1958年日内瓦裁军谈判特设的科学专家组提出建设地震台阵的构想，目的是通过地震学技术监测和识别远处的地下核试验。20世纪六七十年代，英国、美国相继在本国和国外建立中等孔径地震台阵EKU（苏格兰）、YKA（加拿大）、WRA（澳大利亚）、GBA（印度）、SAAS（巴西）和大孔径地震台阵LASA（美国）、NORSAR（挪威）、ALPA（美国），并引入调相聚束概念，用以估计初至信号方位和虚波速度。20世纪80年代，许多国家开始关注地震台阵建设，并逐步意识到大孔径台阵数量有限，无法满足禁止核试验的核查需求，小孔径短周期台阵和中等孔径宽频带台阵为此相继建立，而且随着研究的不断深入，地震台阵学逐渐形成（黄显良等，2005；郝春月等，2007；郝春月等，2008）。

中国的地震台阵建设始于21世纪初。2001年，为监测海域地震、研究地下结构，中国建成第一个数字化地震台阵——上海地震台阵，此后，海拉尔（HILR，PS12）、兰州（LZDM，PS12）、那曲、和田、格尔木地震台阵相继建设。目前正在建设的中国地震科学探测台阵，拟在通过对地震台阵布设区域及邻区深部地壳和地幔结构特征的研究，探讨研究区域地震活动性与地球物理演化规律（张爽，2016）。

哈萨克斯坦现有核监测地震台阵5个，分别是Borovoye（BVAR，AS057）、Kurchatov（KURK，AS058）、Makanchi（MKAR，PS23）、Karatayu（KKAR）和Akbulak（ABKAR），均为现代化数字地震台阵，其中BVAR、KURK、MKAR列入国际监测系统（IMS）地震台阵，MKAR、KKAR、ABKAR与美国国家数据中心（UCNDC）合作建设。IMS地震台阵BVAR、KURK、MKAR是在前苏联时期建造的，用于监测核爆炸，1994年归属哈萨克斯坦国家核中心地球物理研究所（IGR NNC RK）。MKAR、KKAR、ABKAR是IGR NNC RK发展建设的国际合作成果。为助力中国地震台阵的建设发展，对哈萨克斯坦地震台阵进行调查研究，以供参考借鉴。

1996年9月，联合国大会通过《全面禁止核试验条约》（CTBT）。1996年11月，禁止核试验条约组织（CTBTO）成立，总部设在维也纳，并设立国际监测系统（IMS）。IMS在CTBT检查制度下为禁止核试验提供核查手段。IMS监测站数据由位于CTBTO总部的国际数据中心（IDC）负责处理、分析，并产出数据公报。IMS现有地震、次声、水声和放射性核素监测站337个，分布在90个国家，以寻找地下、水下和大气中的核爆炸证据。在IMS的4种监测方法中，地震监测最为成熟有效。IMS的地震台网共有50个主要台站/台阵和120个辅助台站/台阵（郝春月，2016）。

1996年，哈萨克斯坦签署《全面禁止核试验条约》（CTBT）。根据CTBT的约定，哈萨克斯坦的3个地震台阵被列入IMS，分别为Borovoye（BVAR，AS057）、Kurchatov（KURK，AS058）、Makanchi（MKAR，PS23）。其中，MKAR、KURK列入IMS的主要地震台阵，BVAR列入辅助地震台阵。此外，哈萨克斯坦Karatayu（KKAR）和Akbulak（ABKAR）地震台阵与美国国家数据中心USNDC合作建造，与同为与USNDC合作建造的MKAR一起被纳入USNDC网络。哈萨克斯坦地震台阵分布见图 1。

图 1(Fig.1)

图 1 哈萨克斯坦地震台阵分布 Fig.1 Distribution map of Kazakhstan seismic arrays

哈萨克斯坦地震台阵是哈萨克斯坦国家核中心地球物理研究所（IGR NNC RK）监测网的组成部分，一方面参与IMS的核查运行，另一方面监测本国和中亚国家领土上的地震情况。位于阿拉木图的哈萨克斯坦国家数据中心（KNDC）负责从IGR NNC RK网站获取和传输台阵数据，并完成与IDC的数据交换，并以不同操作模式处理接收的数据，开展地震学、地震声学、地球动力学等领域的科学研究。

