近期，中國科學院南海海洋研究所林間院士團隊楊曉東和詹文歡團隊馮英辭聯合同濟大學、重慶地質礦產研究院、大唐汕頭新能源公司、廣東省地震局、智地感知（合肥）科技有限公司等機構，在南海北部成功完成分布式光纖聲學傳感（DAS）技術與傳統三維反射地震手段觀測研究，為實現新興技術與經典方法在海底孕震機制與前兆機理等方向的聯合研究奠定了重要基礎。相關成果發表于Seismological Research Letters、Journal of Structural Geology、Journal of Asian Earth Sciences等國際期刊。
團隊實施技術創新，在海上風電場陸地控制中心部署DAS調制解調器，將南海北部一段29公里的海底通訊光纜轉化為間距4米、共7091個應變傳感器的密集觀測陣列，持續一個月采集數據。記錄到區域地震、微震、船只航跡、海浪及海洋-固體地球相互作用產生的單頻/雙頻地脈動，其頻譜特征與現場聲學式波浪儀、風速計數據高度吻合，驗證了DAS在惡劣海洋環境中高保真、實時觀測的能力。相比傳統海底地震儀（OBS）數十公里間距的“稀疏點測”，DAS實現了米級空間連續監測，完善了微小尺度的海底災害過程的觀測不足。
團隊同步利用瓊東南盆地與珠江口盆地的高分辨率三維地震數據，揭示了先存構造地貌對斷層系統的各向異性控制機制，發現三層斷層系統差異演化，分為深層斷層受古應力場主導、中層呈現E-W為主、S-N為輔的復合樣式、淺層因等深流侵蝕槽與古地形隆起影響，形成正交斷層網絡。解釋了海底起伏成因，認為珠江口盆地海底窄槽-寬脊地貌由底流超臨界-亞臨界過渡侵蝕形成，其凹槽深度（50-400 ms TWTT）與地下隱伏斷層陡坎、塊體搬運沉積（MTDs）的地形高差呈線性相關（R2>0.8）。
此次研究綜合DAS提供動態捕捉地震、地脈動等瞬時海底過程，解析百萬年級構造演變框架，實現為孕震機制研究鋪設“時空隧道”的可能性。下一步，團隊將與廣東省地震局繼續合作，融合兩種手段，瞄準活動斷層時空演變與地震前兆機理前沿問題，構建南海北部“光纖-地震”聯合觀測網絡，提升華南沿海地震海嘯監測預警能力。
圖1 研究使用的海底光纜位置與部分DAS觀測到的地震分布圖
圖2 DAS和寬頻帶地震儀觀測的 2024 年菲律賓5.3級地震信號對比分析
圖3 基于三維地震反射數據構建的海底起伏地貌與下覆斷層關聯模型
本項研究得到了國家重點研發計劃項目、廣東省重大人才工程項目、國家自然科學基金項目和中國科學院南海海洋研究所自主部署項目等聯合資助。
論文信息：(1)?Yang X.,Yang J.*,Luo Y.,Lin J.,Liu X.,et al.,2025. Ocean observations using distributed acoustic sensing with a 29 km long submarine cable in the northern South China Sea. Seismological Researh Letters,doi: 10.1785/0220250007.
(2)?Yang X.,Feng Y.*,Wu X.*,Huang J.,Morley C.K.,2024. Control by preexisting morphology on layer-bound faults in the southern Qiongdongnan Basin,NW South China Sea. Journal of Structural Geology,188(105262),doi: 10.1016/j.jsg.2024.105262.
(3)?Wu X.,Feng Y.*,Yang X.*,Urgeles R.,Morley C.K.,2024. Three-dimensional seismic evidence for depositional undulations nucleated around pre-existing relief,South China Sea. Journal of Asian Earth Sciences,259(105917),doi: 10.1016/j.jseaes.2023.105917.
原文鏈接：https://doi.org/10.1785/0220250007
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