图 (A-B) 岩石高速摩擦实验系统配套的高温孔隙压力容器与实验装样结构（中国地震局地质研究所；地震动力学与强震预测全国重点实验室）; (C-F) 辉长岩和大理岩断层在水热条件下的高速摩擦实验结果(温度40~400°C; 孔隙压力30 MPa; 速率1.5 m/s)。

　　在国家自然科学基金项目(批准号: 42422408)等资助下，中国地震局地质研究所姚路研究员、嶋本利彦客座研究员等与意大利帕多瓦大学Giulio Di Toro教授团队合作，在壳内深部断层同震滑动实验模拟研究方面取得进展。研究成果以“利用水热条件下的高速摩擦实验模拟地下深部断层的同震滑动（Seismic fault slip at depths simulated by high-velocity friction experiments under hydrothermal conditions）”为题，于2025年4月8日发表在《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）杂志上，论文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2415700122。

　　断层在水热条件（hydrothermal condition）下的摩擦滑动性质控制着壳内大地震的孕育、发生及破裂传播过程。自速率-状态摩擦定律建立以来，水热条件下的岩石摩擦实验揭示了断层摩擦稳定性参数随深度的变化，为认识地震成核机制和震源深度分布、开展地震循环数值模拟奠定了基础。然而，限于高温高压实验技术，水热条件下的断层摩擦实验一直局限于准静态低速实验（μm/s量级），对高温和高孔隙流体条件下断层加速滑动至同震阶段（滑动速率达m/s量级）的力学性质研究仍是空白。这一现状制约了对断层带真实温度和流体环境下地震物理过程的认识。

　　研究团队通过多年技术深耕，解决了水热条件下断层同震滑动实验模拟的技术难题 (图A–B)。选用辉长岩和大理岩样品，在温度40~400°C、孔隙水压30 MPa条件下，以1.5 m/s滑动速率、累积滑移6 m来模拟深部断层的同震滑动过程。实验揭示断层同震滑动的稳态摩擦系数随着背景温度增加而降低，滑动弱化距离、破裂能、减速滑动时的强度恢复等参数也随着背景温度的增加呈现出依赖于岩性的变化（图C–F）。

　　该研究是国际上首次报导水热条件下的断层同震摩擦实验研究结果，为地震动力学模拟中断层摩擦参数及其空间变化的合理设定提供了重要参考，也为认识地震同震破裂力学过程在深度上的变化提供了新思路。