發(fā)展歷史進(jìn)入到大陸邊緣活動(dòng)帶發(fā)展階段，包括了燕山旋回和喜馬拉雅旋回[11]。

研究區(qū)地層有內(nèi)元古代、古生代、中生代和新生代地層，主要為云開(kāi)巖群、南華系、震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、白堊系分、古近系等地層和第四系沉積物。

珠江三角洲斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，斷裂構(gòu)造分為北東向、北西向及東西向三組，相互交切呈塊狀、格子狀，主要斷裂有：高要—惠來(lái)斷裂（北支）、廣州—羅浮山斷裂、廣從斷裂（恩平—新豐斷裂）、高要—惠來(lái)斷裂（南支）、新會(huì)—市橋斷裂、五桂山北斷裂和五桂山南斷裂（紫金—博羅斷裂），西江斷裂、北江斷裂、白坭—沙灣斷裂等，見(jiàn)地質(zhì)構(gòu)造圖（圖1），部分?jǐn)嗔丫哂休^強(qiáng)的活動(dòng)性，如西淋崗斷裂[12]（廣從斷裂西南段）、五桂山北斷裂[13]。對(duì)珠江三角洲影響最大的斷裂為廣從斷裂、廣州—羅浮山斷裂。

圖1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造圖Fig.1 Regional geological structure map

珠江三角洲地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，經(jīng)歷了“槽-臺(tái)-洼”地質(zhì)演化過(guò)程和斷裂構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成了多期次、規(guī)模不等的巖漿侵入活動(dòng)。在時(shí)間上，巖漿活動(dòng)在古生代、中生代、第四紀(jì)均有發(fā)生。在規(guī)模上以燕山期最為宏大，出露面積最廣。加里東期巖漿巖主要分布在高要、四會(huì)、廣州增城、番禺等地，印支期巖漿巖見(jiàn)于高明、鶴山、廣州羅崗，燕山期巖漿巖分布廣泛，但從早至晚有從珠三角西部向東部遷移變新的趨勢(shì)。

三水盆地屬中新生代拉張型斷陷盆地，受南海與華南陸緣開(kāi)裂作用的拉張應(yīng)力影響，自中晚白堊世開(kāi)始，火山活動(dòng)強(qiáng)烈。發(fā)生了以西樵山為例的中心式火山頻繁噴發(fā)和受斷層影響沿裂隙的流溢式火山活動(dòng)，盆地內(nèi)形成多期次疊加的巨厚火山巖層，從早白堊世末期至早第三紀(jì)漸新世早期共有13 期、123次以上火山噴發(fā)，形成累計(jì)厚度達(dá)2755 m 以上的火山巖[14]。

1.2 地區(qū)物理特征

珠江三角洲地區(qū)布格重力異常（圖2）總體呈現(xiàn)重力場(chǎng)高值區(qū)，幅值在-53～3×10-5m/s2之間。重力異常值總體上自北向南逐漸增大，定性地反映了地殼厚度自北向南逐漸變小的趨勢(shì)。中部重力高異常走向東西，總體形態(tài)規(guī)則，內(nèi)部起伏平緩，異常強(qiáng)度達(dá)3×10-5m/s2，范圍廣，反應(yīng)了該地區(qū)存在大范圍高密度地質(zhì)體。在重力高異常的北側(cè)、西側(cè)、南側(cè)存在規(guī)模巨大的重力線(xiàn)性梯度帶，為大構(gòu)造單元的分界線(xiàn)反應(yīng)。在從化—廣州—開(kāi)平一帶是重力異常突變帶、梯度帶，等值線(xiàn)扭曲，重力異常上延30 km 后135°水平方向極值明顯，為廣從深大斷裂帶的反應(yīng)。

