由我院王伟涛教授主持承担的十四五国家重点研发计划项目“滨海海域活动断裂带探测与强震海啸预测关键技术”自2023年11月立项以来，已取得阶段性进展。截止目前，多项亮点成果已发表在《科学通报》、《Earth and Planetary Science Letters》、《Marine and Petroleum Geology》、《Journal of Marine Science and Engineering》等业内著名期刊上。

该项目是我国首个针对海域活动断裂带探测及其次生灾害链研究的国家重点研发项目。项目以我国经济最发达的华南沿海地区为靶区，旨在查明华南海域主要的活动断裂带及强震活动，评价未来可能发生的强震及其链生海啸灾害的危险性，建立强震-海啸预测的关键技术，完善海域地震-滑坡-海啸防灾减灾预警体系，并在沿海城市示范应用。项目的成果将为华南沿海地区可能发生地震、海啸危险区的防震减灾提供基础信息和科学依据，完善我国海域防灾减灾预警体系。

课题一“华南海域陆坡断裂带的空间分布与活动性”，利用高分辨率多道地震、浅地层剖面、海底地形以及已发表的地质钻孔数据，首次报道了位于南海北部大陆架与大陆坡过渡区域的一条主要活动断裂—陆坡断裂带。按照地理位置，该断裂带可划分为珠江口段和琼东南段。最新研究成果先后揭示了陆坡断裂带琼东南段和珠江口段的平面分布位置、几何结构特征和最新的活动特征。在陆坡断裂带珠江口段，结合全球矩震级和断层长度、潜在破裂面积经验关系，初步认为陆坡断裂带珠江口段12万年以来有过活动，具备发生Mw 6.7~7.2级地震的潜力。陆坡断裂带琼东南段，研究数据显示晚更新世以来发生过多次活动，并在海底形成了约8~9米的断层陡坎；该断裂未来可能继续活动并触发海底滑坡，进而引起海啸，具有巨大的海洋地质灾害危险。相关成果以姊妹篇的形式发表在《Marine and Petroleum Geology》。

图1 华南海域活动构造及历史地震、海啸记录分布图

课题二“华南滨海断裂带三维结构与古地震复发行为”，利用新获取的近岸地球物理数据（多道地震、单道地震）及浅层地质钻孔的年代数据，针对滨海断裂带珠江口段地震空区内的浅层结构（0~5公里）和最新活动性进行了研究，揭示该地震空区内滨海断裂带的空间分布特征和全新世活动特征。多道地震资料显示，该地区的滨海断裂带由一条高角度铲状正断层及若干次级正断层组成。主断裂走向东北，倾向东南，是珠江口盆地北部的控盆断裂，累计位移为1.5 km。此外，对单道地震资料的分析及地质钻孔的¹⁴C测年结果表明，主断层最新的活动发生在约1万年前，垂直位移量最小为1.2米。基于此，认为滨海断裂带珠江口段在推断的地震空区内具有引发强震的潜力，估计震级为Mw 7.0-7.5。本研究突显了滨海断裂带对粤港澳大湾区构成的潜在地震风险。相关成果发表在《Journal of Marine Science and Engineering》。

图2 单道地震剖面及钻孔测年数据揭示的滨海断裂带珠江口段最新的活动时间及断裂活动定量分析结果

课题三“华南典型海岸带古地震、古海啸事件序列重构”，基于前人研究中在汕头南澳岛发现的疑似海啸沉积物，通过设置代表性震源模型，利用COMCOT-SED正演模型模拟了这些海啸沉积物与南海北部的潜在地震源相关性。研究结果表明，马尼拉俯冲带发生大地震（∼ Mw 9.0）能够产生≥7米的海啸波高，跨越天然屏障进入南澳岛青澳湾，并产生海啸沉积。而发生在滨海断裂带上Mw 7.5级地震所产生的海啸波高难以在该地区形成海啸沉积。研究结果为华南典型海岸带古海啸研究提供了新思路，并增强了对海啸泥沙在沙坝-潟湖体系中沉积过程的理解。相关成果发表在《Marine and Petroleum Geology》。

图3 南澳岛青澳湾疑似海啸沉积物分布、粒度特征及演化模式图

课题五“海域地震-滑坡-海啸灾害链危险性评估”，针对全球近期“非典型”海啸事件的触发机制进行深入剖析，揭示了地震导致沿岸/海底砂土液化、继而触发滑坡并产生海啸的链生灾害效应；沿海特殊岸线形态；火山剧烈活动引起的大气-海洋-火山固体物质多相耦合作用等是“非典型”海啸源触发机制复杂化的主要原因。这些机制挑战了海啸形成需伴随海域地震造成的大规模垂向形变这一传统认识，研究发现海域的正断型和走滑型地震、陆地近岸地震、剧烈火山喷发均可触发链生海啸灾害。此外，结合我国南海及其周边海域的构造特征，分别针对南海北部活动断裂板内地震触发的历史海啸事件和环南海的火山历史海啸事件进行梳理分析，指出南海内部的大型活动断裂和四周密集的火山是以往未被重视的潜在海啸源。相关成果发表在《科学通报》。

