中國地震局地球物理研究所田雯博士、吳慶舉研究員等，聯(lián)合中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院戴坤博士、郭汝夢副研究員，以及中國地震災(zāi)害防御中心多位科研人員，利用國家重點研發(fā)計劃項目在川南地區(qū)獲取的密集臺陣數(shù)據(jù)，開展了地震波速度和波速比成像研究，高分辨率的地震層析成像結(jié)果顯示，建武向斜寒武系地層內(nèi)存在一條長達15 km的低Vs和高Vp/Vs異常條帶。通過對該條帶附近事件的震源機制和流體超壓研究，結(jié)合地震活動性，認為該異常條帶可能是超壓流體通道的反映。

圖1 （a）剖面EE'和DD'的Vp/Vs模型和計算的流體超壓。彩色矩形表示在水平2公里范圍內(nèi)和垂直1公里范圍內(nèi)獲得的流體超壓插值結(jié)果。下圖顯示了流體超壓的分布范圍和剖面上相應(yīng)位置的誤差棒。色標與（b）圖一致，剖面位置見（b）。（b）基于HASH方法在建武向斜內(nèi)推測的水文通道附近獲得的震源機制與流體超壓。粉紅玫瑰圖表示110個震源機制解的100次重采樣應(yīng)力場反演得到的SHmax方向。藍色和黃色陰影表示層析成像揭示的兩個通道的大致位置。

地震層析成像結(jié)果顯示，建武向斜內(nèi)存在兩條顯著的低Vs和高Vp/Vs異常條帶。俯沖帶實例與實驗室研究表明，低Vs、高Vp/Vs顯示的異常條帶，是流體飽和度增加與孔隙壓力上升共同作用的結(jié)果。在此情形下，流體飽和度提升導(dǎo)致的Vp增加與孔隙壓力上升引起的Vp降低相互抵消，而Vs降低的特征則更為突出，導(dǎo)致Vp/Vs比值顯著升高。因此，本研究推測這兩條異常條帶很可能揭示了未被探測到的長距離水文通道，這些通道內(nèi)可能充滿了超壓流體，并有引發(fā)無震滑移的可能性。本研究利用震源機制解進一步計算了流體超壓值，以驗證上述存在超壓流體的觀點。計算結(jié)果顯示，其中一條通道末端表現(xiàn)出超過28 MPa的顯著流體超壓，表明孔隙壓力在其末端積累（圖1，圖2）。

圖2 水文通道示意圖

研究成果于2024年發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《Geophysical Research Letters》（Tian, W., Wu, Q., Dai, K., Guo, R., Yao, Z., Qiang, Z., & Deng, F. (2024). Seismological evidence for the existence of long‐distance hydrological channel and its implication for fluid overpressure in southern Sichuan, China. Geophysical Research Letters, 51(8). https://doi.org/10.1029/2023GL107167），由國家重點研發(fā)計劃（2020YFA0710600），中國地震局地球物理研究所基本科研業(yè)務(wù)費專項（DQJB22K39）， 自然科學(xué)基金（42374124, 42204066），大地測量與地球動力學(xué)國家重點實驗室開放基金（SKLGED2024‐4‐5）共同資助。

作者介紹：

第一作者：田雯，女，中國地震局地球物理研究所博士后，主要從事近地表結(jié)構(gòu)、震源譜參數(shù)、誘發(fā)地震風(fēng)險分析等方面研究。

通訊作者：吳慶舉，男，中國地震局地球物理研究所研究員，主要從事地震學(xué)、地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及地球動力學(xué)等方面研究。