圖2 布格重力異常圖Fig.2 Bouguer gravity anomaly map

2 數(shù)據(jù)采集

本次研究測(cè)線(xiàn)起于廣東省佛山市三水區(qū)蘆苞鎮(zhèn)，經(jīng)獅山鎮(zhèn)、中山市東鳳鎮(zhèn)，至中山市三鄉(xiāng)鎮(zhèn)，測(cè)線(xiàn)由西北向東南方向延伸，測(cè)線(xiàn)全長(zhǎng)124 km，共64 個(gè)測(cè)點(diǎn)，平均點(diǎn)距約2 km。數(shù)據(jù)采集時(shí)段為2019年10月7日至2019年11月16日，累計(jì)時(shí)長(zhǎng)為38 d，保證了有足夠時(shí)間記錄到足夠多天然地震事件。數(shù)據(jù)采集過(guò)程中使用儀器為QS-5B 三分量寬頻（0.2～200 Hz）數(shù)字地震儀，儀器之間使用內(nèi)置高精度時(shí)鐘同步，數(shù)據(jù)采樣間隔為4 ms。

數(shù)據(jù)采集期間記錄到的天然地震事件方位角、震中距分布都比較均勻，觀(guān)測(cè)期間共記錄到震級(jí)大于5 級(jí)、震中距100 度以?xún)?nèi)的天然地震事件168 余個(gè)，見(jiàn)圖3。圖4為臺(tái)陣記錄到的一次7.1級(jí)地震事件的波形圖，從左到右分別為垂直、南北、東西分量的地震波形。從三分量波形可以看出，包括初至P 波、多次波的震相波形的相位和振幅具有良好的一致性，尤其是垂直分量波形，震相波形具有高度的一致性。對(duì)于南北和東西兩個(gè)分量的波形，整體上也高度一致。對(duì)于P 波初至的時(shí)間，在整個(gè)120多千米長(zhǎng)度的測(cè)線(xiàn)上，不同臺(tái)站的P 波初至與理論的P 波初至相比有一定偏離，反映出測(cè)線(xiàn)下方的地殼結(jié)構(gòu)存在顯著的橫向不均勻性和差異。原始數(shù)據(jù)的信號(hào)內(nèi)容豐富、震相清晰，轉(zhuǎn)換波信號(hào)清晰，數(shù)據(jù)質(zhì)量?jī)?yōu)良。

圖3 遠(yuǎn)震天然地震事件震中分布圖（2019-10-07—2019-11-16）Fig.3 Epicenter distribution map of teleseismic natural earthquake events

圖4 臺(tái)陣記錄到的一次7.1級(jí)地震事件波形圖Fig.4 Waveform diagram of a M7.1 earthquake event recorded by seismic array

3 數(shù)據(jù)處理

本次研究使用較為成熟的接收函數(shù)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)從遠(yuǎn)震體波波形數(shù)據(jù)中提取的P接收函數(shù)和S波接收函數(shù)可以獲取地殼內(nèi)部速度結(jié)構(gòu)、地殼厚度及物質(zhì)成分組成、地幔過(guò)渡帶的厚度變化及巖石圈地幔的間斷面[15]。其原理如下：接收函數(shù)是利用P波波形的臺(tái)陣記錄來(lái)反演沿線(xiàn)下方二維S 波速度結(jié)構(gòu)的波形反演方法，遠(yuǎn)震P 波波形含有關(guān)于震源時(shí)間函數(shù)、震區(qū)介質(zhì)結(jié)構(gòu)、上地幔傳播路徑以及接收區(qū)介質(zhì)結(jié)構(gòu)的豐富信息。遠(yuǎn)震P波波形與這些影響機(jī)制的關(guān)系可表示成：D（t）=S（t）*MS（t）*MRay（t）*MR（t）*I（t）。其中，D（t）為所記錄的遠(yuǎn)震P 波波形數(shù)據(jù)；S（t）為震源時(shí)間函數(shù)；MS（t）為近源介質(zhì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)；MR（t）為臺(tái)站下方接收介質(zhì)的響應(yīng)；MRay（t）為P 波在地幔中傳播的透射響應(yīng)；I（t）為儀器響應(yīng)。在以上因素中，只有臺(tái)站下方介質(zhì)的響應(yīng)才是我們感興趣的可用來(lái)反演臺(tái)站下方地殼、上地幔速度結(jié)構(gòu)的波形信息。因此要有一種方法將接收介質(zhì)的響應(yīng)從整個(gè)P波波形中分離出來(lái)，而接收函數(shù)方法就是一種行之有效的方法。Langston[16]基于等效震源假定，提出了從遠(yuǎn)震P 波波形數(shù)據(jù)中分離出徑向和切向接收函數(shù)方法。

