板块构造与地震的关系 ---以环太平洋地震带为例

板块构造与地震的关系 ---以环太平洋地震带为例

李洋洋1,2

1河北地质大学地球科学学院，石家庄，050031； 2河北地质大学河北省战略性关键矿产资源重点实验室，石家庄，050031；

摘要：

板块构造学说代表着当前地质构造学发展的新阶段。板块构造与许多地质作用有密切的关系,如地热、地磁、岩浆活动、沉积作用、造山运动、成矿过程、地震及火山活动等。前人的研究证实,全球地震的分布特征及其成因,主要与板块边界的活动有关[1]。本文是通过对多篇文献资料的收集和查阅，分别从地震产生的原因、产生的位置详细分析了地震与板块构造之间的关系。

关键词：板块运动  地震  板块边界类型

1.板块构造学说概述

板块构造学说认为，地球的岩石圈并不是整体一块，而是被一些所谓的海岭、海沟、岛弧、转换断层所分割，形成若干个单元，这些单元就称之为板块。法国地质学家勒皮顺将全球岩石层分为六大板块，即太平洋板块、亚欧板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。板块构造学说是在大陆漂移学说和海底扩张学说的理论基础上，又根据大量的海洋地质、地球物理、海底地貌等资料，经过综合分析而提出的学说[2]。因此有人把大陆漂移说、海底扩张说和板块构造说称为全球大地构造理论发展的三部曲。

1.2板块边界类型

从板块之间的相对运动方式来看，可将板块边界分为三种基本类型：1、分离型板块边界；2.汇聚型板块边界；3.平错型（剪切）板块边界。

2.地震概述地震的分类

地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的震动，期间会产生地震波的一种自然现象。板块分界线处往往是地震活动频繁地带。根据地震发生的位置不同，将地震分为三种类型：

板缘地震(板块边界地震)：发生在板块边界上的地震，环太平洋地震带上绝大多数地震属于此类。

板内地震：发生在板块内部的地震[3]，如欧亚大陆内部(包括中国)的地震多属此类[4]。板内地震除与板块运动有关[5]，还要受局部地质环境的影响，其发震的原因与规律比板缘地震更复杂。

火山地震：是由火山爆发时所引起的能量冲击，而产生的地壳振动。

3.板块构造与地震的关系

3.1产生地震的原因

按照板块学说的解释，由于板块分界线处板块顶端部分相互挤压、碰撞、拖曳、摩擦等导致岩石中产生应力，其应力以岩石弹性的形式储存积累，当应力超过岩石弹性极限后，岩石以突然断裂、破碎、错位为契机，立即发生回弹，释放原积累的弹性应力，产生地震。这就是构造地震成因的 “断层回弹”说或称为“弹性回弹”说。此学说科学地揭示了构造地震的发生机制。

3.2板块构造与地震

世界上有两个主要地震带，分别是环太平洋地震带和环地中海地震带，世界上95%的地震发生在这两大地震带上。

环太平洋地震带是指太平洋东西两岸的南北走向的地带，全球约80%浅源地震和90%的中源和深源地震发生在此地震带上。

地中海南亚地震带是略呈东西向，横贯亚洲、欧洲南部和非洲北部的地带。全球约 20%的浅源地震和10%的中源和深源地震基本上发生在此地震带上。

以上两大地震带都在板块的分界线处[6]。由此可知，板块构造与地震拥有密切的联系。

4.以环太平洋地震带为例

环太平洋地震带是一个围绕太平洋经常发生地震和火山爆发的地区[7]。环太平洋地震带以大洋板块向大陆板块一侧俯冲的消亡收敛型板块边界为主，但局部地段亦表现为大洋板块向另一大洋板块俯冲的收敛型板块边界如马利亚纳、千岛群岛等。至于大陆地壳向另一侧大陆地壳俯冲的边界类型，应是喜马拉雅挤压俯冲构造带。

4.1环太平洋板块地震区划分原则

根据板块之间相对运动方式可将板块边界分为：

分离型(张性)、汇聚型(压性)和转换断层型(剪切性)三类汇聚型板块边界是指板块之间相互挤压的地区。收敛型边界附近地震活动性较强,且地震大多分布在板块边界向陆一侧；转换断层型板块边界是两个板块互相摩擦的地区,其运动方式类似走滑断层，地震活动性相对弱,且地震一般分布在边界两侧；分离型板块边界是指板块相互拉张的地区,在地貌上表现为裂谷或中洋脊等,与前两种边界相比,其地震活动性最弱。

