0 引言

作为我国主要深源地震区，中国东北地区受到广泛关注。科学家普遍认为，该区深源地震的发生与太平洋板块西向俯冲有关，且松辽盆地及其周边其他盆地区域为主要孕震区。据统计，自1900年以来，中国东北地区共发生6级以上地震11次，其中最大地震为1975年辽宁海城M_S7.3地震。2011年3月11日日本东部M_W 9.0地震发生后，中国东北及邻区发生5次M_S 5.0以上深源地震，其中最大地震为中国东北深震区附近俄罗斯境内6.5级地震（高立新等，2020）。

地震台站可为地震常规监测与预报、震后应急服务、地球物理研究等提供基础数据。台站建设是当代防震减灾工作的重要基础，加强台站建设，进一步优化台站布局，是提升地震监测能力、满足地球科学研究的关键。地震波形数据作为地震台站的重要产出，是进行相关科学研究的基础，其数量和质量决定了研究结果的可靠性。随着现代数字技术的发展，中国东北地区的固定和流动地震观测台网得到快速发展，台站数量逐渐增多，积累了大量观测数据，且数据质量得到显著提升。该区固定台站资料可从中国地震学科数据中心获得，公开的部分流动台站数据资料可从中国地震科学探测台阵数据中心获得，还有部分数据可从IRIS网站申请获取，但仍有部分研究组布设的流动地震台阵数据未公开（相关研究工作只能参考相关文献进行）。为了对中国东北地区现阶段地震台站分布及相关研究工作形成一个整体认识，同时科学评估该区当前地震监测能力，系统梳理研究区固定和流动地震台站分布、数据应用现状及取得的成果。

1 中国东北地区地质构造背景

中国东北地区主要由西部的大兴安岭、中部的松辽盆地和东部的张广才岭及长白山区域构成（图 1）。作为西北太平洋俯冲带地区的一部分，该区域盆山相间构造被认为与太平洋板块西向深俯冲密切相关。松辽盆地周边广泛分布晚新生代板内火山，如：东部的长白山火山、龙岗火山、镜泊湖火山，西部的阿巴嘎火山群和哈拉哈火山群，北部的五大连池火山及南部的双辽火山等。这些构造特征使得中国东北地区成为研究板块俯冲机制和板内火山作用机理的理想场所。

该区地震活动性较强，如近年来发生在松辽盆地内部的2013年前郭M_S 5.8地震和2018年松原M_S 5.7地震（图 1）。近年来，针对中国东北及邻区壳幔结构及火山作用机制，前人基于不同方法开展了大量研究工作，如体波层析成像（Lei et al，2005；Tang et al，2014；雷建设等，2018）、面波层析成像（Zheng et al，2011；Guo et al，2016；Yang et al，2019）、接收函数（Tao et al，2014；Guo et al，2015；Zhang et al，2020）、Pn波层析成像（Du et al，2019）以及背景噪声成像（Fan et al，2019）等。但是，由于研究方法或使用数据不同等因素，该区地壳及上地幔速度结构模型仍存在诸多不一致性，致使研究区发震机理仍不明晰。

2 中国东北地区固定台站

中国东北地区长白山火山地球物理观测始于1985年（Fan et al，2019）。据中国地震学科数据中心数据，中国东北地区固定台站主要分布在黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古等地，共计300余个台站（图 2），主要由中国地震局（China Earthquake Administration，CEA）下辖各省地震局部署和维护管理。其中松辽盆地西南部台站分布较密集，而在其内部及东西部和北部台站分布较稀疏且不均匀，特别是大兴安岭地区和松辽盆地北部的五大连池火山区域。

固定地震监测台站建设标准高，台基噪声水平低，地震监测系统主要由三分量宽频带地震计与数据采集器组成，观测方式有山洞、地面、半地下和井下4种，观测数据质量高。前人多基于固定台站记录波形开展相关研究工作，如：白玲（2011）基于中国东北地区10个固定台站记录，观测其SKS波分裂特征，确定了快波S波的振动方向和快慢波时间延迟；贾军等（2011）收集了2000年1月至2011年2月黑龙江省地震台网的地震波形记录中2 158条Pn波到时数据，并结合观测报告，反演获得中国东北地区Pn波速度结构，发现中国东北地区上地幔顶部的Pn波低速结构区域与火山活动区域一致性较好；高业欣等（2020）基于东北地区111个固定地震台站2012年1月1日至2015年10月1日的连续波形记录，利用接收函数方法得到研究区7—140 km深度范围内横波速度结构，结果显示，研究区中—上地壳速度结构与地表构造较一致，中、下地壳在南北重力梯度带以西表现为明显的低速异常，以东表现为高速异常，长白山火山下方的明显低速异常持续到140 km深度。

近年来，为了获得中国东北地区精细壳幔结构，提高研究结果的分辨率和精度，更多研究工作将该区固定台站与流动地震台网数据结合使用。

3 中国东北地区流动台站

流动台站作为中国东北地区地震监测的重要补充，在震后应急、重点区域监测以及科学研究中发挥着重要作用。中国东北地区流动台站主要由省地震局和科研机构、组织布设，流动台站所使用的仪器既有宽频带地震仪也有短周期地震仪。出于监测和研究的不同要求和目的，流动台站布设的几何形态有所不同，有的呈等台间距的矩形分布，有的呈线形分布，也有的呈散点状分散在研究区域。

