中国地质科学院地质研究所李海兵研究员等4人赴荷兰参加第七届地震和断裂力学国际会议及会后实验室考察的总结报告

一、出访任务背景与简况

（一）出访任务背景和出访目的

目前我所李海兵研究员课题组成员承担国家自然科学基金重点国际(地区)合作与交流项目“利用钻孔长期监测研究原位汶川地震断裂摩擦作用：同震弱化和震后愈合”、国家自然科学基金重点国际合作项目“龙门山断裂带中地震破裂传播机制”、中国地质调查局中国地质科学院基本科研业务费项目“深地动力学国家重点实验室创建试运行”和博士后基金项目“龙门山构造带大地震形成环境的岩石磁学证据”、“龙门山断裂带晚三叠世古地震机制的研究”。执行上述项目的研究任务，需要了解和认识目前国际上在断裂带研究的最新研究成果和研究动向，并通过与国际上专家同行的交流合作进一步提升国际影响力，这一点非常有必要。

最近20年来国内外在岩石高速摩擦实验研究领域取得了一系列重要的进展。岩石高速摩擦实验技术的发展实现了对高滑动速率、大位移的地震过程的实验模拟以及慢滑地震过程岩石变形过程的模拟。荷兰乌特勒支大学实验室在开展摩擦实验方面具有丰富的经验，并发表了大量的高质量学术论文，并于今年承办了第七届地震和断裂力学国际会议。第七届地震和断裂力学国际会议及会后实验室考察对于我们的青藏高原及龙门山断裂带的断裂岩研究具有重要的意义，有助于我们建设自然资源部深地动力学重点实验，同时有助于我们承担的国家自然科学基金项目及地质调查项目的开展，有助于提高中国地质调查局、中国地质科学院和地质研究所的国际影响力和地质研究水平。

 （二）出访任务

（1）参加GeoProc2019国际会议，即第七届地震和断裂力学国际会议。

（2）参观乌特勒支大学实验室，为我们建设自然资源部深地动力学重点实验提供新思路和新方法。

（3）建立广泛的国际合作，提高国际影响力。 

（三）主要活动

（1）第1-2天：从北京出发，经荷兰阿姆斯特丹转到达荷兰乌特勒支，并进行会议注册。

（2）第3天：参加第七届地震和断裂力学国际会议，上午两个专题，分别是“THMC processes in laboratory experiments: Exploring the transition from slow to fast deformation and rupture”（实验室中的THMC过程：从缓慢变形到快速变形和断裂的过程）和“THMC processes in induced seismicity: From geophysical observations to modelling approaches”（诱发地震活动中的THMC过程：从地球物理观察到模拟方法）；下午专题：“Role of THMC processes in natural faulting and seismicity: Modelling and observational studies”（自然界断层作用和地震中的THMC过程的作用：模拟和观察研究）。中午12:00-15:00是展板报告时间，王焕助理研究员的展板报告“Geochemistry of pseudotachylyte formed at shallow depths during large in magnitude earthquakes”（大地震过程中形成于浅地表的假玄武玻璃的地球化学特征）和张蕾博士后的展板报告“The deep reducing seismogenic environment in Longmen Shan: evidences from the metallic iron in pseudotachylyte”（龙门山断裂带深部还原性的孕震环境：来自于假玄武玻璃中单质铁的证据）展出，并与参会的国际地质学者介绍相关研究成果。

（3）第4天：参加第七届地震和断裂力学国际会议，上午专题：“THMC processes in induced seismicity: From geophysical observations to modelling approaches”（诱发地震中的THMC过程：从地球物理观察到模拟方法），下午专题：“THMC processes in laboratory experiments: Exploring the transition from slow to fast deformation and rupture”（实验中的THMC过程：从慢速变形到快速变形和破裂）。李海兵研究员以口头报告形式宣讲“同震石墨化的形成及其在断裂作用中的富集”（Co-seismic graphite formation and its enrichment during faulting）。司家亮副研究员以口头报告形式宣讲“龙门山断裂带的富碳物质：探槽中同震滑移的记录及对断裂机制的应用”（Carbonaceous Materials in the Longmenshan Fault Belt Zone: Records of Seismic Slip from the Trench and Implications for Faulting Mechanisms）。中午12:00-15:00，王焕助理研究员和张蕾博士后进行展板报告讲解。

（4）第5天：参加第七届地震和断裂力学国际会议，上午专题：“Role of THMC processes in natural faulting and seismicity: Modelling and observational studies”（自然界断层作用和地震中的THMC过程的作用：模拟和观察研究）；下午专题：“THMC processes in laboratory experiments: Exploring the transition from slow to fast deformation and rupture”（实验中的THMC过程：从慢速变形到快速变形和破裂）。中午12:00-15:00，王焕助理研究员和张蕾博士后进行展板报告讲解。

