TOHOKU UNIVERSITY

研究 凯时KB88国际

在大型逆冲之上和之外:抽干孔隙流体可以抑制地震

在大型逆冲之上和之外:抽干孔隙流体可以抑制地震

俯冲板中的变质反应释放出大量的流体, 低频地震主要发生在不渗透、未变质的上覆板块之下, 而在变质板块下是罕见的. 东京工业大学(Tokyo Institute of Technology)和凯时KB88国际(Tohoku University)的科学家认为,不排水的条件是产生lfe的关键因素, 而排水良好的条件会降低大逆冲区孔隙流体压力,抑制lfe和相关地震.

在南开俯冲带, Japan, 非火山深震发生在大逆冲区发震带的下倾角, 并且观察到与短期慢滑事件在时间上是一致的. 由于低频地震(LFEs)在空间上与地震活动重合, lfe的位置可以作为地震活动的代表. 在Kii间隙和伊势间隙有两个明显的LFE活动间隙. 1). Junichi Nakajima(东京工业大学)和Akira Hasegawa(凯时KB88国际)研究了南开的地震性质,以阐明控制LFE产生的因素.

Figure 1

Figure 1. 南开俯冲带大逆冲构造上低频地震活跃图. LFE带用蓝色标出, 而单独的lfe和活火山则用红点和白色三角形表示, respectively. 标记A-F标记LFE活动感兴趣的位置. 文中还列出了讨论的地区名称. 折线表示菲律宾海板块上表面的深度轮廓,间隔为10公里.

纵波(dVp)和横波(dVs)速度观测表明关东上覆板块存在低速异常, Ise, Kii, and Kyushu, LFE活动有限或没有的地方. 在dVp和dVs低于-4%左右的大逆冲区,没有发生lfe, 这表明在有LFE活动和没有LFE活动的地区之间,上覆板块的地震速度发生了系统性的变化.

LFE位置与地震速度之间存在空间相关性, attenuation, 以及各向异性异常. 一种可以解释LFE带地震性质变化的假设是大型逆冲构造之上进变质程度的沿走向变化. 地震性质沿走向的变化表明,在LFE活动地区上覆板块的变质程度较低, 并且在LFE活动有限或没有活动的区域显著变形.

lfe与变质作用的这种反相关性可能是由上覆板块水文条件的沿走向变化引起的. 不透水的上覆板块将流体限制在大型逆冲构造中, 而流体则从大型逆冲构造中逸出, 上覆板块是否具有渗透性.

在大型逆冲区不排水的条件下,孔隙流体压力上升到接近静岩的值, 充分降低大逆冲构造的剪切强度,以促进lfe的形成, 并导致上覆板块变质程度较低(图. 2).

Figure 2

Figure 2. Schematic models for the development of pore-fluid pressure along the megathrust: (a) Model of enhanced pore-fluid pressure along the megathrust under undrained conditions; (b) Model of reduced pore-fluid pressure along the megathrust and enhanced metamorphism of the overlying plate under well-drained conditions. 低频地震(LFEs)是在连续地震信号中观察到的主要频率为~ 2hz的孤立脉冲信号.

Kii裂谷和伊势裂谷的大量地壳地震表明LFE活动与上覆板块的地震活动是反相关的. 科学家们说:“一个排水良好的大型逆冲断层允许流体迁移到上面的板块, 抑制大逆冲区LFE活性, 但由于地壳断裂的剪切强度降低,促进了浅层地震活动。”.

出版的细节:

作者:Junichi Nakajima, Akira Hasegawa
题目:大型逆冲断层上方排水良好的条件抑制了地震活动
期刊:自然通讯
DOI: 10.1038/NCOMMS13863

Contact:

Ryo Takahashi
凯时KB88国际科学大学院
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