欧美大地深度剖析探测地壳结构的“灯”与“眼”
人类社会更像是附着在地壳表面的一层苔藓
地壳是与人类关系最为密切的地球圈层，也是构造活动最为强烈的圈层，人类生存所依赖的自然环境和一切资源均源于地壳物质。大陆地壳覆盖了近三分之一的地球表面，质量仅占地球总质量的0.35%。目前大陆钻探最深记录为12km，仅相当于地球半径的0.2%。
地壳结构探测，为研究板块构造、地球演化等科学问题，以及矿产资源调查、工程建设勘查等提供了有效手段。
地震学是研究地球深部结构的最有效方法之一，利用地震波探测地壳结构是地震学研究的基本课题之一，近年来，地震层析成像和密集台阵观测方法的发展是地震学研究的重要变革，该方法已经成为地球深部精细结构探测研究中的重要手段。
给地球做CT
基于地震学的层析成像方法
地震波层析成像的历史可上溯至上世纪60年代，美国科学家Cormack 从数学和实验结果证实了根据X射线的投影可以唯一地确定人体内部结构，从而奠定了医学诊断上图像重建的理论基础，即X 射线CT（X Ray Computer Tomography）。
层析成像原理与几种典型的医学CT原理图
地震层析成像原理与医学CT原理类似，只是发射源从射线发生器变成了天然或人工震源，接收阵列换成地震仪台阵，探测目标换成地球。
地震是照亮地球内部的明灯
澳大利亚地震探测台阵与周边地震传播路径
地震波层析成像首先由Aki等提出，并给出了小尺度（Aki and Lee, 1976）和区域尺度（Aki et al·, 1977）远震体波层析成像（Teleseismic body-wave tomography）。Dziewonski等在1977年给出了全球尺度的体波层析成像成果（Dziewonski et al·, 1977）。
全球地震层析成像
区域地震层析成像
局部地震层析成像
灯与眼
噪声成像与密集台阵
对地震波的传统认识认为，地震发生后所记录的有效地震事件波形为有效信号。除此外，其余部分被称为噪音。这样，形成噪音的声源广泛地分布在地球表面的每个角落，如海浪、风暴和公路上的车流等，统被称为随机分布的波场（ Yang and Ritzwoller， 2008)。
噪声波场
在一个特定环境中，只要是记录这些随机分布的波场足够长，这些噪音也是有规律的，就可以很好地认识区域噪音规律，对区域进行结构成像，跟面波成像方法相似。
如果说地震是照亮地球内部的明灯，那地震仪器就是穿透地下迷雾的眼睛。
随着便携式一体化短周期地震仪改进和完善，该类型地震仪集成了数据采集器、单或三分量拾振器、大容量锂电池和 GPS 时钟等。相对于宽频带地震仪有价格优势，其体积较小非常便于野外施工，内置电池可连续观测数日到数十日，可以在较小区域内单次投入数百上千台数量的仪器，适于开展点距密集的地震台阵观测工作。
短周期密集台阵与宽频带台阵对比
密集台阵与噪声成像探测新技术体系是实现“地下透明”的新利器，对支撑我国城市地下空间（0-500米）、自然资源（0-3000米）和地球深部（中上地壳）三维结构精细探测，乃至实现岩性结构探测有着变革性意义。国内外学者近年来在该领域开展了大量的研究工作，在基础理论、技术方法和观测应用上取得了重要进展。
中国地震局近年完成的短周期密集台阵分布
基于噪声成像的短周期密集台阵有如下优点
目前噪声成像与密集台阵观测在城市地下空间探测、微震监测、火山、地热和矿集区精细结构和断裂带空间分布，以及大陆动力学等相关研究中得到了广泛应用。
（a）五大连池火山区区域尺度构造图；
（b）五大连池火山区密集流动台阵分布图。
（a-c）不同位置的波速结构剖面图；
（d）尾山火山口下方可能的岩浆囊分布特征；
（e）五大连池火山区火山口分布及剖面位置图。
资料来源：基于密集台阵的五大连池火山区地壳浅部岩浆囊成像研究（《Geophysical Research Letters》（Li et al· Shallow magma chamber under the Wudalianchi volcanic field unveiled by seismic imaging with dense array· Geophys· Res· Lett·, 2016, 43, 4954-4961·））
一体化短周期地震仪
便携式一体化短周期地震勘测设备近年来发展迅速，国内外大量优秀产品相继推出，下面是性能较为先进的可进行密集台阵测量的便携式一体化地震仪。
McSEIS-AT
“McSEIS-AT（3通道）”是OYO最近推出的一款用于地面被动源面波勘探的设备，可快速获取超过1km地下深度的地震波速信息，该设备重量轻（2·0 kg）、无需电缆，可快速部署在地面上进行深部勘探。
该产品频率响应范围为0.2-1650Hz，采集数据通过WiFi将数据传输到计算机中，使用专用软件“SeisImager”进行分析操作。结合McSEIS-AT（1通道）和McSEIS-AT（3通道），可更便捷和有效地勘探。