4.2大洋板块向大陆板块俯冲的收敛型板块边界的地震特征

大洋板块向大陆板块俯冲的收敛型板块按其具体特征又可细分为南美亚类，北美亚类和日本列岛亚类。在三种亚类中，地震发生的构造背景，地震活动的频度，强度和震源深度等方面均有一定的差异。其主要特征如下：

1.南美板块边界的地震呈带状集中发生于濒西海岸主要靠大陆的一侧地震带，延伸长约6000千米，从智利兰瓜以南地震带的宽度明显变窄，地震发生的数目亦显著减少。

2.沿北美收敛板块亚类边缘大陆一侧地震发生的情况与沿南美西海岸地区有着比较明显的差异。北美大陆板块与太平洋大洋板块的边界线是一种深海沟和岛弧发育都不明显的缝合。

3.环太平洋西部的日本海沟是太平洋板块向大陆板块俯冲的边界。其主要特征为深海沟向大陆一侧发育有岛弧。

5.4大洋板块向另一侧大洋板块俯冲收敛型板块边界的地震特征

此类型板块边界发育于阿留申群岛和汤加-克马德克群岛以及伊豆-马利亚纳群岛等。它实际上是一个板块被消潜到软流圈内，局部熔融的岩浆上升补给与海沟平行的火山岛。深海沟就是两洋壳板块的边界线。

。5.5大陆板块向另一侧大陆板块碰撞俯冲收敛型板块边界的地震特征

此类型板块边界，不是环太平洋地震带内导致地震发生的主要边界类型。世界上最典型的陆壳一陆壳板块碰撞的地带，主要为喜马拉雅山和阿尔卑斯山。

6.总结

根据上述事实可获得以下几点基本认识:

1. 环太平洋地区强烈而频繁的地震的发生,在空间上,时间上和成因上确实都与板块边界的构造活动直接相关。尤其收敛型板块的碰撞俯冲的板块活动关系更加密切[8]。

2.在一般情况下，以深海沟为边界的俯冲板块俯冲插入的倾角越平缓，在平面上地震带分布的宽度亦越大，不同震源深度地震显示的分带性亦越清晰：自海沟向大陆一侧，顺序会出现浅源地震亚带、中源地震亚带和深源地震亚带；反之，地震带的宽度甚窄，地震基本上不显示分带性。

3.在同一条深海沟中，沿着它的走向或倾向均由于地质体的不匀均性而会发生不同程度的挠曲。

4.沿环太平洋板块边界发生的地震，在发震时期上显示的高峰，不同程度上意味着全球板块构造活动的时间具有准同步性[9]。

5.深源地震和浅源地震发生时间存在对应关系：在同一地震带内，大的浅源地震发生后的1一3年期间，该地震带的深源地震亚带内，有可能发生震级较大的深源地震。

6.南、北美洲之间地震发生的强度、频度、震源深度、地震带的宽度诸方面，都有显著的差异，其主要是由于北美板块与太平洋板块边界的构造线类型的差异所致。

参考文献

[1]郑剑东.“板块构造与大陆构造专题论”.大陆构造与板内地震[J].地质科技情报，1992，11（2）：1-5

[2]潘绍焕.板块构造学说与地震[J].邮电技术设计，2003，(3)：59-62

[3]杨纪林.试论中国内陆板块运动演化及与地震的关系[J].内陆地震，2011,25(2)：109-119

[4]时振梁，环丈林，武宦英，曹新玲.我国强震活动和板块构造[J].地质科学,1973,(4):281-293.

[5]邓起东，张培震，冉勇康，杨晓平，闵伟.中国活动构造与地震活动[J].地学前缘(中国地质大学,北京),2003,10:66-73.

[6]陈文德，裴锡瑜，李学沛，李勇，张家涛.安宁河地区地壳深部构造及其与地震的关系[J].地震前缘，1984，7(3):293-299

[7]王椿镛，段永红，吴庆举，王志铄.华北强烈地震深部构造环境的探测与研究[J].地震学报,2016,38(4):511-548.

[8]过娟秀.试论环太平洋地震特征及其与板块边界类型的关系[J].东北地震研究，1989，

[9]秦四清.李培.薛雷.李国梁环太平洋地震带巨震预测[J].中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室，2015，