（5）第6天：参观乌特勒支大学实验室，在会议组织者、乌特勒支大学的S.J.T. Hangx教授和André Niemeijer博士的带领下，参观了乌特勒支大学的地球模拟实验室，观看了不同类型的动力学模拟实验仪器及实验过程。结束后离开乌特勒支前往阿姆斯特丹。

（6）第7天：与意大利帕多瓦大学Di Toro教授及其研究团队进行学术交流：意大利帕多瓦大学Di Toro教授及其研究团队介绍了快速剪切摩擦实验和慢速剪切摩擦实验的取样方法、实验方法及相关实验结果。随后李海兵研究员、司家亮副研究员、王焕助理研究员和张蕾博士后分别介绍了龙门山断裂带及汶川地震断裂带科学钻探岩心中粘滑断裂和蠕滑断裂带的显微结构、地球化学、地球物理、岩石磁学及实验模拟研究的相关成果。

（7）第8天：与意大利帕多瓦大学Di Toro教授及其研究团队进行学术交流：我方与Di Toro教授及其研究团队探讨了在龙门山断裂带和汶川地震断裂带科学钻探岩心开展快速剪切摩擦实验、慢速剪切摩擦实验的研究，制定了详细的研究计划，包括取样、测试、数据分析和共同撰写文章等。

（9）第9-10天：离开荷兰乌特勒支回国，抵达北京。

                            李海兵研究员做学术报告

                   李海兵研究员课题组成员在GEOPROC2019会议现场

              李海兵研究员课题组成员与意大利专家学者进行学术交流

二、主要收获

（1）参加了GEOPROC2019年即第七届地震和断裂力学国际会议，学习了目前国际上最新的活动断裂带及地震断裂带动力学研究进展和成果。

最近20年来国内外在岩石高速摩擦实验研究领域取得了一系列重要的进展。岩石高速摩擦实验技术的发展实现了对高滑动速率、大位移的地震过程的实验模拟以及慢滑地震过程岩石变形过程的模拟。实验结果可以揭示岩石和断层泥在断层不同滑动速率下力学性质、显微构造及矿物之间的转变,深化了对断层滑动弱化机制、临界滑动距离、以及地震发生过程的认识和理解。高速摩擦实验在假玄武玻璃成因方面取得了重要进展,并提出了断层发生地震滑动可能留下的其它地质证据,可望为研究断层滑动性状与地震物理过程提供新的思路和信息。

（2）参观了乌特勒支大学地球模拟实验室，参观了大量的动力学模拟实验仪器及其工作过程，为我们的自然资源部深地动力学重点实验室的建设提供了新思路，有助于深地动力学重点实验室成为国家重点实验室，有助于国家自然科学基金重点国际（地区）合作与交流项目、国家自然科学基金重点国际合作项目、深地动力学国家重点实验室创建试运行和博士后基金项目等项目的顺利执行。

（3）李海兵研究员、司家亮副研究员、王焕助理研究员和张蕾博士后分别介绍了龙门山断裂带及汶川地震断裂带科学钻探岩心中粘滑断裂和蠕滑断裂带的显微结构、地球化学、地球物理、岩石磁学及实验模拟研究的相关成果。提高了中国地质调查局、中国地质科学院地质研究所的国际影响力，宣传了龙门山断裂带及汶川地震断裂带科学钻探工程的研究成果。并与荷兰乌特勒支大学、意大利帕多瓦大学、中国台湾“中央”大学的专家学者探讨了关于龙门山断裂带断裂岩进一步合作研究，制定了详细的研究计划，包括取样、测试、数据分析和共同撰写文章等。

三、启示与建议

1、在本次国际会议上，不同学者对于世界上不同断裂带的相关研究成果给了我们很重要的启发，有助于我们目前在青藏高原及其周缘断裂带开展相关研究。其中，蠕滑断裂带的研究是一个很重要的方面，2008年汶川地震沿着蠕滑断裂带灌县-安县断裂带形成了约80km的地表破裂带，蠕滑断裂带灌县-安县断裂带的研究对于理解汶川地震形成机制具有重要的意义。我们将进一步对灌县-安县断裂带地表及钻孔岩心中的断裂岩（断层泥、碎裂岩）及其围岩进行摩擦实验、显微结构观察、地球化学分析及岩石磁学测试，分析蠕滑断裂带的孕震和发震环境、地震发生机制、应力应变特征等。

2、基于本次外事出访经历和取得的认识，我们建议支持并鼓励广大研究人员多参与国际合作研究，开阔眼界及研究视野，学习国际同行的先进研究技术和方法，捕捉新的研究趋势。