如果對(duì)各種響應(yīng)做一個(gè)理想的假設(shè)，三種傳播響應(yīng)共同施加給震源時(shí)間函數(shù)，構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)的線(xiàn)性系統(tǒng)，此外，要考慮儀器響應(yīng)I（t），最終的系統(tǒng)輸出產(chǎn)生位移即為u（t）。

這種串聯(lián)的表示對(duì)應(yīng)一個(gè)卷積模型，由于線(xiàn)性系統(tǒng)具有疊加效應(yīng)，所以可以進(jìn)行卷積運(yùn)算。在時(shí)間域內(nèi)，把這個(gè)系統(tǒng)表示成數(shù)學(xué)公式如下：

其中，UV（t）、UR（t）和UT（t）分別表示地震記錄的垂向分量、徑向分量和切向分量。

MRR（t）和MRT（t）即為要求的徑向和切向接收函數(shù)，使用時(shí)間域反褶積提取接收函數(shù)，時(shí)間域反褶積方法提取的接收函數(shù)具有較小的背景噪聲且對(duì)地震波形的記錄長(zhǎng)度不限制。數(shù)據(jù)處理流程見(jiàn)圖5。

圖5 數(shù)據(jù)處理流程圖Fig.5 Data processing flow chart

（1）遠(yuǎn)震事件波形截?。焊鶕?jù)遠(yuǎn)震事件目錄給出的地震發(fā)生的時(shí)間（UTC 時(shí)間，世界協(xié)調(diào)時(shí)）、震中經(jīng)度緯度和深度等信息，計(jì)算出遠(yuǎn)震P波初至的理論到時(shí)，從密集臺(tái)陣測(cè)線(xiàn)數(shù)據(jù)的原始三分量波形中截取出遠(yuǎn)震事件波形，截取窗口為P波之前50 s，P 波之后150 s，保證了遠(yuǎn)震波形中的地殼內(nèi)部轉(zhuǎn)換波和多次波信號(hào)均位于截取窗口內(nèi)部。

（2）利用時(shí)間域反褶積方法[17]，對(duì)密集臺(tái)陣測(cè)線(xiàn)每一臺(tái)地震儀記錄的三分量遠(yuǎn)震事件波形進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得遠(yuǎn)震P波接收函數(shù)波形。

（3）對(duì)獲得的接收函數(shù)波形進(jìn)行質(zhì)量控制，挑選出具有清晰莫霍面轉(zhuǎn)換波震相的徑向接收函數(shù)波形，并用于整個(gè)地殼結(jié)構(gòu)的反演成像。

（4）基于遠(yuǎn)震事件目錄給出的震中位置和深度，計(jì)算理論的射線(xiàn)參數(shù)，并根據(jù)射線(xiàn)參數(shù)，對(duì)密集臺(tái)陣測(cè)線(xiàn)上同一臺(tái)站記錄到的接收函數(shù)波形進(jìn)行疊加和動(dòng)校正，獲得每個(gè)臺(tái)站的平均接收函數(shù)波形，并用于密集臺(tái)陣測(cè)線(xiàn)下方地殼結(jié)構(gòu)的反演與成像。

