环太平洋俯冲带内双地震带及其成因机制研究进展

俯冲带作为地球最为庞大的循环系统的重要组成部分,已成为地球科学的研究热点之一.很多俯冲带,特别是环太平洋俯冲带内的中深源地震,在空间上呈明显的分层分布,并且各层地震具有不同的震源机制,即所谓的双地震带现象.本文简要介绍了环太平洋双地震带形态特征与震源机制的空间分布,并回顾了双地震带的几种成因模型.根据形态特征和震源机制的差异,中源深度的双地震带可以分为两类,其中,一类双地震带对应上、下二层分别为压缩和张性的地震分布;另一类双地震带的震源分布较浅,且其浅部地震以横向压缩为主.此外,日本本州东北俯冲带的地震分布可能是由三层地震带组成的,而且汤加、伊豆-小笠原地区还发现深源深度的双地震带.通过对双地震带的形态特征以及其热力学条件的研究,人们从抗弯作用、脱水脆化、相变断层等多方面,尝试建立解释双地震带成因的模型.目前,大多数研究利用数值计算结果,结合蛇纹石脱水脆化、相变断层模型,能够不同程度地分别解释中源和深源双地震带成因.不过,这些模型几乎相互独立,并不能同时解释中源和深源双地震带.有人试图尝试用统一模型解释中深源地震成因,例如,先前存在的断层模型,不过该模型还不很具有说服力.也可能是多种因素的联合作用,共同影响着俯冲板内的温度场、应力场分布.

中源地震活动性及其成因机制探讨

全球中源地震广泛分布于环太平洋地震带和地中海—喜马拉雅地震带,位于后者中段的兴都库什—帕米尔地震带是世界少有的位于大陆内部的中源地震聚集区.我国中源地震主要分布在东海—中国台湾岛—东沙群岛,以及新疆维吾尔自治区喀什—和田—阿克苏地区.2019年全球中源地震总频次较低,但M 7及以上强震数目略高于十年来平均水平.对于大洋俯冲带中源地震的成因,20世纪60年代以来,国内外学者进行了大量理论计算和实验研究工作,提出的主流观点包括:脱水脆化机制、热剪切失稳机制和黏滑机制.理论计算与地球物理观测、高温高压实验与野外证据等研究结果表明,俯冲带矿物脱水可以解释双地震带的成因,热剪切失稳和黏滑机制可以解释中源地震的反复性.事实上单独一种成因机制并不能完美解释中源地震的成因,可能不同区域的俯冲带地震由不同的成因机制占主导,其他机制也参与其中.