地震带与慢地震关系渐明晰

3月6日，《自然》杂志在网上公布了中国科学院海洋研究所特聘研究员高翔和加拿大地质调查局教授汪克林的最新研究成果。就断层流变特征而言，地震带与其下的慢地震是分开的。慢地震的发生受地幔楔角(断层平面和大陆莫霍面之间的边界)附近特殊地质条件的控制。

本世纪初，科学家们发现了板块会聚边界地幔楔附近断层的间歇性加速，并把这种伴随低频地震的断层运动称为幕式震颤和缓慢滑动(ETS)。随后，一系列类似的现象被发现，统称为慢地震。幕震和缓慢滑动是最有规律的缓慢地震，通常发生在非常年轻的下沉海洋岩石圈热俯冲环境中。自板块构造理论被广泛接受以来，慢地震是地球动力学中最重要的发现之一。它的发现推翻了只有地震破裂和非地震蠕变才是断层运动模式的共识。尽管近年来在慢地震的观测和模拟方面取得了很大的进展，但仍然没有基本的概念模型来解释慢地震区域分布的多样性及其与大地震的关系。

高翔和汪克林的新发现是基于对流变性质(脆性摩擦和粘性蠕变等)的研究。)的俯冲断层。板块边界的大地震发生在断层的浅部，因为那里的温度低，断层很脆。深部高温环境通常使断层变得粘稠。高翔和汪克林发现，在一些俯冲带中，地幔楔角附近的高压流体使断层在这个深度再次变脆，从而带来幕震和缓慢滑动。

他们认为断层在地震带和慢滑带之间是半脆性或粘性的。这种断层流变模型解释了许多与慢地震有关的未解决的问题，如为什么它与地震带分离，为什么它与地幔楔角的特殊岩石学条件相对应，为什么它在热俯冲环境中频繁出现，而在冷俯冲环境中却不存在，为什么它在一些非俯冲环境中出现，等等。

这个一级变异模型也解释了美国圣安德烈斯断层上的缓慢地震现象。圣安德烈斯断层下古地幔楔的脱水提供了类似于俯冲带的高压流体环境。这进一步表明，慢地震的发生往往受特殊地质条件的控制，而不是从地震破裂到稳定蠕变的过渡。中国陆地上的一些断层是否也有这种现象还有待研究。

研究结果不仅解释了许多看似无关甚至矛盾的慢震观测现象，而且为研究大断层滑动特征和地震发生机制提供了一个全新的概念模型。

(王)

《中国科学报》(第五版《创新周刊》，2017年3月13日)