深源地震帶

深源地震帶(Deep seismic belt)是指中源地震帶和深源地震帶的統稱,深度大於70km。

簡介

地震按深度可分為3類:淺源地震(深度小於70km),中源地震(深度在70~300km),深源地震(深度大於300km)。其中,中源地震和深源地震又被籠統的稱為深源地震帶。地球上約有78%的地震發生在地球淺部深度小於70km的地方(即淺源地震),也就是能夠產生脆性破裂和沿先存斷層摩擦滑動,從而釋放彈性應變能產生地震波。無論是以彈性回跳理論或其他理論為基礎的地震形成機制,都強調脆性破裂和斷層滑動兩個方面。而影響這兩個方面的因素主要是溫度、應力和流動速率。

主要特徵

深源地震帶(震源深度大於70km)絕大部分發生在消減岩石圈的地方,即與板塊俯衝相關區域。在空間上,它們常常在距板塊表層幾km內,平行於俯衝板塊呈帶狀分布(例如,和達清夫-貝尼奧夫帶)。在俯衝板塊的內部,中源地震(震源深度在70~300km)的雙震帶是一種能夠普遍觀察到的現象。兩層地震帶之間有一定距離,一般20~40km左右,上層位於俯衝洋殼中,下層位於俯衝大洋地幔中,兩者具有不同震源機制。當然,並不是所有的區域都存在雙震帶,而且部分地區也可見深源雙震帶。對雙震帶的認識和研究能為深源地震的成因機制提供約束和啟示作用。

區分

深源地震帶與淺源地震帶最為明顯的差別之一就是餘震較少。深源地震餘震發生率較淺源地震能低一個數量級。其中,中源地震(震源深度在70~300km)餘震頻率又略少於深源地震。餘震的發生頻率分布也是隨深度而變化:0~300km左右呈指數下降,然後在大約500km深處開始上升,持續到650km深度才突然下降。應力降的方向同樣也隨深度的變化而變化,一般情況下,中等深度以下傾張性為主,而在300km以下,以下傾壓性為主。此外,餘震可以在整個板塊區域上分布,但是餘震的顯著活動只出現於非常冷的板塊內部;對於暖板塊發生深源地震而言,餘震的b值較小。深源地震的破裂持續時間也是深度的函式,在大約550km處,破裂時間急劇縮短,矩釋放的時間歷程變得較為簡單。

成因機制研究

深源地震帶對於研究地球內部結構及板塊的運動、動力學機制等起著重要的作用。從和達清夫首次發現深源地震帶在80多年的時間裡深源地震帶得到了廣泛關注,獲得大批高質量的成果。但是,其成因機制仍然是未解之謎。大家廣泛接受以脫水脆裂為中源地震的成因機制,反裂隙斷層為深源地震的成因機制。剪下失穩等機制也能對中源與深源地震的成因做出較好的解釋,但仍需進一步的實驗研究。中國東北琿春等地區位於環太平洋地震帶上,也是中國僅有存在的深源地震帶。對地表地質構造、礦物岩石物理學、深部探測和高溫高壓實驗及數值模擬分析的綜合研究是解決深源地震機制問題的有效途徑。

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