《Geophysical Journal International》：Machine-learning based earthquake detection and location around the Tanlu fault zone in eastern China
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本研究针对郯庐断裂带（TLFZ）地震活动性监测精度不足的问题，采用LOC-FLOW技术（整合PhaseNet相位拾取、REAL关联定位、HypoInverse绝对定位和HypoDD相对定位）构建了2019-2023年高精度地震目录。通过对比不同采样率（10-40 Hz）和台站组合（临时+固定）对检测能力的影响，发现40 Hz采样率与联合布站可使地震检测量提升20-22%，定位误差降至0.1 s。应力场反演显示全区以NEE-SWW向挤压为主，但霍山地区呈现E-W向异常。首次揭示宿迁-潍坊段地震活动最强，而宿迁地震空区可能源于断裂面蠕滑。成果发表于《Geophysical Journal International》，为板内地震机理研究提供重要数据支撑。
在中国东部绵延2400公里的郯庐断裂带，作为欧亚板块与太平洋板块相互作用的关键边界，历史上曾发生1668年郯城8.5级特大地震。然而，该区域现代地震活动性与深部构造的关联机制始终成谜。传统地震编目对微小地震的检测能力有限，导致对断裂带分段活动特征的认识存在空白。特别是在宿迁段出现的地震空区，其成因究竟是断层闭锁还是蠕滑，长期以来争议不断。
为破解这一难题，中国地震局灾害防御重点实验室与日本东北大学联合团队，创新性地将机器学习与经典地震学方法相结合，开展了为期四年的密集观测研究。他们在断裂带两侧布设了120个40 Hz采样率的临时台站（TanluArray），并整合76个中国地震台网10 Hz固定台站，形成了平均台间距约30公里的观测网络。研究人员采用LOC-FLOW技术流程：首先利用深度学习算法PhaseNet自动拾取P/S波到时，再通过REAL方法进行初步事件关联，最后分别采用HypoInverse和HypoDD进行绝对与相对定位。这种"人工智能+传统方法"的混合策略，既保证了处理海量数据的效率，又确保了定位精度。
在技术方法层面，研究团队通过设计严谨的对照实验验证了数据质量对结果的影响。在鲁西隆起区开展的预实验表明，将原始40 Hz数据降采样至10Hz会导致地震检测量暴跌96%，而联合使用固定台站可使检测量再提升15%。值得注意的是，10 Hz数据的相位拾取不确定性（0.11 s）显著高于20 Hz数据（0.06 s），这为后续定位算法的权重设置提供了重要依据。
研究结果呈现出三大突破性发现。首先，最终获得的HypoDD目录包含5619个地震，较仅用临时台站的目录增加22%，定位误差在E-W、N-S和深度方向分别降至0.46 km、0.45 km和0.68 km。沿郯庐断裂带的地震检测能力提升尤为显著，HypoInverse目录事件数量达到中国地震台网中心的7倍。
其次，基于322个M>2.0震源机制解的反演显示，全区应力场以NEE-SWW向水平挤压为主（最大主应力轴方位78°），但霍山地区呈现独特的E-W向挤压特征。这种异常可能与青藏高原物质沿秦岭-大别造山带向东挤出引起的地壳流有关。
最引人注目的是地震空区机制的新解释。通过对比GPS测量的断层耦合结果，发现宿迁-潍坊段具有高达26 km的强耦合深度，与25 km的最大震源深度高度吻合；而宿迁-明光段则显示低耦合度和浅部滑移亏损。结合前人提出的中地壳低速解耦层证据，研究团队创新性地提出：宿迁空区可能源于断裂面在低刚度介质中的蠕滑行为，而非传统认为的完全闭锁。
这项研究开创了机器学习与传统地震学方法融合应用的范例，其产生的高精度地震目录为认识板内地震孕育机制提供了珍贵的数据基石。对应力场分段特征的揭示，深化了板块远程效应与局部构造耦合关系的理解。特别是对地震空区蠕滑成因的新解释，可能改写对大型走滑断裂带地震危险性的评估范式。未来若能结合断层带钻探取样与地球化学分析，有望在断层蠕滑的物性证据方面取得突破，为发展地震物理预测模型提供关键约束。
