為揭示大地震孕育發(fā)生的力學機制，中國地震局地質(zhì)研究所研究團隊以2008年汶川8.0級地震斷層帶為研究對象，對龍門山斷層帶的物理力學性質(zhì)開展了系統(tǒng)研究，分析了其與汶川地震孕育發(fā)生機理的關系，取得了一系列重要的科學認識。

通過對汶川地震斷層帶多個斷層露頭和鉆探樣品的分析研究，揭示了地震斷層帶結構和成分特征及其與地震滑動的關系。研究發(fā)現(xiàn)，斷層同震滑動局部化特征明顯，滑動帶寬度僅2-3厘米；流體—斷層相互作用顯著影響著斷層帶物質(zhì)變化。基于對龍門山斷層帶的物質(zhì)分析和低速摩擦實驗，建立了斷層帶的流變結構與地震成核模型。研究發(fā)現(xiàn)，斷層帶摩擦強度強烈依賴于礦物類型和含量，彭灌雜巖中花崗巖質(zhì)巖石在震源深度具有高強度和速度弱化行為，具備地震成核條件。依托自主研發(fā)的巖石高速摩擦實驗裝置，在斷層同震滑動特征及機制方面取得全新認識。研究發(fā)現(xiàn)，地震滑動速率下斷層表現(xiàn)出顯著滑移弱化，穩(wěn)態(tài)摩擦系數(shù)很低且不依賴于礦物組成；凹凸體急劇加熱及熱壓作用是主要的弱化機制，在同震過程中會促進地震破裂的擴展。依托自主研發(fā)的超低滲透率測量裝置及測量技術，在斷層帶傳輸性質(zhì)與同震熱壓作用方面獲得全新結果。研究發(fā)現(xiàn)，同震滑移量與斷層泥的滲透率密切相關，較大的同震滑移通常對應于低滲透率。

研究成果對深入了解地震斷層的力學行為及災害效應具有重要的理論和實際意義，為模擬大地震發(fā)生過程、發(fā)展地震預測方法奠定了物理基礎。研究成果受到國際知名學者高度評價，多篇學術論文以研究亮點或焦點的形式被國內(nèi)外同行點評和關注。該研究領域的國際著名學者克里斯托弗﹒朔爾茨（Christopher H. Scholz）撰寫的專著《地震與斷層力學》（《The Mechanics of Earthquakes and Faulting》）第三版中亦引用了研究成果的多項內(nèi)容。建立的技術先進的斷層物理與力學實驗平臺，吸引了多名國際學者來實驗室開展研究工作，提升了我國地震物理研究的國際影響力和競爭力，培養(yǎng)了一批優(yōu)秀青年人才。

（該研究成果獲得2021年度防震減災科學成果獎二等獎）

來源：中國地震局科技與國際合作司