陸-陸板塊碰撞往往發生淺源地震還是深源地震?

地震


我對這個方向了解不多,拋磚引玉吧:
1.觀測資料中,目前地球上發生的深源地震(震源深度&>300km)主要出現在洋殼向陸殼俯衝的部位。

圖中幾個紅色深源地震發生部位,集中在太平洋板塊、納斯卡板塊、菲律賓板塊、印度洋板塊的洋殼地區向陸殼或洋殼俯衝的區域。這些區域也叫作貝尼奧夫帶(Benioff zone)

在另一份90年代前五年的震源深度分布圖上,可以注意到除了上述四個區域外,在地中海地區也發生過零星的深源地震。

所以,深源地震主要發生在洋殼向洋殼/陸殼俯衝的地區,陸殼-陸殼碰撞帶也有零星深源地震的記錄。

2.俯衝帶的一種類型:陸殼向陸殼俯衝
隨著板塊構造學說的不斷完善,「俯衝」已經不局限于洋殼對陸殼/洋殼的消減活動,陸殼也可以向陸殼下發生一定程度的俯衝。陸殼-陸殼俯衝帶的特徵是發育超高壓變質岩、缺乏火山弧。

3.洋-陸俯衝具有向陸-陸俯衝演化的性質。
這一點,根據基本的威爾遜旋迴就可以理解。洋中脊的運動是導致洋殼啟動俯衝的動力,而隨著洋殼的不斷俯衝消亡,陸殼也會逐漸向俯衝帶靠近,並最終部分捲入俯衝。

眾所周知,洋殼可以發生超深俯衝,從而導致深源、超深源地震,那麼問題來了:被捲入的陸殼能夠俯衝多深呢?

4.俯衝深度與超高壓變質礦物的關係——有沒有找到含有斯石英的折返超高壓岩體?

根據文獻,不同的俯衝深度對應不同的高壓變質礦物組合。斯石英是一種形成極端高壓環境下的特殊礦物,需要超過9GPa的壓力,對應形成深度大於350km。如果在超高壓變質岩體中發現了斯石英,則可以表明這些折返的俯衝陸殼曾經俯衝至超過350km的深度。若俯衝的陸殼板片在那個深度發生某些變化,是有可能造成深源地震的。

然而,根據在知網上的有限了解,中文文獻里我未見可靠的發現斯石英證。當然完全可能是因為我不做這個方向,了解的文獻少,且沒有調研過英文文獻。

5.陸陸俯衝發生早期,可能更多發生深源地震。
這個推論也很容易理解:陸陸俯衝緊隨洋陸俯衝發生。當俯衝板片的下部尚為洋殼,上部卻已是陸殼的特殊時期則可能因為深入地幔的洋殼板片而發生大量的深源地震。

相關資料:
鄭永飛, 陳伊翔, 戴立群,等. 發展板塊構造理論:從洋殼俯衝帶到碰撞造山帶[J]. 中國科學地球科學中國科學地球科學, 2015(6).
鄭永飛, 趙子福, 唐俊. 大陸碰撞和超高壓變質研究:進展和展望[J]. 中國科學技術大學學報, 2007, 37(8):839-851.
鄭永飛. 超高壓變質與大陸碰撞研究進展:以大別-蘇魯造山帶為例[J]. 科學通報, 2008(18):2129-2152.
姚玉鵬. 變質沉積岩中發現斯石英存在的證據:陸殼深俯衝/折返的深度可超過350km[J]. 自然科學進展, 2008, 18(2):133-133.(置信度存疑)
Guillot S, Hattori K, Agard P, et al. Exhumation Processes in Oceanic and Continental Subduction Contexts: A Review[M]// Subduction Zone Geodynamics. Springer Berlin Heidelberg, 2009:175-205.

果殼網:深源地震—它到底為什麼@Olivine


謝女神邀 @雲舞空城

先說結論,大部分地震都是淺源地震,無論發生在哪,所以陸陸碰撞毫無疑問是主要發生淺源地震的。

但是本問題的重點可能是討論陸陸碰撞和洋陸碰撞的地震的區別。首先明確地震的發生,是震前發生鎖閉的地方,由於應力積累超過了鎖閉處的岩石強度,突然破裂而發生滑動。下面在具體來說不同地殼類型碰撞的地震特點:
1、一般來說,洋陸碰撞的時候,洋殼會插入陸殼下很深的地方(如下圖↓),所以發生鎖閉的地方從接近地表到地下很深的地方都可能。因此在洋陸碰撞的地方(俯衝帶),發生在海溝處的幾乎都是淺源地震,而越往大陸深入,發生的地震震源越深。

2、而陸陸碰撞的時候,其中一邊的陸殼一般不會插入另一邊很深(如下圖↓),所以發生鎖閉的地方都比較淺,雖然隨著往另一邊深入,震源深度也很增加,但是都比較淺,基本不會發生深源地震甚至中源地震。

3、至於為什麼洋陸碰撞和陸陸碰撞,地殼插入深度會存在如此大差異的原因,主要跟洋殼和陸殼的密度和厚度有關:
a)洋殼的組成基本是基性超基性物質,密度較大;而陸殼還存在硅鋁層,密度較低;有猜想說,洋殼運動的動力,主要是插入到陸殼下那部分的重力,是這一小部分拖著後面的部分在運動。
b)陸殼的厚度遠大于洋殼厚度,洋殼厚度一般在5-10km,而陸殼厚度一般在30-50km。可想而知,要把一個幾十公里厚的板塊深深插入到另一個板塊之下是多麼費勁。4、根據usgs的地震信息庫,在喜馬拉雅山陸陸碰撞帶周邊,2001年至今,震源深度大於70km、震級在4級以上的地震有2734個。


陸陸碰撞應該是淺源為主,俯衝帶是淺源深源都有


因為人類生活的年代,並沒有正處於這個狀態的陸-陸俯衝。
這個論點好像有問題吧!青藏高原目前還處於隆升時期,其主要是印度大陸向亞歐大陸俯衝的結果。 @雲舞空城
首先明確地震的發生,是震前發生鎖閉的地方,由於應力積累超過了鎖閉處的岩石強度,突然破裂而發生滑動。
關於地震的成因,現在主要觀點是:1、位於大洋和大陸界線附近,和大洋俯衝有直接的關係
2、而位於大陸內部的地震,其和俯衝關係不大。
3、深度越深,岩石逐漸由脆性狀態變為韌性狀態,在下地殼基本是固態流變狀態。而深源地震300km,由於溫度較高,其岩石主要為流變狀態,因此很難發生岩石的斷裂吧?我認為其主要應該為相變地震,或者是岩漿涌動導致的地震。 @孫浩越
個人觀點,希望批評指正!


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