近日，我院硕士研究生潘啟安与其导师沈旭章教授等人，在国际地学刊物《Seismological Research Letters》（地球科学3区，2023年影响因子为2.6）上发表文章：Fine Shear‐Wave Velocity Structures of Subsurface beneath the Guangdong–Hong Kong–Macao Greater Bay Area with Dense Seismic Array and SPAC Method.

粤港澳大湾区位于南海北部地块的中心，是中国南方重要的经济区域，也是全球最繁忙的城市群之一。珠江三角洲地区经历了复杂的构造演化过程，多期大型构造事件及相应地壳岩石圈尺度变形在该区域深部结构中都留下了痕迹。本研究聚焦珠江三角洲地区三个显著断层：NW向的白坭-沙湾断裂、NNW向的华龙-黄阁断裂以及EW向的顺德断裂，采用最新的密集观测资料和发展的有效算法对大湾区浅层高分辨率精细结构进行反演。结果可为城市的工程建设、安全评估、防震减灾、地下空间管理等提供重要信息和参考。

图1：研究区以及密集台阵的位置示意图

针对2020年12月-2021年1月在大湾区布设的大规模短周期密集台阵采集的微动数据（密集台阵的位置示意图如图1所示），我院地球物理专业硕士生潘啟安在沈旭章教授指导下发展了SPAC方法（流程图如图2所示），在传统适用于嵌套三角形台阵的SPAC方法上进行了创新，使得该方法适用于规则分布的短周期密集台阵中，并且自主编写程序提取了频带范围大约为0.2-2.5Hz 的频散曲线，通过遗传算法反演这些频散曲线，得到了深度范围在0到3.3 km之间的浅部地壳S波速度结构，对区域浅层结构进行高分辨率成像，在粤港澳大湾区中的广州番禺区、南沙区以及东莞西边部分城区建立了高精度的地下横波速度结构，结果如图3、4和5所示。

图2：SPAC方法流程图

图3：沿着南北走向的微动Vs剖面图

图4：沿着东西走向的微动Vs剖面图

图5：水平Vs图（左图）以及其不确定度（右图）

成像结果中垂直的Vs剖面和水平的Vs与研究区内详细的地质结构特征较为吻合。在断层周围存在显著的Vs低速异常，特别是顺德断层及其周围地区，低速异常和顺德断层东西走向相一致，带状的低速异常清晰勾勒出了该断层的位置。此外，化龙-黄阁断层的两侧也显示出明显的速度变化。与其西南侧相比，断层的东北侧显示出低速异常，这与东北倾斜的正断层以及相关的东北断陷盆地和西南隆起地区的特征一致。白坭-沙湾断层附近也显示出带状的低速异常，表明在白坭-沙湾断层附近可能存在弱的风化层界面。研究结果的稳定性、高分辨率及与地表地质的一致性表明了SPAC方法在揭示复杂波速结构的方面的可行性和有效性，该研究提供了一种在人口密集的城市地区（如粤港澳大湾区）进行高精度浅层结构探测的有效、经济和环保的方法技术，未来可望在资源勘查和地下空间开发中发挥更大作用。

研究成果以我院硕士研究生潘啟安为第一作者，指导教师沈旭章教授为通讯作者发表在国际地学期刊《Seismological Research Letters》。原文信息如下

Pan, Q., et al. (2024). "Fine Shear‐Wave Velocity Structures of Subsurface beneath the Guangdong–Hong Kong–Macao Greater Bay Area with Dense Seismic Array and SPAC Method." Seismological Research Letters.

供稿：潘啟安  沈旭章

初审：黄荣   王玉琨

审核：王伟涛  徐永怡

审核发布：孔晓慧