地震台阵就是，在与所观测地震波波长相当的孔径范围内，按照一定规则设置一定数量的子台安装地震计，利用地震计的输出信号，按照一定技术方法进行组合分析，以压低背景噪声，突出有用地震信号，获取有关震源及地球内部结构信息的观测系统。台阵建设主要包括台址选择、布局设计、仪器配备、数据传输等。根据控制范围，地震台阵可分为超大、大、中、小、微5种孔径台阵。其中，超大孔径地震台阵孔径约为上百甚至上千千米，大孔径地震台阵孔径约为100—200 km，中孔径地震台阵孔径约为20 km，小孔径地震台阵孔径约为3—5 km，微型地震台阵孔径小于1 km（于海英，1999）。地震台阵布局方式主要有3种：同心圆结构、十字型结构（含L型）和同心圆组合结构（郑重等，2014）。按地震检波器频带，地震台阵可分为短周期、长周期、宽频带3种。

为保证地震台阵对远处微弱地震信号的监测，台址应选择完整稳定的构造块体。图 2为哈萨克斯坦5个地震台阵坐落图。

图 2(Fig.2)

图 2 哈萨克斯坦地震台阵坐落图 (a) BVAR地震台阵；(b) ABKAR地震台阵；(c) KKAR地震台阵；(d) KURK地震台阵；(e) MKAR地震台阵 Fig.2 Location of Kazakhstan seismic arrays

BVAR地震台阵位于哈萨克斯坦Akmola州Byurabay地区[图 2(a)]，靠近Burabai国家公园内Vorobyevka居民点，台阵场地位于Borovoye花岗岩地块东部边缘。ABKAR地震台阵位于Aktyubinsk州Aytikebi区[图 2(b)]，邻近Taldyk居民点，台阵位于上古生界Akbulaksayskiy花岗岩地块南部。KKAR地震台阵位于Zhambyl的Talas地区[图 2(c)]，邻近Karatayu镇，台阵场地位于上奥陶纪白垩质花岗岩体地块上。KURK地震台阵位于东哈萨克斯坦的Kurchatov镇附近[图 2(d)]，台阵场地80%为石炭纪喷流沉积地层，多覆盖不同厚度的新生代脆性沉积物。MKAR地震台阵位于哈萨克斯坦东部的Urdzhar地区[图 2(e)]，距离Makanchi居民点25 km，台阵场地位于上古生代花岗岩质地块东北部。总的来讲，哈萨克斯坦的地震台阵位于具有较低噪声水平的大陆上，地块内部由具有良好迁移特性的岩石形成，是监测区域地震和远震的理想场所。

按台阵布局和控制范围，哈萨克斯坦的5个地震台阵可分为小孔径同心圆结构台阵和十字型结构中等孔径台阵2类。台阵布局见图 3。

图 3(Fig.3)

图 3 哈萨克斯坦地震台阵布局 (a) ABKAR地震台阵；(b) BVAR地震台阵；(c) KKAR地震台阵；(d) MKAR地震台阵；(e) KURK地震台阵 Fig.3 Layout diagram of Kazakhstan seismic arrays