（5）速度結(jié)構(gòu)反演。通過(guò)研究區(qū)域的速度結(jié)構(gòu)初始模型構(gòu)建、接收函數(shù)波形反演與地殼S波速度結(jié)構(gòu)建立、接收函數(shù)理論地震圖計(jì)算及與實(shí)際數(shù)據(jù)的對(duì)比分析采用阻尼最小二乘線(xiàn)性+迭代接收函數(shù)反演方法，經(jīng)多次迭代更新，直至理論與實(shí)際接收函數(shù)波形差最小，最終獲得能夠和觀(guān)測(cè)接收函數(shù)波形數(shù)據(jù)擬合最好的地殼S波速度結(jié)構(gòu)參數(shù)模型。圖6為觀(guān)測(cè)原始數(shù)據(jù)波形（黑色）和反演后理論波形（紅色）對(duì)比。理論波形能夠較好擬合實(shí)際觀(guān)測(cè)的數(shù)據(jù)波形，表明反演獲得的測(cè)線(xiàn)下方的S波速度結(jié)構(gòu)模型能夠較好擬合觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)。

圖6 觀(guān)測(cè)原始數(shù)據(jù)波形（黑色）和反演后理論波形（紅色）對(duì)比Fig.6 Comparison between the observed original data waveform（black）and theoretical waveform after inversion（red）

4 結(jié)果分析和討論

4.1 結(jié)果分析

用接收函數(shù)方法處理反演，獲得了地殼S 波速度結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖7，從圖中可以看出，由淺至深，速度由2.1 km/s 增大至4.5 km/s；在-30 km 左右的深度上，明顯存在一個(gè)連續(xù)的速度突變帶；淺部存在多處速度等值線(xiàn)下凹，其與斷裂構(gòu)造密切相關(guān)；三水盆地下方存在一個(gè)寬達(dá)幾十公里寬的高速區(qū)域。

圖7 地殼S波速度結(jié)構(gòu)及解釋推斷圖Fig.7 Crustal S wave velocity structure and interpretation inference diagram

根據(jù)地殼S 波速度結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合地質(zhì)、地球物理資料進(jìn)行綜合分析：

（1）根據(jù)地殼S 波速度結(jié)構(gòu)特征，劃分了上地殼、中地殼、下地殼和上地幔四個(gè)大層位：

①上地殼S 波速度較低，沉積介質(zhì)速度一般小于3 km/s，主要為海西—喜山期沉積蓋層，其巖石組成主要是沉積巖及巖漿侵入體，巖漿侵入體波速大于3 km/s。該層由北向南呈逐漸變厚的趨勢(shì)，厚度變化大，厚度大部分7～12 km 之間。在順德至三鄉(xiāng)段，在斷裂構(gòu)造及地質(zhì)構(gòu)造的作用下，造成地殼下沉，接受沉積，導(dǎo)致上地殼厚度增厚，在三鄉(xiāng)一帶，上地殼厚度達(dá)14 km。

②中地殼S波速度處于3～3.6 km/s之間，巖性以硅鋁質(zhì)為主的淺變質(zhì)沉積巖，主體組分為元古界—下古生界淺變質(zhì)巖系、花崗片麻巖或變質(zhì)巖與花崗巖類(lèi)的混合巖。包括有石榴石黑云母片麻巖、石榴石黑云母長(zhǎng)石石英片巖、石榴石黑云母變粒巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖等。該層由北向南呈逐漸變薄的趨勢(shì)，厚度變化較大，在5～15 km之間。

③下殼層S波速度處于3.6～4 km/s之間，目前一般認(rèn)為該層是由玄武巖或輝長(zhǎng)巖組成，廣東境內(nèi)指示下地殼物質(zhì)特征主要有來(lái)自早古生代云開(kāi)地區(qū)規(guī)模不等的基性—超基性巖體。該層由北向南呈逐漸變薄的趨勢(shì)，厚度變化較大，在7～13 km之間。

④上地幔巖石圈層S 波速度大于4.1 km/s，其主要化學(xué)成份是一種難熔的鎂鐵硅酸鹽組合，與鐵鎂質(zhì)—超鐵鎂質(zhì)巖相當(dāng)。上地幔頂部界面，即莫霍面起伏變化較小，總體趨勢(shì)呈北深南淺，埋深在27.5～30 km 之間。三水盆地處的莫霍面跳躍幅度為2 km左右，推斷受廣從斷裂切割導(dǎo)致。

