项目类型：国家自然科学基金面上项目

项目负责人 : 刘巧霞

执行期限：2021年01月—2024年12月

一、项目简介

长宁地区位于川南复杂构造区，历史地震活动性相对较弱。但在近年来，随着盐矿注水和页岩气开发等人类活动的增加，地震活动频率明显上升。2019年长宁Ms6.0地震的发生进一步凸显了对该地区地震构造和发震机制进行深入研究的必要性。本项目针对该地区开展了基于短周期密集台阵观测的浅部精细结构研究，旨在揭示地震发震机制和孕震构造特征，为川南地区地震风险评估与能源开发提供科学依据。

本项目在长宁主震区布设了383台三分量短周期地震仪，台间距50米，并收集了包含247个台站的科考台阵数据。通过改进自相关照明技术并结合面波噪声成像方法，构建了高分辨率的P波反射结构图像和横波速度模型，揭示了长宁地震区的发震构造特征及地震活动与工业生产的潜在关系。

二、研究成果

（1）改进的自相关程序成功识别出研究区康拉德面（20km）和莫霍面（35-40km），并在9-10km深度发现反射界面错断现象，与地震丛集区的低速异常密切相关；

（2）获得了研究区0-8km深度的三维横波速度模型，水平分辨率为7.5km×7.5km，揭示了长宁背斜高速区与罗场向斜低速区的构造分界。二维速度剖面的浅部（<4km）分辨率提升至0.9km，在盐矿注水区发现的低速异常与历史地震分布高度吻合，证实流体渗透弱化先存断层是诱发地震的重要机制。

（3）综合地震定位、速度结构与地质资料，构建了研究区5km以浅的三维构造模型，发现双河背斜高速体被低速带分隔，破裂受低速带限制向单侧扩展，为理解地震破裂机制提供了新视角。

（4）项目负责人基于本项目的研究思路和工作经验，提出基于短周期密集台阵的监测探测一体化技术体系，并将其应用于淮安和孝感盐矿区三维结构探测和微震监测工作中，为服务工业开采区地震安全评估提供了重要技术支撑。

（5）在本项目资助下，共发表7篇相关学术论文，包括4篇SCI，1篇EI和2篇核心期刊论文，论文列表如下：

Liu, Q.X., Zhou, M., Tian, X.F., Qiu, Y., Shen, Z.C., Wang, Q.D., Wang, C.P. 2023. High-resolution shear-wave velocity structure of the 2019 Ms 6.0 Changning earthquake region and its implication for induced seismicity. Seismological Research Letters, 94(3): 1392-1404, doi: 10.1785/0220220253

Zhou, M., Tian, X.F., Yang, Z.X., Liu, Q.X., Gao, Z.Y. 2023. The 3-D shallow velocity structure and sedimentary structure of 2017 Ms6.6 Jinghe earthquake source area derived from dense array observations of ambient noise. Frontiers in Earth Science, 11:1112132. doi: 10.3389/feart.2023.1112132

Liu, Q.X., Zhou, Y., Ni, S.D., Xu, M., Qiu, Y., Zhang, Y.Y., Yu, C.H., Chu, R.S. 2024. Resolvability of Multiple Microseismic P‐Wave Source Regions with Two Large Seismic Arrays in China and the United States. Seismological Research Letters, 95(3): 1885-1898. doi: 10.1785/0220230265

Wang, C.P., Liu, Q.X., Tian, X.F., Qian, Y.Y., Zhou, M., Qiu, Y., Wang, P., Zhu, S.P. 2025. Seismicity induced by salt mine water injection in the Changning area, China: Insights from dense linear array imaging. Seismological Research Letters, 96(5): 2892–2904. doi: 10.1785/0220240324

徐志萍, 刘巧霞, 刘志, 田晓峰, 王夫运, 段永红, 林吉焱, 邱勇, 唐淋. 2023. 芦山强震区上地壳速度和泊松比分布特征及其动力学意义. 地震地质, 45(6): 1400-1418.

徐志萍, 刘巧霞, 段永红, 田晓峰, 周铭, 邱勇, 王宏伟. 2023. 利用短周期密集台阵噪声成像研究洪泽湖浅部三维横波速度结构. 地球物理学进展, 38(3): 1035-1046. doi: 10.6038/pg2023GG0366

王冲鹏, 刘巧霞, 叶秀薇, 段永红, 高占永. 2024. 广州—佛山地区短周期背景噪声源方位特征及对互相关函数信噪比的影响. 地球物理学进展, 39(6): 2176-2187. doi: 10.6038/pg2024HH0403

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