中文摘要：

本项目拟联合密集流动地震台阵和固定台网观测资料，开展较大尺度（研究区范围大于10 ×10 ）针对华北克拉通岩石圈三维精细结构的宽频带（8s - 143s）面波层析成像研究。在此基础上，联合密集的接收函数资料，建立华北克拉通相对完整的高分辨率三维岩石圈S波绝对速度分布图像。研究结果将改善对华北地区岩石圈整体结构的横向和纵向分辨率，为探讨华北克拉通破坏的空间范围、动力学过程和机制提供深部约束，也为探讨华北板内地震活动的时空规律和构造机制提供浅部约束。同时，将方法改进创新与实际应用相结合。改进背景噪声面波层析成像技术与多平面波面波层析成像技术，实现整合小尺度台阵、台网的地震资料，以建立大尺度面波相速度分布图像的目标。发展面波资料与接收函数的有效联合反演新方法，以充分利用两种资料在解析地球内部结构方面的互补性，为同时研究深部结构的连续变化和快速跃变（特别是岩石圈底界面）提供方法和实践依据。

结论摘要：

本项目系统收集和整理了近年来在华北克拉通及周边地区布设的超过500个流动和固定地震台站，为期5年的海量观测数据，建立了远震面波波形数据与噪声经验格林函数数据库。同时，改进了多平面波层析成像技术，使之能够整合并反演不同观测时间的小尺度台阵、台网的地震资料，以建立大尺度面波相速度分布图像。在海量地震数据的基础上，我们利用改进后的多平面波层析成像方法与噪声层析成像方法，反演了华北克拉通中西部岩石圈地幔三维精细结构图像。新的面波成像结果水平分辨率接近最新有限频体波成像结果，剪切波速度图像也与之基本一致。同时，特定的深度剖面图像也与密集的接收函数成像结果基本一致。进而，新的成像结果还揭示了华北克拉通中西部岩石圈新的结构特征，获得了岩石圈稳定和局部改造的新认识。第一，中部造山带岩石圈结构具有明显的南北差异和壳幔耦合特征。其中段靠近汾渭裂陷带最窄处在上地幔顶部存在一个高速体，其上的中下地壳也相应地表现了高速和无明显径向各向异性特征。该高速体的南北是两大块岩石圈地幔低速体，其上的中下地壳也明显地表现出了低速和正的径向各向异性特征。此外，南北两个岩石圈地幔低速体也存在结构差别北侧的低速体从中下地壳向下至上地幔底部，地表位置是中新生代的岩浆活动区域；南侧的低速体只向下到约180公里的深度。基于以上结构图像，我们推断中部带造山带北侧存在局部的软流圈上涌，中段可能是克拉通残留体，南侧可能还保留了华北-华南碰撞造山的痕迹。综合其他地球物理，地质以及地球化学研究，我们认为华北克拉通中西部的岩石圈改造是多期次，低强度的构造运动所致。太平洋等海洋板块的俯冲对华北克拉通中西部岩石圈的影响十分有限。第二，西部稳定的鄂尔多斯块体总体表现了岩石圈地幔的高速特征和中下地壳高速与无明显径向各向异性特征，但是内部都存在相对低速的层状结构。岩石圈地幔内部的低速层上界面深度约为100公里。在世界其他古老克拉通内部也发现了类似的低速层结构。因此，两个低速层结构可能代表了古老克拉通演化形成的普遍特征，与克拉通的稳定密切相关。最后，本项目开展了面波资料与接收函数的有效联合成像方法研究。利用小波多尺度展开概念建立能够调和两种地震资料的地球介质模型，探索发展新的联合成像方法。