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[科普中国]-深源地震带

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深源地震带(Deep seismic belt)是指中源地震带和深源地震带的统称,深度大于70km。

简介地震按深度可分为3类:浅源地震(深度小于70km),中源地震(深度在70~300km),深源地震(深度大于300km)。其中,中源地震和深源地震又被笼统的称为深源地震带。地球上约有78%的地震发生在地球浅部深度小于70km的地方(即浅源地震),也就是能够产生脆性破裂和沿先存断层摩擦滑动,从而释放弹性应变能产生地震波。无论是以弹性回跳理论或其他理论为基础的地震形成机制,都强调脆性破裂和断层滑动两个方面。而影响这两个方面的因素主要是温度、应力和流动速率。1

主要特征深源地震带(震源深度大于70km)绝大部分发生在消减岩石圈的地方,即与板块俯冲相关区域。在空间上,它们常常在距板块表层几km内,平行于俯冲板块呈带状分布(例如,和达清夫-贝尼奥夫带)。在俯冲板块的内部,中源地震(震源深度在70~300km)的双震带是一种能够普遍观察到的现象。两层地震带之间有一定距离,一般20~40km左右,上层位于俯冲洋壳中,下层位于俯冲大洋地幔中,两者具有不同震源机制。当然,并不是所有的区域都存在双震带,而且部分地区也可见深源双震带。对双震带的认识和研究能为深源地震的成因机制提供约束和启示作用。2

区分深源地震带与浅源地震带最为明显的差别之一就是余震较少。深源地震余震发生率较浅源地震能低一个数量级。其中,中源地震(震源深度在70~300km)余震频率又略少于深源地震。余震的发生频率分布也是随深度而变化:0~300km左右呈指数下降,然后在大约500km深处开始上升,持续到650km深度才突然下降。应力降的方向同样也随深度的变化而变化,一般情况下,中等深度以下倾张性为主,而在300km以下,以下倾压性为主。此外,余震可以在整个板块区域上分布,但是余震的显著活动只出现于非常冷的板块内部;对于暖板块发生深源地震而言,余震的b值较小。深源地震的破裂持续时间也是深度的函数,在大约550km处,破裂时间急剧缩短,矩释放的时间历程变得较为简单。2

成因机制研究深源地震带对于研究地球内部结构及板块的运动、动力学机制等起着重要的作用。从和达清夫首次发现深源地震带在80多年的时间里深源地震带得到了广泛关注,获得大批高质量的成果。但是,其成因机制仍然是未解之谜。大家广泛接受以脱水脆裂为中源地震的成因机制,反裂隙断层为深源地震的成因机制。剪切失稳等机制也能对中源与深源地震的成因做出较好的解释,但仍需进一步的实验研究。中国东北珲春等地区位于环太平洋地震带上,也是中国仅有存在的深源地震带。对地表地质构造、矿物岩石物理学、深部探测和高温高压实验及数值模拟分析的综合研究是解决深源地震机制问题的有效途径。2

本词条内容贡献者为:

郭亮 - 副教授 - 中国海洋大学