近期，中国科学院南海海洋研究所林间院士团队杨晓东和詹文欢团队冯英辞联合同济大学、重庆地质矿产研究院、大唐汕头新能源公司、广东省地震局、智地感知（合肥）科技有限公司等机构，在南海北部成功完成分布式光纤声学传感（DAS）技术与传统三维反射地震手段观测研究，为实现新兴技术与经典方法在海底孕震机制与前兆机理等方向的联合研究奠定了重要基础。相关成果发表于Seismological Research Letters、Journal of Structural Geology、Journal of Asian Earth Sciences等国际期刊。

团队实施技术创新，在海上风电场陆地控制中心部署DAS调制解调器，将南海北部一段29公里的海底通讯光缆转化为间距4米、共7091个应变传感器的密集观测阵列，持续一个月采集数据。记录到区域地震、微震、船只航迹、海浪及海洋-固体地球相互作用产生的单频/双频地脉动，其频谱特征与现场声学式波浪仪、风速计数据高度吻合，验证了DAS在恶劣海洋环境中高保真、实时观测的能力。相比传统海底地震仪（OBS）数十公里间距的“稀疏点测”，DAS实现了米级空间连续监测，完善了微小尺度的海底灾害过程的观测不足。

团队同步利用琼东南盆地与珠江口盆地的高分辨率三维地震数据，揭示了先存构造地貌对断层系统的各向异性控制机制，发现三层断层系统差异演化，分为深层断层受古应力场主导、中层呈现E-W为主、S-N为辅的复合样式、浅层因等深流侵蚀槽与古地形隆起影响，形成正交断层网络。解释了海底起伏成因，认为珠江口盆地海底窄槽-宽脊地貌由底流超临界-亚临界过渡侵蚀形成，其凹槽深度（50-400 ms TWTT）与地下隐伏断层陡坎、块体搬运沉积（MTDs）的地形高差呈线性相关（R²>0.8）。

此次研究综合DAS提供动态捕捉地震、地脉动等瞬时海底过程，解析百万年级构造演变框架，实现为孕震机制研究铺设“时空隧道”的可能性。下一步，团队将与广东省地震局继续合作，融合两种手段，瞄准活动断层时空演变与地震前兆机理前沿问题，构建南海北部“光纤-地震”联合观测网络，提升华南沿海地震海啸监测预警能力。

图1 研究使用的海底光缆位置与部分DAS观测到的地震分布图

图2 DAS和宽频带地震仪观测的 2024 年菲律宾5.3级地震信号对比分析

图3 基于三维地震反射数据构建的海底起伏地貌与下覆断层关联模型

本项研究得到了国家重点研发计划项目、广东省重大人才工程项目、国家自然科学基金项目和中国科学院南海海洋研究所自主部署项目等联合资助。

论文信息：(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.

原文链接：https://doi.org/10.1785/0220250007

          https://doi.org/10.1016/j.jsg.2024.105262

          https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2023.105917