采用地震目錄構(gòu)建南美消減帶的三維形態(tài)

摘 要：利用ISC（International Seismological Centre）編輯的地震目錄，對(duì)南美消減帶形態(tài)進(jìn)行研究，給出了俯沖帶的三維形態(tài)。通過(guò)觀察我們發(fā)現(xiàn)大量地震發(fā)生在消減帶的附近，我們假定俯沖帶為一個(gè)曲面，而震源沿著曲面分布，借此我們可以反演俯沖帶的幾何形態(tài)。首先我們處理了ISC地震目錄里面的數(shù)據(jù)，再通過(guò)擬合處理過(guò)的地震數(shù)據(jù)，而得出的三維形態(tài)。

關(guān)鍵詞：俯沖帶；俯沖板塊形態(tài)；三維形態(tài)

1 概述

消減帶即是俯沖帶，是板塊與板塊匯聚所產(chǎn)生的，表現(xiàn)出一側(cè)板塊下插在另一個(gè)板塊之下的重要特征，下伏板塊往往下切至上下地幔過(guò)渡帶[1]。消減帶即是俯沖帶的板塊交界部分，是板塊消融的地方。南美俯沖帶是全球最典型的俯沖帶之一，屬于洋-陸俯沖，也就是說(shuō)洋殼板塊下插的到陸殼板塊之下。南美俯沖帶伴隨著貝尼奧夫帶[2，3]，俯沖帶為地震多發(fā)地帶，且發(fā)育出了有很深的海溝。

因?yàn)榘鍓K的相互匯聚，大量地震發(fā)生在俯沖帶附近.所以我們可以用地震震源位置的空間分布較精確地勾畫出俯沖帶的幾何形態(tài)和位置[2，4]。假設(shè)把俯沖帶模擬成一個(gè)平面且大多數(shù)地震發(fā)生在此附近，則可以通過(guò)地震震源位置參數(shù)求解俯沖帶的走向、傾角及位置[5]。

文章采用ISC編輯的近30年的南美地震目錄，擬合出南美俯沖帶的三維形態(tài)。

2 南美俯沖帶特征

南美俯沖帶最大特征就是因板塊作用而引起的地震多發(fā)性。其海溝相對(duì)與其他俯沖帶的海溝來(lái)講要淺一些，這是因?yàn)榧{茲卡板塊屬于年輕的洋殼板塊[1]。納茲卡板塊與南美洲板塊耦合得非常緊密，且俯沖帶的傾角較小，所以兩板塊的接觸面積大，多數(shù)處于擠壓應(yīng)力狀態(tài)。出現(xiàn)大7.6級(jí)的逆斷層型地震，且多集中在深度15-85km。南美俯沖帶的形成，與南美洲板塊向西漂移有關(guān)[5]。

南美俯沖板塊形態(tài)特征是，納茲卡板塊在秘魯以大約17°角俯沖至深度在75km左右的淺部巖石圈，之后在上地幔軟流圈中近水平俯沖長(zhǎng)幾百公里，最后以大傾角向下插入。地震震源研究結(jié)果表明，當(dāng)板塊繼續(xù)向深處俯沖時(shí)，就以中等傾角一直達(dá)到670km上下地幔過(guò)渡帶。至今我們不知道南美俯沖帶是否插入帶比670km更深的地方[6]。南美俯沖帶有其獨(dú)特的地方，表現(xiàn)為在250～500km深處無(wú)地震發(fā)生，我們稱之為震源間斷層[1]。其形成的原因可能是由于俯沖帶內(nèi)部的各個(gè)地方的應(yīng)力狀態(tài)不同和周邊的變的物理環(huán)境和化學(xué)成分變化，造成其俯沖速度不同，從而形成不同的俯沖帶[7]。

3 南美俯沖帶三維形態(tài)

南美俯沖帶形態(tài)在全球是獨(dú)具特色的，這主要是由于300-500km的深度范圍內(nèi)完全不存在震源，而在600公里的深度上又出現(xiàn)震源，以及典型的洋-陸俯沖所決定的[6]。我們對(duì)南美地震目錄，初步選取小于200公里的地震最小震級(jí)限定為3.0級(jí)。借此降低非俯沖帶引起的地震帶來(lái)的影響。

為了進(jìn)一步了解南美板塊的三維形態(tài)，我們從緯度0°到45°（南）每2度擬合一次，擬合數(shù)據(jù)為在該緯度附近2°內(nèi)的地震，之后再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到俯沖板塊的三維形態(tài)（圖1）。

4 結(jié)論與討論

文章給出了南美俯沖帶的基本形態(tài)，通過(guò)研究主要有以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

（1）由地震震源構(gòu)造出的俯沖板塊形態(tài)表明，南美俯沖板塊深度達(dá)到670km地幔過(guò)渡帶。

（2）從地震震源分布可知，南美俯沖帶的形態(tài)，與其他的俯沖帶有一個(gè)明顯不同的地方，一般俯沖帶都是連續(xù)俯沖到達(dá)600km的地幔過(guò)渡帶，而南美消減帶是在250～500km處，地震完全缺失[8]，在500km深度之下，地震又重新出現(xiàn)。

（3）俯沖帶的不同位置，俯沖帶的海溝的斷層角度不一致，并且有的存在俯沖在深度70km長(zhǎng)度達(dá)到幾百公里的接近水平的斷層，而緯度為20°（南）附近的俯沖帶無(wú)水平斷層的存在。但是在25°（南）附近的俯沖帶接近的水平的斷層又一次出現(xiàn)，而超過(guò)30°（南）的南美俯沖帶再次出現(xiàn)水平斷層的痕跡，但是很短且不水平。

（4）雖然三維形態(tài)基本能反映出俯沖帶的形態(tài)，但是對(duì)俯沖帶的厚度不能很好的做出解釋。

參考文獻(xiàn)

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