Seisman
3 全球地震震源深度的三维图像
为了研究1963~2010年全球震源深度的三维图像,本文挑选了图1.4中8个深震活动区(带)和2个中深源地震活动区(带),其空间范围和基本统计参数见表1,其三维图像见图2。表1中还给出了根据图2图像所做的大致描述。
表1中的经纬度表示一个方形区域,M0为起始震级,Mmax为本带最大震级,备注里的最大震级为深震最大震级,N为M0以上地震个数,Hmax为最大震源深度。
表1
图2.1 南美洲西海岸深震带震源分布的三维图像
图2.2 北美洲西海岸中深源地震带震源分布的三维图像
图2.3 鄂霍次克海深震区(带)震源分布的三维图像
图2.4 九州深震区(带)震源分布的三维图像
图2.5 马里亚纳海沟深震带震源分布的三维图像
图2.6 菲律宾深震区(带)震源分布的三维图像
图2.7 所罗门深震区(带)震源分布的三维图像
图2.8 汤加深震区震源分布的三维图像
图2.9 印度尼西亚西海岸深震带震源分布的三维图像
图2.10 兴都库什中深源地震区震源分布的三维图像
综观这些图像,一个最大的共同点就是头大底小。地震区是从下而上呈喇叭状,地震带则是从下而上呈扇状。地震带中的深震也有呈条带状的,比如南美洲西海岸,在700km深处还近似直线分布。
这种现象,如果用“地壳隐没”的说法似乎难以理解。地壳向下插,总是插到500km或者700km深处的同一个点上?插到700km深的高温高压之处,还能保持地块边缘的直线状?
为了解释这些图像,本文另辟蹊径,提出一个“地震柱构造”的概念,或称之为“地震热点”( seismic cone tectonic or seismic hotspot)。
地幔柱或称热点的概念,目前在国际上还没有统一的定义,一般趋向于认为是自核幔边界上升、在地幔中演化、到近地表与地壳发生壳幔相互作用的圆柱状地质体,最深可达2900km,目前主要通过地球物理的方法识别出来(王登红.2001,徐义刚.2002,G. Ito, 2003)。
为了区别上面的说法,本文将图2中的图像称为地震柱构造,或者说是具有地震活动特征的地幔热点现象。这样一来,地震由深部的热点、或者多个热点(线)开始活动,向上逐步扩大活动范围,到近地表与地壳发生壳幔相互作用,从而形成范围更大的地震区或地震带。
按照这个定义,除北美洲西海岸外,其余9个地震区(带)皆可定义为地震柱构造,分别称为北美洲地震柱、鄂霍次克地震柱、九州地震柱、马里亚纳地震柱、菲律宾地震柱、所罗门地震柱、汤加地震柱、印度尼西亚地震柱和兴都库什地震柱。
地震柱构造可能是直立的,也可能是歪斜的。这可能与多种因素有关,比如壳幔的结构、全球性地幔柱或超级地幔柱的影响、壳幔的物质与能量交换,等等,或许还与地球本身的运动方式有关。人们在解释有关地球的物理现象时,常常会忘记地球是一个不停转动着的庞然大物,稍有异动,就可能造成毁灭性的灾难。
(地震地幔柱的时间进程——待续)
(2011.1.15 初稿,2020.7.25 校订)
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