图4 南海北部活动构造、板内历史强震及海啸事件和全新世火山和历史火山海啸事件分布图

此外，针对2006年12月发生在中国台湾西南近海两次震级约为Mw 7.0的屏东地震-滑坡-海啸灾害链事件，通过太阳集团tyc9728、国家海洋环境预报中心、台湾中央大学、台湾成功大学等海峡两岸多个科研机构与日本东京大学和美国康奈尔大学学者的通力合作，该研究收集了大量一手的实测数据(图1)，并采用多学科交叉方法综合研究了灾害链中各个灾害的物理机制和相互作用，较全面的复演了此次灾害事件的发生过程。研究首先重新探究了屏东双震的震源特征，通过联合反演区域地震波、高频GPS位移和强震动数据，构建了地震震源模型。接着进行了海啸正演模拟，并通过对潮位站记录的频谱分析和海啸逆向射线追踪技术，深入探讨了海啸的水动力学特征以及滑坡对海啸产生的贡献。

2006年屏东灾害链事件作为一个经典案例警示了近岸地震及其链生灾害的潜在威胁。我国南海北部存在多条尚未探明的活动断层，特别是具备强震孕育潜能的滨海断裂带和陆坡断裂带，长度达上千公里，贯穿整个华南沿海。陆坡断裂带地震靠近陆坡区域，可能引发类似的地震-滑坡-海啸灾害链，增加海啸灾害的风险。相关成果发表在《Earth and Planetary Science Letters》。

图5 2006年12月屏东双震构造背景。研究使用的观测数据包括潮位记录（橙色方块）、高频GPS记录（蓝色六边形）、强震波形（绿色三角形）和区域地震波形（黄色三角形）,青色五角星为通信光缆破裂的位置。

项目目前已获得研究区的两条主要海底活动断裂滨海断裂带和陆坡断裂带关键区段的空间分布和几何结构，对后期断裂带震源模型构建与地震危险性评估具有重要指导作用。此外，项目在古海啸事件识别上也获得进展，有助于构建准确的古地震、古海啸事件序列。并且通过分析南海北部典型的古地震、古海啸事件，剥离“非典型”海啸源触发机制，打破了对海洋灾害链致灾因素的传统认识，对于进一步评估华南海域地震-滑坡-海啸灾害链危险性具有重要意义。

研究详情请阅读原文

1. Liangwei Lv, Zhigang Li, Dawei Wang, Weitao Wang, Xiangming Dai, Fanchang Zeng, Linlin Li, Hao Liang, Weiwang Long, Peizhen Zhang. 2024. The latest activity of the slope fault zone (Pearl River Mouth) in northern South China Sea and implications for earthquake hazard assessments. Marine and Petroleum Geology.https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2024.106937
2. Fanchang Zeng, Dawei Wang, Zhigang Li, Weitao Wang, Xiangming Dai, Yue Sun, Liangwei Lv, Weiwei Wang, Yu Zheng, Zhiyi Su, Weiwang Long, Gege Hui, Peizhen Zhang, 2024. The discovery of an active fault in the Qiongdongnan Basin of the northern South China Sea. Marine and Petroleum Geology. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2024.106777
3. Xiangming Dai, Zhigang Li, Litian Hu, Peizhen Zhang, Xiaoqiang Yang, Rafael Almeida, Guanhua Li, 2024. Exploring fault geometry and Holocene deformation of the Littoral Fault Zone within the seismic gap south of Greater Bay Area, China. Journal of Marine Science and Engineering,12. https://doi.org/10.3390/jmse12081350
4. Fating Li, Linlin Li, Fengling Li, Kangyou Huang, Adam D. Switzer, 2024. Forward numerical investigation of potential tsunami deposits in the South China Sea: A case study of Nan’ao Island. Marine and Petroleum Geology,160. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2023.106612
5. Gui Hu, Linlin Li, Kenji Satake, Tso-Ren Wu, Peitao Wang, D.J. Doong, Philip L.-F. Liu, 2024. Source characteristics of the 2006 Pingtung earthquake doublet off southern Taiwan and the possible contribution of submarine landslides to the Tsunami, Earth and Planetary Science Letters, 118921. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2024.118921
6. 李琳琳, 胡桂, 王伟涛, 张坎, 杜朋, 李志刚, 王培涛, 王大伟, 邱强, 张培震. 全球近期非典型海啸源事件机制分析及其对南海海啸研究的启示. 科学通报, 2024, 69(18), 2480-2497.  DOI: 10.1360/TB-2023-0973

图文：代向明  曾凡长  李志刚 王伟涛

初审：黄荣

审核：徐永怡

审核发布：孔晓慧