（2）推測(cè)在三水盆地下方存在上地幔物質(zhì)侵入通道，導(dǎo)致上地幔物質(zhì)進(jìn)入下地殼中；在三水盆地基底出現(xiàn)高速體（G2），附近有玄武巖出露，推測(cè)其為高密度巖漿侵入體；在三水盆地一帶莫霍面略微隆起，幅度在1～2 km，推測(cè)這三個(gè)因素共同導(dǎo)致珠江三角洲中部出現(xiàn)一個(gè)明顯的重力異常高（圖2）。

（3）莫霍面起伏變化較小，總體北深南淺，由北向南逐漸抬升，深度在27.5～30 km，與利用布格重力異常進(jìn)行密度反演獲得的莫霍面深度（29.5～30.6 km）基本一致，見(jiàn)圖8，而本次成果細(xì)節(jié)信息更豐富。

圖8 莫霍面深度圖（布格重力異常密度反演獲得）Fig.8 Moho depth map（bouguer gravity density inversion）

（4）三水盆地邊界南至廣從斷裂（恩平—新豐斷裂），剖面成果顯示盆底深3 km 左右，與盆地內(nèi)經(jīng)過(guò)多期次疊加厚達(dá)大2755 m 巨厚火山巖層基本一致。

（5）上地殼中存在5 個(gè)區(qū)域高速體，在其附近地表均有巖體出露，推斷其為巖漿侵入體，在五桂山地區(qū)，大面積出露花崗巖體。

（6）根據(jù)圖7 中S 波速度結(jié)果及界面起伏情況，測(cè)線(xiàn)所穿過(guò)的斷裂分述如下：

①測(cè)線(xiàn)北端高要—惠來(lái)斷裂（F1）地表S波速度低，在中地殼和下地殼中波速也較低，速度變化很大，且向南東傾斜，莫霍面也是向南東傾斜，莫霍面深度由29 km 突變?yōu)?0 km，說(shuō)明該斷裂是貫穿整個(gè)地殼的深大斷裂。

②廣州—羅浮山斷裂（F2）地表S 波速度低，速度變化較大，向南東傾斜，影響深度止于中地殼內(nèi)。

③廣從斷裂帶（F3、F4）可分為左右兩支，地表S波速度低，速度變化大。推測(cè)左支斷裂由于上地幔物質(zhì)及巖漿侵入地殼過(guò)程中，中深部斷裂構(gòu)造被改造了，不再維持原有的深大斷裂物質(zhì)結(jié)構(gòu)，僅淺部表現(xiàn)出低速；右支斷裂淺—中—深部，S 波速度低且變化大，向北西傾斜，莫霍面深度由28 km 突變?yōu)?0 km。在此處，布格重力異常上延30 km 后135°方向?qū)?shù)仍有清晰的反映，廣州—恩平斷裂（即廣從斷裂）深及30 km[14]，推測(cè)廣從斷裂帶是貫穿整個(gè)地殼的深大斷裂。

④測(cè)線(xiàn)南端高要—惠來(lái)斷裂（F5）

⑤新會(huì)—市橋斷裂（F7、F8）可分為左右兩支，在地表S 波速度低，速度變化大。左支向北西傾斜，右支向南東傾斜，呈“八”字形，斷裂切穿上地殼進(jìn)入中地殼中，右支斷裂上盤(pán)下降接受沉積，上地殼厚度增厚。

⑥五桂山北斷裂（F9）地表S波速度發(fā)生明顯的錯(cuò)斷，深度波速低，且向北西傾斜，莫霍面深度由27.5 km 突變?yōu)?9 km。重磁資料處理成果也顯示其切割深度在30 km 以上[18-19]，推測(cè)該斷裂是貫穿整個(gè)地殼的深大斷裂。

⑦五桂山南斷裂（F11）區(qū)域上屬于紫金—博羅斷裂西南段，淺—中—深部S波速度均較低，且傾斜北西，莫霍面深度由28 km 突變?yōu)?9 km。重磁資料處理成果也顯示其切割深度在30 km 以上[18]，推測(cè)該斷裂是貫穿整個(gè)地殼的深大斷裂。