其中，小孔径同心圆结构台阵有4个，分别为ABKAR、BVAR、KKAR、MKAR，子台数量均为10个，均匀分布于中心点和内环、外环上。其中，ABKAR、KKAR、MKAR内环半径为0.5 km，外环半径为2 km；BVAR内环半径为0.7 km，外环半径均为1.5 km。这种小孔径同心圆结构的简约化台阵布局，被IMS和一些国家普遍采用。同心圆结构的优点是，具有全方位监测微弱事件的能力，且便于台阵数据处理（朱元清等，2002）。国际上，1—3 km的小孔径台阵于20世纪90年代开始建设，主要用于监测几十千米到0.5 km区域内发生的地震和爆破事件，特点是建设、维护方便，监测能力强。此外，哈萨克斯坦有1个十字型结构中等孔径台阵KURK，是IMS的辅助台阵。该台阵设有21个子台，分布形状呈2条相交直线，直线延伸方位角为10°（子午线）和320°（东西线），每条直线长度约22.5 km。直线相交处设1个子台，2条直线上其他位置分别设10个子台，子台间距约2.25 km。十字型结构台阵的特点为，可对一特定方向进行监测，即对特定方位敏感，常用于核试验监测（郑重等，2014）。

ABKAR、BVAR、KKAR、MKAR四个小孔径同心圆结构台阵，采用9个单分量垂直地震检波器（子台）附加1个三分量宽频带地震检波器（子台）进行地震记录。单分量垂直地震检波器均采用GS-21（Geotech Instruments）；三分量宽频带地震检波器采用了2种：与USNDC合作的台阵ABKAR、KKAR采用KS54000（Geotech Instruments），IMS台阵BVAR、KURK、MKAR采用CMG-3TB（Guralp）。记录仪器分别为24位ADC AIM24S（Science Horizons）和24位ADC Europa（Nanometrics）。采样率为每秒40次。地震数据均通过GPS进行数字化处理。地震检波器作为台阵数据接收和采集的前端设备，其良好的性能，保证了台阵的地震信号记录质量和数据研究基础（曾然等，2014）。

哈萨克斯坦地震台阵记录数据均以实时模式传输到IDC或KNDC数据中心。子台数据通过无线电遥测通道或光纤传输到中央记录设备。IMS所属台阵：BVAR、MKAR（图 4）地震台阵数据，通过卫星通信，同时传输至维也纳的IDC和阿拉木图的KNDC；KURK（图 5）地震台阵数据，通过卫星通信，先传输至IDC，IDC再将数据向KNDC转发。与美国USNDC合作建设的地震台阵：MKAR、ABKAR、KKAR台阵数据通过卫星通信传输至KNDC，KNDC则实时将数据传输至美国佛罗里达州的USNDC。数据采集由中央数据采集设备和数据中心远程操作。KNDC除对台阵地震数据进行远程操作外，还可监控地震台阵监测系统工作状态。

图 4(Fig.4)

图 4 MKAR地震台阵数据传输示意 Fig.4 Diagram of MKAR Seismic Array's data transmission

图 5(Fig.5)

图 5 KURK地震台阵数据传输示意 Fig.5 Diagram of KURK Seismic Array's data transmission

在哈萨克斯坦的5个现代化数字地震台阵中，4个小孔径同心圆结构的IMS简约型台阵建设、维护方便，全方位监测能力强，1个十字型结构中等孔径台阵对特定方位敏感，相对于IMS简约型台阵，对更远距离已知核试验点监测能力更强。台阵观测场地位于完整稳定的构造块体，内部岩石迁移性良好，噪声水平低，保证了对远处微弱地震信号的监测和各子台信号的相似性。采用GS-21（Geotech Instruments）单分量垂直地震检波器和KS54000(Geotech Instruments)、CMG-3TB（Guralp）三分量宽频带地震检波器，良好的性能保证了台阵的地震信号记录质量和数据研究基础。采用卫星传输方式进行数据传输，卫星通信全球连续覆盖，因其动态信号分配、信号稳定、可移动性强、基本不受地形限制等优点，可有效保证数据传输的实时性。

中国地震台阵建设发展至今已有20多年，多个地震台阵相继建立，聚束、速度谱分析、F—K分析等技术方法的应用，不仅降低了地震与核爆的检测下限（当量1 kt），也在区域层析成像和地球内部精细结构研究上取得了进展（郝春月等，2007）。哈萨克斯坦的地震台阵，其选址、布局、仪器、数据传输等台阵建设，均可为中国地震台阵发展建设提供借鉴。

文中大部分图片来自https://www.kndc.kz/，在此表示感谢。