西北太平洋俯冲带构造特征及其对弧前大地震成因的影响

摘要

本文应用赵大鹏教授所提出的台网外层析成像法，基于建立在日本列岛陆地上的高密度及高精度的Kiban地震台网所记录到的地震波形数据以及日本气象厅所公布的大量高精度地震波到时数据，针对西北太平洋俯冲带（包括北琉球俯冲带、南千岛俯冲带以及日本俯冲带）的弧前及弧后海域之下的精细三维构造特征展开了深入详细的研究，并首次获得了以下重要研究成果：本文的研究成果对于深入理解西北太平洋俯冲带弧前大地震的触发机制以及俯冲带动力学过程具有重要意义。通过与前人的研究成果相对比，本文发现，俯冲带板间大地震（M≥6.0）一般发生在高波速、低衰减异常体内或者其周缘地区，并往往毗邻于显著的低波速、高衰减异常体。俯冲带弧前巨大逆冲断层带内的高波速、低衰减异常体代表了俯冲大洋板块与上覆大陆板块之间的强耦合部位，而低波速、高衰减异常体则代表了板块之间的弱耦合部位。俯冲带板间大地震（M≥7.5）的同震滑移不一定局限在震源所处的高波速、低衰减异常体内（强耦合部位），它可以在相邻的低波速、高衰减异常体中（弱耦合部位）继续扩张，从而引发巨大地震。俯冲带弧前巨大逆冲断层带内的高波速、低衰减异常体主要由俯冲的海山或大洋板块表面的隆起地形所形成；而低波速、高衰减异常体则可能由俯冲的海底沉积物以及俯冲板块的脱水作用所导致。板块边界处所富含的流体，对弧前巨大逆冲型地震的孕育成核起到重要作用。