隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴大，城市地質(zhì)環(huán)境問題日益突出。城市地質(zhì)調(diào)查提供沉積厚度、水位、基巖結(jié)構(gòu)、巖石強度、斷裂等與資源開發(fā)和城市建設(shè)相關(guān)的詳細(xì)信息，是保障大型建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和運行安全的關(guān)鍵。然而，在北京這類世界級特大城市，如何在各種電磁、機械振動干擾和交通、地面建筑物等各種障礙物環(huán)境下，采用地球物理勘察手段有效開展城市地質(zhì)調(diào)查并獲得可靠探測成果，仍然面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 

　　中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所工程地質(zhì)與水資源研究室副研究員徐佩芬等人，采用空間自相關(guān)法微動臺陣技術(shù)，從天然場源微動數(shù)據(jù)中提取Rayleigh波相速度頻散曲線，并通過分歧型遺傳算法反演，獲得地層介質(zhì)的S波速度結(jié)構(gòu)，以估算新生代地層厚度（基巖面深度）。該方法是大城市及近郊區(qū)開展地層結(jié)構(gòu)劃分、研究的有效方法，具有得天獨厚的技術(shù)優(yōu)勢。她們首次將該方法用于北京市城市地質(zhì)調(diào)查，在北京平原區(qū)的八個測點開展研究（圖1），估算了新生代沉積層厚度。這些測點分別位于豐臺凹陷、來廣營凸起和后沙峪凹陷三個構(gòu)造單元，地表為居民區(qū)或交通要道，傳統(tǒng)物探和鉆探方法均無法開展工作。該研究成果彌補了現(xiàn)有資料不足，為新生代地層結(jié)構(gòu)劃分、確定基巖面深度、繪制北京市基巖地質(zhì)圖提供了基礎(chǔ)資料，也為理解區(qū)域地質(zhì)規(guī)律、指導(dǎo)城市地質(zhì)工程提供了地球物理依據(jù)。 

　　研究結(jié)果表明（圖2），在北京平原區(qū)新生代沉積最厚的豐臺凹陷內(nèi)，C04-1和D04-1點測得最深的基巖面，埋深分別達(dá)到1510和1575m。來廣營凸起構(gòu)造單元中的E12-1，E12-3點，基巖面埋深最淺，分別為193和236m。后沙峪凹陷中E16-1和F16-1點，基巖面深度介于上述二者之間，分別為691和875m。豐臺凹陷與來廣營凸起二個構(gòu)造單元的基巖面深度有1300余米落差，與其間發(fā)育太陽宮斷裂有關(guān)。來廣營凸起和后沙峪凹陷之間基巖面深度差500多米，與南口—孫河斷裂相對應(yīng)。研究結(jié)果勾畫出北京平原區(qū)不同構(gòu)造單元的基巖面深度及差異，與現(xiàn)有各構(gòu)造單元的地層結(jié)構(gòu)、構(gòu)造規(guī)律相符。該研究還揭示出基巖S波速度在北京平原區(qū)低于京西隆起區(qū)，并分析了水文、地質(zhì)原因。

　　該研究成果近期發(fā)表在國際地震學(xué)期刊Seismological Research Letters上（Xu et al. Estimating Cenozoic thickness in the Beijing plain area using array microtremor data. Seismological Research Letters, 2013, 84(6): 1039-1047. doi: 10.1785/0220130090）。