中國南極長城站地震觀測和研究進展?

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展?

常利軍
（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

?基金項目： 國家自然科學(xué)基金（41274063），國家海洋局極地考察項目（13/14GW05，12/13GW07，11/12GW10，10/11GW01）和中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項（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的重新選址、重建和臺站升級工作，恢復(fù)了我國在南極的地震觀測，新臺站運行穩(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數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)了對長城站地震臺的實時遠程監(jiān)控，并對發(fā)生在南極地區(qū)的地震事件實時監(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)，還進行了法爾茲半島淺層速度結(jié)構(gòu)探測實驗。通過近期長城站地震臺積累的高質(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），人和機械的干擾大幅降低，從而有效地降低了臺站的背景噪音。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震記錄，而且觀測到了長城站附近的微震記錄，同時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開始工作以來，到目前已經(jīng)穩(wěn)定運行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)沒有固定的地震臺站覆蓋，全球地震臺網(wǎng)中距離最近的臺站也有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級以上，這并不能詳細分析這一區(qū)域的地震活動特征。中國南極長城站地震臺的建立彌補了這一缺陷。利用長城站地震臺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)域的地震活動性相對要強，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)的地震活動性較強。對于在長城站東南方向有一個地震非常集中的分布區(qū)，主要是這個地震集中區(qū)在于Orca 活火山上，可能與Orca活火山近期活動增強有關(guān)。

根據(jù)法爾茲半島淺層速度結(jié)構(gòu)探測實驗得到的數(shù)據(jù)，利用噪音互相關(guān)方法得到了兩臺間的面波格林函數(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