0 引言

地震台阵一般是指，在与所观测的地震波波长大致相当的孔径范围内，排列和安装地震计的若干地震子台组成的地震观测系统(彼得·鲍曼，2006)。该系统可以采用特定的地震波波形数据处理方法，以达到压制干扰背景、提高信噪比水平，从而突出和加强有用地震信号的目的。因此，台阵往往能够获取比单一地震台站更强的地震监测能力，与现有区域性地震台网相比，通过分析演绎，可提取更多有关震源与地球内部结构特征的信息。1958年，日内瓦裁军谈判特设科学专家组提出建设地震台阵，以监测与识别远处地下核试验的构想(虞国平等，2013)。历经60余年，目前全球范围已运行50多个地震台阵，台阵的建设目的与任务也逐渐发生变化，更多致力于科研水平的提高与社会公共服务职能的完善，现已发展成为全球地震监测网的重要组成部分。

浙北地区人口稠密，经济发达，随着长三角区域的一体化发展，提高该地区地震和非天然地震监测能力的要求愈发迫切。而杭嘉湖平原沉积层较厚，选点建设基岩台站比较困难。为此，拟在浙江临安建设地震台阵，增强长三角地区地震监测能力。文章介绍了该台阵的勘址过程及环境地噪声水平，并对场地条件进行了调查与分析。

1 台阵勘址及环境地噪声水平

经过需求分析、图上作业及宏观勘查等准备工作，初步选定杭州市临安区天目山地区(临安区西北方向约20 km)，作为浙江临安地震台阵实地踏勘与测试的目标区域(台阵建设场地为农村集体土地，后期建设可采用征地或租地方式)。

临安区位于浙江省杭州市西部，总面积3 118.77 km²，处于中亚热带季风气候区南缘，属季风型气候，温暖湿润，光照充足，雨量充沛，四季分明。据《2009年临安年鉴》，年均降水量1 613.9 mm，降水日158天，无霜期年平均为237天，受台风、寒潮和冰雹等灾害性天气影响。该区地势自西北向东南倾斜，区境北、西、南三面环山，形成一个东南向的马蹄形屏障。区内低山丘陵与河谷盆地相间排列，交错分布。

选址区域主要位于太湖源镇，地形为山地，海拔300—1 100 m。经实地踏勘，在沟谷地带选定9个点位，分别称为TZ₁、TZ₂、TZ₃、TZ₄、TZ₅、TZ₆、TZ₇、TZ₈、TZ₉，参照《GB/T 19531.1—2004地震台站观测环境技术要求第1部分测震》，在各点位架设北京吉利客科技股份有限公司生产的GL-PS60一体化宽频带地震计，进行为期124 h的连续观测，采集测试数据，利用Welch平均周期法，对记录数据进行功率谱(PSD)估计，得到其在1—20 Hz频带范围的均方根(RMS)值，即各点位三分向环境地噪声水平Enl，结果见表 1。由表 1可知：各测试点位三分向环境地噪声水平Enl平均值介于1.58×10^-8—5.62×10^-8 m·s^-1; 根据环境地噪声水平分级，TZ₇点位达到Ⅱ级环境地噪声水平，其余点位均达到Ⅰ级环境地噪声水平，满足浙江所属的D类地区甚宽频带测震台站建设的观测环境技术要求。在各测试点相应级别地噪声水平要求的干扰源最小距离内，无县级及以上公路、铁路、湖泊、河流、工矿企业等显著干扰源，点位附近有村庄和居民聚居点。

9个测试点位(下文称为子台)以近同心圆的几何结构布局，中心点布设1个子台，编号为TZ₁; 内环包含3个子台，编号为TZ₂、TZ₃、TZ₄; 外环包含5个子台，编号为TZ₅、TZ₆、TZ₇、TZ₈、TZ₉。台阵内环平均半径为0.246 km，外环平均半径为2.078 km，各子台间最大海拔差为252.12 m。各子台位置及海拔分布见图 1。

2 场地条件调查与分析

在环境地噪声水平满足观测环境技术要求的基础上，从构造与基岩条件、场地工程地质条件、数据传输与供电条件等方面，来分析台阵选址的合理性。

2.1 台阵构造与基岩条件 2.1.1 区域大地构造

就地震台阵记录与地震波信号分析的工作原理而言，每个子台均应选择布设在完整稳定的同一构造块体上，以便压低或过滤背景噪声，从而保证信号的一致性或相似性，并有效监测到远震或微小近震信号，最大限度地发挥地震台阵的工作效能。