（7）根據(jù)以上分析，結(jié)合地質(zhì)資料推斷，北起高要惠來(lái)斷裂，南至五桂山北斷裂，該地段內(nèi)斷裂為深部物質(zhì)、熱源上涌通道，礦產(chǎn)資源豐富，如西樵山銀礦屬陸相火山—熱液礦床。南端地?zé)豳Y源豐富，如中山三鄉(xiāng)的雍陌溫泉水溫達(dá)87℃。

4.2 結(jié)果討論

本次密集臺(tái)陣勘探獲得了詳細(xì)的中深部地殼結(jié)構(gòu)及速度分布資料，對(duì)中深部地殼結(jié)構(gòu)獲得了新認(rèn)識(shí)：以往深地震剖面顯示在15～20 km 的深度上存在一個(gè)連續(xù)的低速層，而本次的研究成果在對(duì)應(yīng)的深度上并沒(méi)有低速層出現(xiàn)，反而在26.5～28 km 深度上存在一個(gè)不連續(xù)的低速層，對(duì)于這一認(rèn)識(shí)，需要更多其他物探工作來(lái)佐證。關(guān)于珠江三角洲地區(qū)深部地殼結(jié)構(gòu)的研究，在此基礎(chǔ)上，可以開(kāi)展更多珠江三角洲核心區(qū)中深部地殼結(jié)構(gòu)的研究工作。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)密集臺(tái)陣剖面的反演成果進(jìn)行了綜合研究，討論了測(cè)區(qū)地殼結(jié)構(gòu)速度特征，結(jié)果表明：

（1）使用密集臺(tái)陣勘探方法，利用5 級(jí)及以上的遠(yuǎn)震天然地震作為震源，在干擾嚴(yán)重的城區(qū)也取得了良好的勘探效果，其具有抗干擾能力、信噪比高、分辨率高、施工便捷、成本低的優(yōu)點(diǎn)，非常適合在干擾嚴(yán)重的城區(qū)勘探，可作為研究珠江三角洲地區(qū)地殼結(jié)構(gòu)，特別是中深部地殼結(jié)構(gòu)的勘探方法。

（2）根據(jù)密集臺(tái)陣剖面速度結(jié)構(gòu)特征劃分了上地殼、中地殼、下地殼和上地幔四個(gè)大層位。上地殼厚度分布表明在珠江三角洲臨海一側(cè)，在地質(zhì)構(gòu)造的作用下，造成地殼下沉，接受沉積，導(dǎo)致上地殼厚度變厚，在中山三鄉(xiāng)鎮(zhèn)一帶，上地殼厚度達(dá)14 km。

（3）根據(jù)密集臺(tái)陣剖面速度結(jié)構(gòu)特征獲得了沿線(xiàn)中深部斷裂構(gòu)造特征及其空間展布形態(tài)，速度結(jié)構(gòu)與斷裂構(gòu)造具有良好的一致性。

（4）本次密集臺(tái)陣勘探推測(cè)三水盆地盆底深度在3 km，與該地區(qū)沉積層厚度基本一致。

（5）莫霍面波速特征明顯，界面上下橫波速度變化大，由3.6 km/s突變?yōu)?.1 km/s。

（6）本次密集臺(tái)陣勘探取得的新成果：①傳統(tǒng)認(rèn)為重力高是莫霍面隆起所致，而本次密集臺(tái)陣勘探成果表明，重力高是由莫霍面隆起、上地幔物質(zhì)侵入下地殼和高密度巖漿侵入上地殼共同引起的；②沿測(cè)線(xiàn)地殼在15～20 km 的深度上不存在低速層。

致謝：感謝徐行教授為本文提出寶貴的修改意見(jiàn)；感謝在密集臺(tái)陣勘探數(shù)據(jù)采集、處理和總結(jié)工作中付出辛勤勞動(dòng)的領(lǐng)導(dǎo)和同事；感謝李志偉老師提供數(shù)據(jù)處理服務(wù)工作；感謝韓思旭同志對(duì)本文的指導(dǎo)。