确定发震断层准确的空间位置和几何结构，对了解强震构造和地震灾害评估至关重要。2021 年 9 月 16 日，在四川盆地发生了一次Ms 6.0（Mw 5.4）泸县地震，是有记录以来四川盆地内部最大的一次破坏性强震（图1）。中国地震局地质研究所与地球研究所合作，基于在泸县地震前部署的密集台阵观测数据，结合震区地质和高分辨三维反射地震资料，对此次地震的发震构造进行了较好地约束，并对发震断层特征、运动学过程有进一步的认识。

图1. 2021年四川泸县Ms 6.0级地震区域地质构造背景

本次研究获得泸县Ms 6.0地震的震源机制解（走向/倾角/斜角）分别为 283.7°/41.2°/95.3° 和 96.7°/49.0°/85.4°。矩震级（Mw）为 5.45。根据地震重定位结果，泸县Ms 6.0地震的震源深度约为 6.8 千米，大部分地震集中在 3.0-7.0 千米的深度范围内，余震在平面上的主要分布呈西北-南东走向（图2）。

图2. 基于密集台阵的震区主震和余震重定位分布

通过三维地震反射数据制作的地震相干切片技术，可以清楚识别沉积覆盖层中不同规模的先存断层（分辨率小于1km），并发现了浅层（5km以浅）北东走向的多条断层。但是，研究发现这些浅层的断层分布和特征，与泸县Ms 6.0地震的地震学参数并不匹配。高分辨率地震反射剖面结合重定位地震结果推测，发震断层可能是位于前寒武纪基底中的一条早期先存断裂（图3）。然而由于反射地震对基底变质岩或火山岩的成像结果远不如沉积盖层清晰，因此对深部断层的约束有限。

图3. 通过泸县震中的高分辨地震反射剖面与断层解译

在研究区域相对较高的地层压力系数和两向地应力差的条件下，受到外部应力扰动的影响，处于临界状态的先存断层可以重新复活并产生强震。分析认为，该基底先存断层受到近场孔弹效应影响失稳，向上滑动并切割了上覆沉积盖层，导致主震的初始破裂深度（Focal depth）和矩心深度（Centroid depth）之间存在定位的差异（图4）。研究提出川南地区的地震活动，不仅要关注浅层的隐伏断层，且需要重视志留系页岩储层下方，寒武系和基底中的大型断层。然而，在地震发生前，对于判断先存断层是否处于临界状态？目前仍是一项非常具有挑战性的研究。

图4. 2021年泸县Ms 6.0级地震发震断层三维模型与运动学分析

该研究得到了中央级公益性科研院所基本科研业务专项重点项目（IGCEA2103）的资助，研究成果近期发表在国际期刊《Journal of Structural Geology》，详细内容请参见原文：Renqi Lu*, Changsheng Jiang, Dengfa He, Weilai Wang*, Zhi Guo, Weikang Zhang, Wei Tao, Xuhang Yang, Guijuan Lai, Yan Zhan, Guanshen Liu, Fang Xu, Xiao Sun. 2024. Seismogenic fault of the 2021 Ms 6.0 Luxian induced earthquake in the Sichuan Basin, China constrained by high-resolution seismic reflection and dense seismic array. Journal of Structural Geology，179，105050. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2024.105050.