2017年昌岛地震群中深部流体对基底断层的再激活，华东

宁静海岸下的隐秘裂缝

在中国东部渤海湾那片宁静的海岸线上，2017年的一阵小规模地震暴发揭示了地下深处正在上演的一出戏。与其说是一场破坏力巨大的主震，不如说是成千上万次微小震动在古老岩体中蔓延，表明是高压流体——而非缓慢的板块摩擦——将长期沉寂的断层重新唤醒。理解这一隐蔽过程很重要，尤其是在有人居住于古老断裂体系之上、并开采地下深部油气或地热资源的地区。

不是单一大震，而是一场地震群

昌岛地区有着长期的震动记录，包括1500年代的一次大地震和若干现代的小规模地震群。2017年初，另一轮地震群在邻近岛屿与海底下方开始，震源深度约在7到13公里之间。与典型的以一场主震及其余震为特征的序列不同，这次序列更像一窝蜂般：许多规模相近的地震在时空上聚集。为更清晰地描绘该地震群，研究者超越了标准地震目录，重新检视连续地震记录，采用模式匹配技术挑选出超过1.1万次事件——约为官方记录的六倍，并以米级精度重新定位了其中2000多次。

地下呈X字形的断层网络

在这一更清晰的视角下，地震群不再是模糊的点云，而呈现出一张交叉成X形的断层网络。一条主要断层随深度由陡变缓，另一条则朝相反方向切穿它，共同形成一个复杂的三维交汇区。大多数地震发生在仅几公里尺度的致密体积内。在约三个半月的时间里，活动始于交汇区的东北部，随后向西南迁移，这表明某种因素——很可能是加压流体——沿这一网络流动，而非地壳一次性释放积累的构造应力。

深部流体将岩体撬开

研究团队结合多条独立证据来探查驱动地震群的原因。通过分析单个地震的地震波辐射特征，他们发现许多事件不仅表现为断层面的横向滑移，还伴随细微的张开运动，仿佛岩体被撬开。这类混合运动更容易用高压流体暂时减轻闭合断层的有效应力来解释。关于一震触发另一震的统计模型显示，近三分之二的事件更可能由外部影响驱动，而不是典型的余震级联。地震群前缘随时间的扩展符合裂缝与孔隙中压力扩散的经典模式，所计算出的扩散速率与世界其他流体驱动地震群中观测到的相似。

像阀门一样开启与关闭的断层

该区域的地壳地震成像显示出一个波速减慢且波形特征改变的通道，表明存在破裂的岩体和异常流体。昌岛的地球化学研究显示有来自深部的富二氧化碳气体上涌，可能与停滞在东亚下方的太平洋板块有关。将这些线索综合起来，作者提出了“断层阀”情景。在这一图景中，一条缓弯曲的基底断层像盖层一样困住深部流体，位于热致塑性变形开始的深度上方。随着时间推移，压力逐渐累积，直到与更陡的断层交汇处突然开启，如同阀门般放行，允许流体涌入上覆的裂缝网络。当流体急速通过时，它们沿分支断层触发一系列小地震。随后，随着裂缝愈合或压力下降，系统重新沉寂，直到下一次压力积累。

对未来地震的启示

这项研究表明，即便在远离板块边界的板块内部，深部流体也能重激活古老断层，产生强度集中但总体适中的震动。通过将地震模式、岩体结构与地球化学信号联系起来，作者证明了2017年昌岛地震群的主要驱动力是流体超压，而非远处地震或单纯的构造加载。对于具有埋藏断层与活跃流体系统的地区——尤其是在地下抽采或储存流体的地方——这项工作提供了识别流体驱动地震指纹的框架，并有助于更好地评估表面看似稳定的景观下潜在的地震风险。

引用: Wang, P., Wang, B., Peng, Z. et al. Reactivation of basement faults by deep fluids during the 2017 Changdao earthquake swarm, Eastern China. Commun Earth Environ 7, 207 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03228-1

关键词: 地震群, 深部地壳流体, 断层再激活, 板内地震活动, 富CO2储层