华北地区具有十分复杂的地质构造，受青藏高原隆升挤压，太平洋板块俯冲收缩，板内火山岩浆运动的共同作用(张文佑等, 1983; 朱日祥等, 2009)，演化形成了不同的次级构造单元，发育一系列深大断裂，形成了独特的板内地震活动带(曾融生等, 1988)。研究区曾发生多次M_S 6.0及以上中强地震，如1679年河北三河8级地震和1966年邢台6.8级地震，给人民群众的生命和财产带来重大损失。历史地震和古地震研究 (Yin et al., 2015)也显示华北地区存在一个长约160km的空区，有发生M_S 7.5及以上地震的可能。因此，深入了解该地区的地壳、上地幔顶部速度结构，可为认识板内地震孕育和发生条件提供重要的深部依据，也为地震危险性评估和精定位提供背景模型。
地震的孕育、发生和发展与深部构造密切相关(王椿镛等, 2016)。经过40多年持续不断的探测和研究，在华北地区孕震构造环境方面已经取得了许多重要认识，如地壳深部存在高倾角断裂控制地震的发生和发展，震源下方存在壳内低速层，上地幔顶部速度明显偏低和莫霍界面存在局部隆起等。但由于对深部构造和动力学环境还缺乏深刻认识，关于孕震机制仍存在诸多争议(王椿镛等, 2016)。体波走时成像(Xu et al., 2007; 杨婷等, 2012)、面波和背景噪声成像(Fang et al., 2010;姜磊等, 2021)显示在中地壳5-20km深度范围存在低速层，推断该中地壳低速层是引起上地壳推覆运动的滑脱层，进而认为地壳不同块体的水平相互作用为地震发生的主要原因(虢顺民等, 1977)；体波层析成像(Li et al., 2006; 陈兆辉等, 2018)，瑞丽波和椭圆率联合反演(Huang et al., 2021)，背景噪声成像(Tang et al.,2011; 潘佳铁等, 2011; 郭震等, 2015)揭示低速异常从中地壳一直延伸至上地幔顶部。深地震测深结果(段永红等, 2016)显示研究区莫霍面存在明显的上隆，推测地幔物质上涌导致地壳应力局部增加，从而引起地震的发生(曾融生等, 1985, 1991)。
造成上述争议的主要原因在于不同地球物理方法具有不同的探测能力和分辨特征。近震体波走时成像在射线路径交叉较好的地方可以得到高分辨的速度结构（Zhao et al., 1994; Zhang et al., 2003, 2006; Roecker et al., 2006），但由于体波射线近乎垂直入射，且研究区震源深度主要集中分布在5-20km深度，无法获得可靠的近地表结构（Rawlinson and Fishwick, 2012; Liu and Zhao, 2016）。重力反演容易实现区域高分辨率覆盖，水平分辨率高（Panet et al., 2014; Fadel et al., 2015），平方衰减性质使其对近地表和浅层密度变化更为敏感（Li and Oldenburg, 1998）。基于上述两种方法的各自特点，开展联合反演，优势互补、相互约束，已成为岩石圈结构研究的新的、重要的发展趋势（Syracuse et al., 2017; Roecker et al., 2017; Preston et al., 2020; Zhao et al., 2020）。
本研究基于华北地区2008年1月-2021年6月202个固定台站和2016年3月-2020年12月“中国地震科学探测台阵-华北地区”360个流动台站所记录到的天然地震事件资料，开展了重力与近震体波走时联合成像研究，获得地壳、上地幔顶部P波速度结构，并对地壳深部构造和中强地震孕育环境进行了初步分析和探讨。

华北地区; 布格重力异常; 体波走时; 联合反演；壳幔速度