研究發(fā)現(xiàn)臺灣南部地震孕育機制的模型
中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點實驗室研究員王志，在臺灣造山帶災(zāi)害性地震研究中取得新認識。相關(guān)研究近日發(fā)表于《亞洲地學雜志》上。
臺灣位于南海盆地的東北部，是歐亞大陸和菲律賓板塊相互俯沖/碰撞作用形成的造山帶，板間相互作用導(dǎo)致該區(qū)域存在強烈地震活動和深部巖漿作用。近20多年來，連續(xù)發(fā)生的幾次6級以上的災(zāi)害性地震，如1999年Mw7.6級集集地震和2016年Mw6.7高雄（美濃）地震等，大都與板塊俯沖密切相關(guān)。這些地震活動給臺灣及其周邊地區(qū)造成了非常嚴重的人員傷亡和經(jīng)濟損失。因此，深入了解、認識該區(qū)域深部地球物理參數(shù)構(gòu)造屬性變化與地震孕育機制的響應(yīng)關(guān)系，是西太平洋俯沖帶的研究熱點和難點，具有十分重要的理論和現(xiàn)實意義。
2016年2月6日，在臺灣西南部美濃 (高雄)發(fā)生了Mw6.7級地震，造成了117人死亡和超過600人受傷。為了揭示該地震的觸發(fā)機制，本研究通過聯(lián)合反演大量的縱、橫波走時對數(shù)據(jù)，獲得了臺灣南部的三維高分辨率地震波速度（Vp、Vs）和泊松比（σ）模型。研究結(jié)果表明，無論是在水平還是垂直方向上，2016年美濃地震的震源都位于異常值由高到低的多參數(shù)邊界帶上。此外，有一條明顯的低速、高泊松比異常帶從西南的海岸平原中部和山麓丘陵的上地殼，一直延伸到中央山脈東南部的下地殼。研究認為，臺灣西南部的地震成因與兩大主要過程有關(guān)：(i)流體侵入歐亞大陸地殼的漸新世至更新世淺海和碎屑、陸架單元，以及 (ii)由于歐亞板塊的俯沖作用，沿變形前緣形成更新世-全新世過渡帶相對較薄上部的流體侵入。基于以上分析，本研究提出了2016年美濃 (高雄)地震孕震區(qū)乃至整個臺灣南部地震孕育機制的模型：前文所述兩大過程產(chǎn)生的流體侵入了地殼巖石，導(dǎo)致其屬性異常特征(Vp、Vs、σ)的減弱，可能降低了震源區(qū)的巖石骨架的機械強度。研究認為上述過程可能是誘發(fā)2016年Mw6.7級美濃地震的主要因素之一。
臺灣造山帶雖然是一個年輕的造山帶，但是其形成過程卻十分復(fù)雜。其深部構(gòu)造由臺灣南部（23度以南）的歐亞大陸俯沖、中部的洋-陸碰撞，轉(zhuǎn)換到北部的菲律賓板塊俯沖和大陸巖石圈逆沖。本研究以臺灣地區(qū)最近的破壞性大地震-2016年美儂地震為例，從深部三維多參數(shù)結(jié)構(gòu)變化的角度分析了該大地震的孕震機制。相關(guān)的研究結(jié)論，可為臺灣南部乃至整個臺灣俯沖帶的災(zāi)害性大地震產(chǎn)生機制和致災(zāi)機理提供理論性的參考依據(jù)。
本項研究成果獲得了全球變化與海氣相互作用重點項目（GASI-GEOGE-05-02）和國家自然科學基金重點和面上項目（91955204，42074047）的資助。
相關(guān)論文鏈接： Zhi Wang. Tomographic signatures and origin of the 2016 Meinung earthquake (Mw6.7), Kaohsiung, SW Taiwan. Journal of Asian Earth Sciences 207, 104651, 2021, https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2020.104651.
