地震地熱說原理—地震柱構造的概念及其全球分布

地 震 地 熱 說 原 理

地震柱構造的概念及其全球分布

Seisman

作者在研究中國地震的震源深度分布時，發現各地層內的地震活動存在由下而上逐層驅動的現象，提出地震地熱說來加以解釋（陳立軍，2000，地震地質）。作者在進一步研究全球地震的震源深度分布時，發現同樣存在由下而上逐層驅動的現象，於是提出了地震柱構造的概念，找到了地震地熱說的地質實體，因而進一步發展了地震地熱說。

1963～2011年3月的全球地震震源深度資料顯示，震源深度大於630km的只有智利、鄂霍次克海、馬裡亞納海溝、菲律賓、印度尼西亞、所羅門、湯加和地中海西端出海口等處；震源深度介於500～630km的只有日本海、中國琿春和地中海中部等處；最大震源深度介於250～500km的只有瓜地馬拉、白令海、臺灣及琉球、興都庫什和南桑維奇海溝等處；最大震源深度介於150～250km尚有緬甸、地中海東段、北菲律賓、安達曼海等處。這些中、深源地震中心底端的地震活動均集中在極為狹窄的範圍內，其上層的地震活動多呈樹形、桶狀或扇狀展布，近地表則沿著島弧或海溝舒展開去。作者將這些特殊的點定義為地震柱構造（見blog.sina.com.cn/seisman）。

所謂地震柱構造，是指由中、深源地震活動和火山噴發所構成的地幔深部或上地幔內的柱狀地質體。因此，地震柱構造的劃分是以地震和火山活動的共同特徵來確定的。作者經過長期的比較研究，共計劃分出24個全球性的地震柱構造，詳見圖1和表1。大陸內部還可以找到一些次級的地震柱，就是各地層內的地震活動存在由下而上逐層驅動的場所，或者是通過GPS網觀測資料研判的地形變旋轉中心。這是後話。

 

圖1  全球地震柱構造的分布

圖1為震源深度為100km以上地震的分布。檢測到的最大深度可達735km。圖中的地震柱邊界只是示意，以表1中的數據為準。表1給出了地震柱構造內地震和火山的大致狀況，以及地震柱的大概形狀。表1中定義了8個超級地震柱（Super seismic cone tectonic），條件是震源深度大於600km，殼內地震活動大於8級。作者將會逐個描述地震柱構造的內部結構及其在地震預報和火山預報中的意義。

地震柱構造的概念，還可以幫助人們消除一些誤會。比如：

1）  通常說地震深度可達700km，似乎到處可以700km。不是的，只有極少的幾個地方。

2）  說到地震帶，似乎就是很深的一條縫，可以切割地塊。不是的，太平洋周邊只有淺源地震才能形式上連成一條帶。

3）  按照2004年以來的ANSS地震目錄，海嶺地震帶上的震源深度大概只在18km以內。

4）  所謂本尼奧夫帶只能存在於地震柱構造的內部，地震柱之間不能連成帶，因而也就不能拿來切割地塊。

5）  像緬甸地震柱構造背後的棋盤格式構造，如果靠「碰撞」是造不出來的。

6）  中國琿春和地中海西口只是2個潛在的地震柱構造，如果中間層或殼內地震活躍起來，或許火山活動也會來臨。

等等吧。這些或許都是閒話。

一般概念上的地幔柱多為地震波速反演所推測出來的地質變異體，唯有地震柱構造才是可見的實體地幔柱。地震柱構造具有地震和火山活動的共同特徵。火山可以造島，地震可以造溝，因此地震柱構造表層的島弧和海溝或許正是地震柱構造長期活動的產物。甚至，正是由於地震柱構造的長期活動，得以保持了太平洋、地中海的形狀以及周邊大陸的相對位置。

當然，地震柱構造可能也是有生命的。比如火山的有死有生，或許表明了地震柱構造的生命過程。

本文所採用的地震資料取自 網頁的ANSS地震目錄，火山資料取自http://www.volcano.si.edu/網頁的GVP火山月報，謹此致謝。

（2011.3.30 初稿）

  表1 

地震柱構造

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