意大利亚平宁南部Caggiano断裂系统的古地震证据：揭示1857年Mw～7级地震的发震机制与灾害启示

为解决南意大利亚平宁山脉历史强震发震构造争议，研究人员通过地质填图、LiDAR-DTM分析、电阻率层析成像(ERT)及古地震探槽技术，首次系统论证Caggiano断裂系统(CFS)作为1857年Mw～7地震的震源机制，揭示其全新世多期活动性，为区域地震危险性评估提供关键依据。

　　

在意大利南部亚平宁山脉的褶皱冲断带中，1857年发生的坎帕尼亚-巴西利卡塔地震（Mw 7.1）是地中海地区最具破坏性的历史地震之一，造成1.1-1.9万人死亡。这场地震由两次间隔仅数分钟的主震组成，但其震源构造——尤其是南部断裂的位置和规模——长期存在争议。更复杂的是，该区域上方还分布着欧洲最大的陆上油田，使得断层活动性与能源开发的矛盾成为公众焦点。

为厘清这一科学难题，研究人员对横跨Maddalena山脉的Caggiano断裂系统(CFS)展开多学科研究。这个长约32公里、NW-SE走向的正断层系统由五个呈雁列式分布的段落组成，但过去因其结构复杂性和地表痕迹保存不佳而被严重低估。通过整合1950年代航空影像与现代LiDAR数字地形模型(DTM)，团队首次完整绘制了断层陡坎的空间展布。

研究采用地质填图与电阻率层析成像(ERT)相结合的方法，在断层沿线实施了10条地球物理剖面，揭示了隐伏断层的几何形态。随后在关键部位开挖的5个古地震探槽中，研究人员通过加速器质谱(AMS)放射性碳测年技术，对断层错动的沉积层序进行精确定年。

研究结果证实CFS在末次冰盛期(LGM)后持续活动：

1. 构造特征：CFS由Tufariello、Mt San Giacomo等5个段落组成，结构测量显示其走向N130°，倾角58°，反映NE-SW向伸展应力场，与区域GPS应变率一致。
2. 历史地震关联：Tufariello段探槽发现两组楔状崩积体(CW)，分别对应1561年地震（14C年龄1443-1563 AD）和1857年事件（1898-1955 AD）；Serre段揭示3世纪罗马时期的断层活动，与考古记录的Grumentum古城损毁事件吻合。
3. 滑动速率：基于LGM以来9-23米的垂直位移量，计算各段落滑动速率为0.4-1.4 mm/yr，其中Mt San Giacomo段活动性最强。
4. 复发周期：过去7000年识别出8次地表破裂事件，近2000年复发间隔约400±100年，但存在显著时空不均一性。

这项发表在《Quaternary Science Reviews》的研究具有双重意义：科学层面，首次将1857年地震的双震序列与CFS及其邻接断裂的级联破裂联系起来；应用层面，为跨越石油开采区的活断层灾害评估提供了直接证据。特别是发现CFS与邻近的Mt Marzano断裂系统可能存在库仑应力触发作用，这对理解亚平宁山脉强震丛集现象至关重要。未来需结合数值模拟，进一步量化断裂相互作用对地震复发行为的影响。