2022年8月2日，中國地震局地球物理研究所牽頭承擔(dān)的“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目《基于斷層帶行為監(jiān)測的地球物理成像與地震物理過程研究》（2018YFC1503400）順利通過科技部組織的項(xiàng)目綜合績效評價。該項(xiàng)目于2018年獲科技部批準(zhǔn)立項(xiàng)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為吳建平研究員，共同參與單位包括北京大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國地震局地質(zhì)研究所、第二監(jiān)測中心和原地殼應(yīng)力研究所、南方科技大學(xué)、香港中文大學(xué)深圳研究院、成都理工大學(xué)和西北工業(yè)大學(xué)等。

項(xiàng)目對安寧河—則木河—小江斷裂帶開展了密集臺陣觀測研究，獲得了斷裂帶及周邊地區(qū)高精度地震活動分布圖像、多尺度地震波速度模型、電導(dǎo)率結(jié)構(gòu)模型和斷裂帶幾何分布特征。與高溫高壓巖石物理實(shí)驗(yàn)和斷層摩擦實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，確定了安寧河-則木河-小江斷層帶的巖性結(jié)構(gòu)、流變結(jié)構(gòu)、滑動穩(wěn)定性與地震成核條件。發(fā)展的多種地震檢測和成像技術(shù)方法已在公開的培訓(xùn)班和學(xué)術(shù)交流會上介紹和公開共享。

項(xiàng)目構(gòu)建的安寧河-則木河-大涼山-小江斷裂帶多要素高精度應(yīng)力狀態(tài)模型，以及滑動率虧損和閉鎖狀態(tài)模型，是基于最全面和最新的觀測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立起來的模型，反映了斷裂帶當(dāng)今最新的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。項(xiàng)目開展了斷層帶級聯(lián)破裂動力學(xué)模擬研究，分析了非均勻幾何結(jié)構(gòu)、非均勻速度結(jié)構(gòu)和應(yīng)力場對斷層帶地震成核、破裂傳播、終止的影響，獲得了研究區(qū)強(qiáng)震破裂模型并給出了地震震級估計。

項(xiàng)目發(fā)展了多斷層體系的地震活動性模擬技術(shù)方法，構(gòu)建了研究區(qū)地震活動性模擬模型。基于國內(nèi)外大震震例的地震學(xué)研究，對強(qiáng)震中期預(yù)測的地震學(xué)判定指標(biāo)進(jìn)行了探索性研究，并結(jié)合研究區(qū)地震活動和應(yīng)力狀態(tài)等結(jié)果對地震危險性進(jìn)行了判定。

項(xiàng)目產(chǎn)出成果豐碩，以第一標(biāo)注發(fā)表SCI 收錄論文 48 篇。鍛煉和培養(yǎng)了一批骨干青年人才，其中1人獲得基金委杰出青年基金資助、4人入選中國地震局領(lǐng)軍人才等省部級人才項(xiàng)目，多位博士后被聘為副研究員或講師崗位，培養(yǎng)研究生33名。通過項(xiàng)目實(shí)施，在國內(nèi)形成了一支開展斷裂帶結(jié)構(gòu)成像與變形行為研究、地震災(zāi)害風(fēng)險評估的一流研究團(tuán)隊(duì)。在執(zhí)行過程中，項(xiàng)目組還充分利用產(chǎn)出成果并充分發(fā)揮人才、資料和技術(shù)方法優(yōu)勢，參與應(yīng)急管理部和中國地震局組織的相關(guān)震情會商與趨勢研判工作。漾濞地震、瑪多地震和門源地震發(fā)生后，項(xiàng)目組還將最新發(fā)展的地震實(shí)時智能處理系統(tǒng)用于余震序列的處理、震源區(qū)深部孕震環(huán)境的分析，為發(fā)震構(gòu)造和震情趨勢研判提供了重要依據(jù)。

圖1  發(fā)展了基于人工智能的多種地震檢測算法，實(shí)現(xiàn)了從連續(xù)波形中同時檢測地震和拾取高精度震相到時，代碼已在Github開源。PPKNet模型經(jīng)斯坦福大學(xué)評測 (Mosavi, 2020, Nature Comm)，性能位居前列。發(fā)展的相關(guān)軟件在漾濞地震序列和研究區(qū)流動臺陣觀測數(shù)據(jù)的處理中獲得了良好的應(yīng)用效果

圖2  采用背景噪聲成像方法獲得了安寧河中南段地殼淺部0-8km高分辨速度模型（ ～4km橫向分辨率），揭示了地殼淺部不同深度速度異常的空間分布特征，低速異常帶與沿斷層帶的破碎雜巖和斷陷沉積物有關(guān)

圖3  根據(jù)高精度地震定位結(jié)果和高分辨率三維速度結(jié)構(gòu)特征，獲得鮮水河-安寧河-則木河-小江斷裂（北段）的幾何分布，發(fā)現(xiàn)了研究區(qū)存在的部分隱伏斷層

（a）震中位置和震源深度分布圖（b）速度剖面和震源分布圖（c）斷層幾何分布示意圖

圖4  斷裂帶及周邊區(qū)域地殼水平運(yùn)動速度場，精度2mm/a。紅色箭頭表示本項(xiàng)目新增加的數(shù)據(jù)點(diǎn)，左圖是相對與歐亞板塊的速度場，右圖是相對與華南板塊的速度場

圖5  考慮歷史地震和安寧河斷層的震間閉鎖估計非均勻應(yīng)力分布，通過破裂動力學(xué)模擬揭示，現(xiàn)階段安寧河斷裂帶不會發(fā)生貫穿整個斷裂的大地震，安寧河斷裂帶北段附近發(fā)生地震的震級上限在7.3級左右