2023年8月15日，中國(guó)地震局地球物理研究所牽頭承擔(dān)的“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目《區(qū)域三維精細(xì)殼幔結(jié)構(gòu)研究與巨震震源識(shí)別》（2017YFC1500200）順利通過(guò)科技部組織的項(xiàng)目綜合績(jī)效評(píng)價(jià)。該項(xiàng)目于2017年獲科技部批準(zhǔn)立項(xiàng)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為丁志峰研究員，參與單位有中國(guó)地震局地球物理勘探中心、中國(guó)地震局地震研究所、中國(guó)地震局地質(zhì)研究所、南方科技大學(xué)、珠海泰德科技有限公司。

項(xiàng)目開展區(qū)域三維精細(xì)殼幔結(jié)構(gòu)和巨震震源識(shí)別體系研究，目標(biāo)是通過(guò)多種地球物理手段加密觀測(cè)和高精度成像技術(shù)研發(fā)，構(gòu)建京津冀城市群和環(huán)渤海地區(qū)的三維精細(xì)結(jié)構(gòu)模型，建立區(qū)域大地震震源深部構(gòu)造的特征和指標(biāo)體系，獲得強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)分布規(guī)律，為提升國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全和國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)安全可持續(xù)發(fā)展提供科技支撐。

項(xiàng)目在京津冀城市群地區(qū)開展了由地震、重力、大地電磁等觀測(cè)手段組成的綜合地球物理觀測(cè)（圖1、圖2），其中包含67個(gè)寬頻帶流動(dòng)臺(tái)站觀測(cè)、3642個(gè)短周期密集地震臺(tái)站觀測(cè)、1280個(gè)重力測(cè)點(diǎn)、106個(gè)大地電磁測(cè)點(diǎn)。以上觀測(cè)獲得的高質(zhì)量觀測(cè)數(shù)據(jù)為開展城市群地區(qū)區(qū)域殼幔三維精細(xì)結(jié)構(gòu)、孕震機(jī)理等研究提供了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

圖1 項(xiàng)目完成的地震觀測(cè)臺(tái)站分布

圖 2 項(xiàng)目完成的重、磁、震綜合觀測(cè)測(cè)點(diǎn)分布

圖3通州-三河-平谷地區(qū)和雄安核心區(qū)0~5km的三維S波速度結(jié)構(gòu)分布圖

圖4三河-平谷地區(qū) （左）和唐山地區(qū)的地殼三維密度結(jié)構(gòu) （右）

圖5三河-平谷地震區(qū)電性結(jié)構(gòu)（左）和唐山地震區(qū)電性結(jié)構(gòu)圖（右）

結(jié)果表明，巨震的形成和發(fā)生與殼內(nèi)高密度體/高阻/低密度體的活動(dòng)密切相關(guān)，這些物性（密度、電性和速度）異常體源于地幔巖漿的侵入、熔融和發(fā)展，并一直維持溫度相對(duì)較高狀態(tài)，切割高密度/高阻/低速體的活動(dòng)斷裂區(qū)段容易發(fā)生大震。對(duì)其物性深淺和橫向差異進(jìn)行比較，結(jié)合已有成果和其他震例成果，從不同深部構(gòu)造特征指標(biāo)、幾何特征及其對(duì)震源作用等方面建立了三河-平谷8級(jí)地震和唐山7.8級(jí)地震的大地震震源深部結(jié)構(gòu)指標(biāo)體系。

采用自主研發(fā)的貼體網(wǎng)格斷層破裂過(guò)程并行計(jì)算軟件，計(jì)算了三河平谷地震的發(fā)震破裂過(guò)程、唐山斷裂帶的破裂過(guò)程，利用破裂過(guò)程模擬了京津冀地區(qū)的強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)分布。根據(jù)模擬結(jié)果，針對(duì)華北第四系沉積，分析了長(zhǎng)周期地震動(dòng)的放大分布特征，提出了多參數(shù)盆地效應(yīng)建模方法，建立并驗(yàn)證了華北盆地的盆地效應(yīng)預(yù)測(cè)模型。

圖6 三河-平谷地區(qū)地震動(dòng)及盆地效應(yīng)分布

項(xiàng)目以第一標(biāo)注發(fā)表論文 40篇。研究成果加深了對(duì)巨震震源孕震結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，有力的支撐了研究區(qū)發(fā)生的唐山地震、三河-平谷地震等強(qiáng)震的背景構(gòu)造分析工作，可以為后續(xù)地震活動(dòng)分析提供重要的深部動(dòng)力學(xué)依據(jù)，重點(diǎn)地區(qū)強(qiáng)震地面運(yùn)動(dòng)模擬服務(wù)于重點(diǎn)城市地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，進(jìn)而為通州-三河-平谷地區(qū)和雄安新區(qū)城市建設(shè)規(guī)劃，城市地下空間安全利用以及雄安地區(qū)地?zé)豳Y源安全、高效開采提供地震學(xué)關(guān)鍵支撐。