1 研究背景

广东拥有超高密度的高层建筑群、现代化的综合交通运输体系、世界级港口群、空港群，高速公路、铁路、城市轨道交通总里程位居全国前列，具有人口密度高，经济体量大，社会影响广的特点。同时，广东经济最为发达的珠江三角洲地区位于华南沿海地震带中段的构造断陷盆地，盆地内部及边缘区NE向、NW向以及NEE向断裂互相切割且具有多期活动的特点（林纪曾等，1980；Lee and Lawver, 1995；魏柏林等，2001）；广东近海展布着曾发生多次强震的滨海断裂带，滨海断裂带是南海北部的重要控震构造和发震构造（刘以宣等，1981；赵明辉等, 2003, 2004；徐辉龙等，2006；孙金龙等，2012；曹敬贺等，2014），2015年发布的《中国地震动参数区划图》曾将珠江口列为7.5级潜在震源区。因此，广东地震风险不容忽视。

地震所能造成的灾害大小主要由地震本身的性质、地震波的传播以及与建筑物的耦合3个因素决定，浅部结构和活动构造的存在会对地震波的传播特征和振幅放大产生重要影响（万志清等，1993；钟明寿等，2018；孙强强等，2019）。广东珠江三角洲位于珠江出海口，区内分布着大面积的松散沉积层，松散沉积层对地震波的放大效应将使得震害更为严重，邻区的较大地震或区域内的中等地震均有可能对建构筑物产生破坏，对于广东地区来说，除了孕震构造环境的探测，浅层地壳结构模型构建同样重要。因此，构建广东地区不同深度、不同尺度公共地壳结构模型是开展精细地震灾害预测，提升广东抵御地震灾害风险能力的基础。

2 研究基础

在“十二五”“十三五”期间，广东省地震局建设了全省域地震监测能力达到2.0级、大部分地区达到1.0级、重点监视区达到0.5级的数字地震台网，组织开展了多个大规模主动源地壳结构及孕震构造探测项目，分别为“珠江口海陆联合三维地震构造探测”、“粤港澳大湾区浅层三维地壳结构探测（一期）”以及“滨海断裂带（粤东至珠江口段）潜在震源构造探测”，积累了一批珍贵的主被动源探测数据，并组建了“城市地壳结构探测及应用”创新团队开展数据处理、模型构建工作。目前已有数据资源包括：

（1）广东数字遥测地震台网（图 1）2000年正式投入运行，有数字地震记录以来，截止到2021年共记录地震73 233个，其中2000—2007年平均每年记录天然地震1 503个，2008—2021平均每年记录天然地震4 362个。

（2）“珠江口海陆联合三维地震构造探测”项目探测区域覆盖珠江口海陆地区，面积约为87 500 km²（图 1）。陆域布设了71个流动台站，海域布设了53台海底地震仪，加上60多个固定台站，形成了观测间距10—40 km的三维观测系统。同时，陆上实施了3条宽角地震剖面探测（总长600 km），进行了6次人工爆破；海上实施了大容量气枪震源激发，共激发约13 000炮，放炮测线总长2 500 km。项目于2015年8月完成全部野外作业，获得探测数据总量约为8 T，项目组已完成3条宽角剖面及探测区三维横波、纵波速度模型的构建（叶秀薇等，2020；王力伟等，2021；Zhang et al，2018；Lü et al, 2021, 2022）。

（3）“粤港澳大湾区浅层三维地壳结构探测（一期）”项目探测区覆盖广州核心城区以及佛山、东莞部分城区，探测面积为3 600 km²（图 1）。架设了台间距约为0.75 km共6 214个短周期节点式地震仪、台间距约为20 km共16台宽频带地震仪，以7.1 km间距布设了甲烷主动气爆震源，共63个激发点位。项目于2021年1月完成野外作业，获得探测数据总量约为30 T，项目组已利用骨干网720个台站记录完成了探测区主动源三维纵波速度结构模型、噪声横波三维速度模型构建和沉积层厚度反演工作（吴晓阳等，2022；Ye et al，2024）。

（4）“滨海断裂带（粤东至珠江口段）潜在震源构造探测”探测区域覆盖粤东陆上及其滨海区域，面积约为110 000 km²（图 1）。陆上布设了144个流动台站，海域布设了76台海底地震仪，加上100多个固定台站，形成了观测间距10—30 km的三维观测系统。同时，陆上实施了3条宽角地震剖面探测（总长900 km），进行了7次人工爆破；陆上实施了150 km长的河源-汕尾的深反射地震剖面探测；海上实施了大容量气枪震源激发，共激发14 000多炮，放炮测线总长2 680 km。海域开展了8条跨滨海断裂带的多道地震剖面探测。项目于2021年12月完成全部野外作业，获得探测数据总量约为20 T。项目组已完成探测区二维剖面以及三维地壳速度结构模型的构建（Zhang et al, 2024）。

3 预期研究结果

利用上述数据储备，针对广东地壳公共速度模型建设及其应用拟开展以下几方面工作：

（1）公共速度模型构建。利用广东省数字地震台网天然地震记录以及噪声记录，联合反演广东省及近海大区域分辨率为30—50 km的地壳三维速度结构模型；利用“粤港澳大湾区浅层三维地壳结构探测（一期）”项目台间距约为0.75 km共6 214个短周期节点式地震仪以及台间距约为20 km共16台宽频带地震仪记录的甲烷气爆震源走时记录、背景噪声记录，联合反演粤港澳大湾区一期探测区分辨率为千米级的浅层精细三维速度结构、沉积层厚度模型，结合基底断裂模型给出城市地下近地表隐伏断层等不良地质构造；利用项目组已有的沿滨海断裂带珠江口至南澳段海陆三维速度结构模型、新丰江及阳江精细速度模型等，结合前述工作构建广东多尺度公共速度模型。

（2）基于三维地震波场数值模拟的地震危害预测。结合重点地区高分辨率精细速度模型、活动断层产状特征和钻孔等信息，刻画研究区断层三维几何形态，建立潜在震源发震模型；采用现代统计方法，进行重点地区地震活动性分析，给出千米尺度不同震级发震概率；通过断层动力学破裂和三维地震波场数值模拟，预测未来大地震的强地面运动特征，获取研究区多尺度、多概率地震危害预测图，为地震区划和工程抗震设计提供科学依据。

（3）公共速度模型及地震危害预测结果展示平台建设。建设公共速度模型及地震危害预测结果展示平台，展示构建的广东省及近海地区大范围粗模，重点地区小范围精模、沉积层厚度模型、多尺度多概率地震危害预测图。平台具有对模型水平或垂直向任意切割功能，给出不同深度平面图或不同方向、位置的二维剖面图，平台兼具对外查询服务功能。

4 结束语

广东地壳公共速度模型及展示平台完成后将可为广东城市规划、工程抗震设计、地震灾害风险区划、地震灾害风险评估等提供数据支撑及科学依据，为广东社会经济、民生发展提供地震安全保障，所形成的相关技术流程可为大型城市群提供可借鉴的经验和模板。