（1）XI流动台网（图 3中绿色方形）。该台网位于中国东北地区长白山区域，由中国地震局地球物理勘探中心和美国纽约州立大学宾汉顿分校合作布设，共19个宽频带地震台站，运行时间为1998年6月到1999年3月。利用该台网数据进行相关研究工作，主要有Hetland等（2004）和段永红等（2005）通过接收函数方法反演台站下方S波速度结构，结果发现，在长白山火山附近台站下方存在明显的S波低速层。

（2）NECESSArray台网（图 3中蓝色方块）。NECESSArray（the Northeast China Extended Seismic Array）流动台网由中国、美国和日本合作布设，用于研究太平洋俯冲板块的几何形态及中国东北地区地壳伸展和火山机制。该台网共127个宽频带地震台站，运行时间为2009年9月到2011年8月。该流动台网台间距70—80 km，以较规整的分布方式覆盖了大兴安岭、松辽盆地及长白山大部分区域，对于提升中国东北地区精细壳幔结构研究起到了关键作用。研究者利用该台网数据基于不同方法开展了不同方向的研究（Kang et al，2016；Kim et al，2017），如：Guo等（2015，2016）利用该台网连续波形记录，对中国东北地区进行背景噪声成像研究，获得该区地壳和上地幔横波速度结构，并提出岩石圈地幔对流模型（图 4）。

（3）WAVESArray台网（图 3中黄色方块）。WAVESArray（Wudalichi Active Volcano Experiment of Seismology Array）台网由中国地震局地壳应力研究所（现应急管理部国家自然灾害防治研究院）与中国科学院地质与地球物理研究所合作布设，台网主要覆盖五大连池火山附近区域，共149个台站，运行时间为2015—2019年。该台网的布设使得中国东北地区北部台站密度得以改善，有助于研究人员细致刻画中国东北地区壳幔结构特征。Yang等（2019）利用该台网数据，基于背景噪声成像一步法，反演获得五大连池火山及邻区地下40—120 km地壳、上地幔速度结构，发现火山下方有呈向下延伸趋势的低速异常。

（4）其他台网。除了上述台网，中国地震局地球物理研究所在中国东北地区布设了2条近乎平行的测线及零散流动台站（图 5），共116个测站，运行时间为2009年6月到2011年8月。利用该流动台网数据，吴庆举研究组先后对中国东北地区进行P波走时层析成像研究（张风雪等，2013）、S波走时层析成像研究（张风雪等，2014）、P波接收函数（张广成等，2013）、背景噪声成像反演三维S波速度结构研究（潘佳铁等，2014），获得了较丰富的研究结果。

2011—2015年期间，中国科学院陈棋福研究组在中国东北地区布设约60个流动宽频带地震台站（图 6），名为NECsaids台（Northeast China Seismic array to investigate deep subduntion），平均站间距约为15—30 km。该台网的建设目的是，研究中国东北地区地壳上地幔结构的细结构，以便更好地了解太平洋俯冲板块的几何结构和深部俯冲过程。如图 6所示，这些台站被布设在2个几乎正交的剖面上（南北线和东西线），其他零星站分布在这些剖面周围（Wang et al，2016）。

上述流动台网台站数量较多，还有一些研究组出于不同的研究目标，在中国东北地区布设了小规模流动台网，如中国科学院艾印双研究组2005—2006年在该区域布设20个流动台站，并通过接收函数方法进行了上地幔间断面的研究（Ai et al，2003）；吉林大学Tian等（2016）在2007—2014年分2期布设26个流动台站进行监测，并通过接收函数方法获得了长白山火山下方地幔转换带的细结构。

4 结论与展望

经过30年左右的发展，中国东北地区固定和流动台站分布基本可以较密集地覆盖整个区域。基于这些台站的观测数据，研究人员先后进行了多学科不同尺度的研究，对于中国东北地区深部结构的探测工作已取得显著进展和一些普遍共识。然而，前人研究结果也存在不少差异，相关研究工作仍需加强、加深，具体可操作措施如下：

（1）继续加大固定台站的覆盖范围和分布密度。目前普遍认为中国东北地区火山下方地壳和上地幔中存在与火山岩浆系统相关的低速异常体，但限于台站分布密度不够，地震观测资料有限，致反演成像分辨率存在较大差异，对低速体分布位置和展布形态的认识仍不统一，未来需加大固定地震台网建设力度，继续积累地震观测数据。松辽盆地及其两侧盆地为中国东北地区主要孕震区域，但松辽盆地及其东西部和北部的固定地震台站分布较稀疏，需加大台站密度，为防震减灾服务。

（2）加强流动地震台网数据的共享和融合力度。随着地震观测数据管理和服务的不断提升，以及计算机技术的高速发展，固定地震台网数据以及部分流动地震台网数据的获取也越来越便捷，相信未来随着数据的共享和深度融合，对于中国东北地区的相关研究也会取得更多可靠成果。