按中国大地构造单元划分方案，临安地震台阵所在区域位于怀玉山—天目山被动边缘盆地(Pz₁)构造单元，属扬子陆块区下扬子陆块，其东南缘与华夏地块相接于江山—绍兴大断裂(潘桂棠等，2009)。按浙江省区域地质志大地构造单元四级划分方案，场地位于Ⅰ₁扬子准地台—Ⅱ₂钱塘台褶带—Ⅲ₂安吉—长兴陷褶带中的Ⅳ₂武康—湖州隆断褶束，该四级单元位于天目山以东杭嘉湖平原西缘，地形由WS山区向NE方向渐次降低成为平原。震旦纪到古生界地层出露齐全，由SW向NE地层时代由老到新，形成向NE倾伏的学川—白水湾复式背斜。前震旦系、震旦系小面积分布在顺溪以北地区，下古生界大面积分布，上古生界局限于东北部太湖沿岸，中侏罗统零星分布，上侏罗统见于断陷盆地内。褶皱形态宽缓、正形，局部呈箱型，轴向NE。小型断裂以NE向、NNE向为主，次为NW向。因而，稳定的单元特性为临安台阵提供了较好的构造先决条件。台阵勘址区域地质构造略图见图 2。

2.1.2 区域地质发展史

台址区所在钱塘台褶带基底具有双层结构：下层双溪坞群，由一套浅变质的火山岩和复理石沉积碎屑岩组成，厚度大于5 000 m; 上层变质基底为磨拉石—硬砂岩—复理石—硬砂岩陆相钙碱性火山岩构造，厚约3 500 m。在加里东运动及印支运动阶段普遍稳定缓慢下沉接受沉积，形成稳定型地台沉积建造。

自燕山期起，火山活动强烈，作为浙江地史上具有浓厚色彩的陆缘型火山岩浆建造也在台址区发育。晚侏罗世—早白垩世，天目山地区作为火山构造盆地，火山岩系发育相对完整，火山岩与火山碎屑堆积在下古生代形成的沉积地层之上，形成大面积展布的晚侏罗纪地层，以黄尖组、劳村组为主，缺失上部横山组，面积约800 km²，最大厚度可达4 390 m。其岩石类型涵盖了火山碎屑岩类、喷出岩类、熔岩类和次火山岩类。与火山活动相伴的岩浆侵入活动，在晚侏罗世达到鼎盛时期，具有与火山岩同源、同期及同空间的特征，两者构成火山—侵入杂岩体。因而，岩浆侵入活动无论在构造控制或岩石系列上均与火山作用有较强的一致性。晚侏罗世，岩浆侵入受到基底NE向为主的构造控制，形成NE向展布的顺溪—湖州岩带，在岩带内，串珠状的岩基或岩株多沿NE及NW向断裂结点部位侵位，由于侵入活动通常发生在火山喷发之后，因此大多位于低级火山构造中心或周边环状断裂或放射状断裂之中。进入喜山期后，浙江省范围内的扬子准地台东南缘区域表现为大面积的抬升运动，从而缺失新生代堆积地层，局部地区可见海拔1 000 m以上的古剥夷面。

理论上讲，地震台阵所在区块不能存在明显的弹性间断面和降低信号一致性或产生干扰信号的地质构造体与地表地貌特点(许健生等，2006)，以免影响地震信号的一致性。临安地震台阵测试点位基岩以喷出岩为主，所在构造区块自基底到燕山运动前的沉积地层稳定连续，而燕山期形成的巨厚火山岩浆建造与火山—侵入杂岩体也具有相当程度的完整性，经喜山期剥蚀后仅出露岩石顶部的风化带偶有小裂隙发育。因而，从地质发展史角度分析，临安地震台阵所在区块不存在明显的弹性间断面和降低信号一致性或产生干扰信号的地质构造体。

2.1.3 勘选点位基岩条件

在勘选时，临安地震台阵各子台测试点位所在区域即为上述黄尖组、劳村组大片分布地区，测试时地震计直接架设于出露地表的基岩之上(图 3)。

TZ₁、TZ₂、TZ₃、TZ₄、TZ₇、TZ₈出露地层为上侏罗统黄尖组下段地层，其中TZ₃、TZ₇、TZ₈测试时选用的基岩为流纹岩; TZ₁、TZ₂、TZ₄测试时选用的基岩为流纹斑岩; TZ₆出露地层为上侏罗统劳村组上段地层，测试时选用的基岩为流纹斑岩;TZ₉出露黄尖组中段地层，测试时选用的基岩为英安岩; TZ₅点位测试时选用的基岩则为脉状产出的花岗流纹斑岩，其侵入时代推测不早于早白垩世。台阵子台基岩地质图见图 4。

