龙门山断裂带位于青藏高原与四川盆地的交界处，总体呈现自北东向南西延伸的分布趋势，构造带全长约500 km，宽度约为30~40 km。龙门山断裂带主要由三条逆冲断裂带组成，自北西向南东分别是汶川-茂汶断裂（WMF）、映秀-北川断裂（YBF）和灌县-江油断裂（GJF）。沿着龙门山断层系统，地震活动强烈，例如2008年M_w7.9汶川地震和2013年M_w6.6芦山地震，导致大量的人员伤亡和财产损失。由于断层的结构对于地震的破裂过程、地震波的传播、以及局部地震的分布具有非常重要的控制作用，因此，通过对龙门山断裂带进行精细结构成像，有助于更深入地理解断层区地震的发震机理以及龙门山与川西前陆盆地的构造变形机制。

因此，研究团队在龙门山断裂带中段布设了一个包括240个地震台站的面状密集台阵，覆盖范围约50 km×60 km，进行约30天的连续观测。数据处理流程包括使用基于深度学习的算法进行事件检测和到时拾取，使用传统方法进行震相关联和定位，最后进行重定位及双差层析成像，从而获得了密集台阵观测期间的微地震目录和台阵下方水平分辨率为5 km的速度结构（图1），以更好地了解龙门山断裂带浅部的精细结构和断裂构造，从而进一步研究断层区介质的变化对地震分布的控制作用。

图1. 反演的AA’、BB’、CC’、DD’、EE’和FF’测线的P波速度模型，其中紫色圆圈代表测线附近的重定位的地震位置

在台阵观测期间，密集台阵共监测到231个地震事件，完备震级约为-0.2。结合地震成像结果，研究团队进行了以下三个方面的讨论：

（1）龙门山断裂带浅部结构

三维构造模型（图2）显示，不同的地震波速度界面大致对应于不同时期的地层。地层的地震波速度从前寒武彭灌杂岩到三叠系沉积岩再到侏罗系沉积岩逐渐降低。YBF作为边界逆冲断层，将高波速的龙门山冲断带与低波速的川西前陆盆地分割开来，古老的彭灌杂岩体以及三叠系地层被推覆至川西前陆盆地的侏罗系地层之上。

图2. （a）龙门山断裂带中段WMF、YBF、GJF和RFBT的三维模型；（b）P波速度与断层三维模型。其中，彩色圆圈代表重定位的地震，红色实线代表断层，黑色虚线划分了不同地层单元，J：侏罗系底，T：三叠系底。

（2）速度结构与地震活动性的关系

作为汶川地震的发震断层，YBF在密集台阵布设期间地震活动仍然频繁，地震主要分布于该断层的上盘部分（图1，图2a），其分布形态与此区域的历史地震活动性具有较高的一致性。此外，该区域的地震活动性与速度结构有较强的相关性，大部分地震分布在YBF西侧的高速彭灌杂岩体中，少量地震分布于东侧的低速体下方，在低速体内几乎没有地震发生，震源深度总体表现为西部浅东部深（图2）。结合波速比模型，YBF的西北侧呈现出高速、低波速比特征，地层岩石强度高，在青藏高原和四川盆地的挤压下易于积累应力发生脆性破裂；而东南侧则呈现出低速、高波速比特征，地层岩石强度低，易发生塑性形变，不利于应力积累，因此地震主要分布在YBF的西北侧。

（3）地震活动性揭示的断层形态

在AA’剖面附近，地震呈线性分布，并且将其延伸至地表与YBF的位置一致（图1a）。据此，研究团队推断此处的地震分布刻画了YBF的几何形态，其在浅部的倾角约为62°。同样在WMF下方的地震也呈现出线性分布（图1c），尽管WMF下方的地震数量相对较少且线性分布不明显，但仍然可以推断出WMF的倾角约为70°。总的来说，通过重定位的地震位置所推断出的YBF和WMF断层的几何形态与已有的构造模型一致。

总的来说，此项研究结果表明，基于深度学习到时拾取的密集台阵地震目录构建流程是可靠且高效的。通过精确的地震定位和成像，进一步加深了对龙门山断裂带浅部精细结构的理解，并揭示了介质的变化对地震分布的控制作用。

撰稿：杨少博

核稿：王康东