测试点位出露的基岩条件既保证了勘选数据的可靠性，又为后续台站建设提供了便利条件。同时，上述岩性的基岩具有相似的弹性模量与泊松比等岩石力学参数，从而保证了各地震计接收的地震波具有一致性和相关性，能够充分发挥台阵的效能。

综上所述，浙江临安地震台阵的地质构造条件较为优秀，整体处于同一地质构造单元，晚更新世以来构造活动比较稳定，附近无大型活动断裂分布。各构造旋回期该区域地壳运动整体性强，不存在明显的弹性间断面和降低信号一致性或产生干扰信号的地质构造体。天目山山体由基岩构成，表层第四纪松散堆积一般在3 m以内，勘选测试时地震计架设于基岩(火山岩系)上，岩层产状较为平缓、完整且连续性好。

2.2 场地工程地质条件

台阵各测试点所在场地均属低山丘陵地貌，现状为林地、草地、荒地。据岩土工程勘察资料，在拟建场址范围内，各子台测试点地基土可分为4个大层及若干亚层：第一层为素填土，黄褐色或杂色，稍湿，密，成分以黏质粉土或碎石为主，部分夹杂植物根系，结构较紊乱，层厚0.8—2.0 m; 第二层为第四纪沉积角砾，杂色，湿，中密，成分以全风化岩屑为主，部分含少量碎石，层厚0.3—1.6 m; 第三层为中风化流纹岩、流纹斑岩或英安岩，杂色，湿，中等风化，钻进困难，岩石基本质量等级为Ⅳ级，岩体较完整，岩石坚硬程度为较软岩，层厚1.3—1.9 m; 第四层为微风化流纹岩、流纹斑岩或英安岩，杂色，湿，微风化，钻进困难，岩石基本质量等级为Ⅲ级，岩体较完整，岩石坚硬程度为较硬岩，本层未钻穿。

在此岩土工程勘察过程中未发现地下水，各测试点所在地形起伏相对较大，场地标高差8—15 m。经易溶盐试验，各拟建场地地下水位以上土层对混凝土结构具有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。各场地测量标高、易溶盐试验及动力触探结果见表 2。

各拟建场地未发现岩溶、滑坡、崩塌、泥石流、采空区、地面沉降、地震液化等不良地质作用，适宜地震台站建设。另据目前掌握资料分析，后期台站观测室建设可采用天然地基方案，以第二层角砾或第三层中风化火山岩为地基持力层。

2.3 电力和数据传输条件

后期拟在靠近中心点与内环点位的村庄附近建设临安地震台阵中心(CRF)，作为台阵数据传输中心，同时配备工作与生活设施、车库及值班房。该地区基础设施建设较为发达，台阵的电力和数据传输条件优越，供电与数据传输初设方案见图 5。

经向当地电力工程公司咨询，台阵中心与9个地震子台的供电系统拟就近申请安装供电配电箱，采用直供电方式。台阵中心申请36 kW标准电力系统，9个地震子台分别申请8 kW标准电力系统。台阵中心与各子台间通讯由光缆连通，光缆线路地埋敷设，并套Φ32 mm²的PE保护管，跨越村级公路段架空敷设。经初步测算，工程总长度为19 km，线路沟槽挖填土方工程量约17 000 m³，局部施工可能涉及青苗补偿与地面附着物补偿。

3 结论

临安地震台阵勘址位于杭州市临安区天目山地区，各测试点位三分向环境地噪声水平Enl平均值介于1.58×10^-8—5.62×10^-8 m·s^-1，满足浙江所属D类地区甚宽频带测震台站建设的观测环境技术要求。

临安地震台阵优越的场地条件保证了选址的合理性，各子台位于同一大地构造单元，构造条件优越，褶皱形态宽缓，晚更新世以来构造活动稳定，附近无大型活动断裂分布; 从地质发展史角度分析，台阵所在区块不存在明显的弹性间断面和降低信号一致性或产生干扰信号的地质构造体; 各子台均位于基岩上，且基岩力学参数一致性高，保证了地震计记录波形的一致性与相关性。

台阵建设的电力和数据传输条件便利，场址区工程地质条件良好，适宜地震台阵建设。后期施工建设可优先选用天然地基方案，以节约建设成本。

北京港震仪器设备有限公司对本次台阵勘选全程提供技术支持，在此表示感谢。