全球的地震和火山分布与变化研究

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全球的地震和火山分布与变化研究

引言

地震和火山多数是板块运动的结果，是现今地球动力学过程的重要现象。近年来，地震和火山

之间的关系受到很多地质学家的重视，例如 Berryman 等[1]认为新西南陶波地堑的地壳大断层

和20km 内的大规模流纹岩喷发可能存在某种关系。 Walter 等[2]研究了全球四个九级大震后的

火山喷发，认为地震引起岩浆体系的减压导致了火山喷发。

火山喷发涉及到岩石部分熔融形成岩浆，而后岩浆汇集，火山通道形成以及岩浆上升等过程。

而地震则是岩石的变形破裂。尽管地震和火山具有非常不同的发生机制，但是它们绝大数都与

板块的活动有关，而最强烈的地震和火山往往发生在俯冲带上，如 3. 11 日本大地震[3].

全球火山、地震活动区的划分[1,2,4-7]是研究全球地震、火山等的时空特征，全球构造以及板

块动力学过程的一个重要前提。马宗普[5]等将全球现今的活动构造区划分为环太平洋构造

带、洋中脊构造带和大陆构造带，并分别论述了它们的运动学和动力学特征：认为环太平洋地

震带最集中、最强烈，最大的特点是有完整的沟 - 弧- 盆体系；大洋中脊无特大地震和深源地

震，强度比其他两个活动带低。

洪汉净[6]等将全球火山活动带划分为三个大区：西太平洋火山活动区，东太平洋火山活动区，

以及大西洋火山活动区。西太平洋火山活动区主要与太平洋板块向北西西方向的俯冲有关，东

太平洋火山活动区主要与太平洋东面的小版块（纳斯卡板块、科科斯板块等）向美洲板块俯冲

有关，而大西洋火山活动区与大西洋和非洲的裂开以及地中海的活动有关。而且这三大火山活

动区的火山活动有随维度呈带状分布的特点，大角度正面俯冲带的弧后火山活动最强，地震也

频发。

1 大陆活动区

大陆地震以片状分散分布而不同于板块边缘的带状分布。大陆火山与大洋火山的区别是：①大

陆岩石圈和大洋岩石圈的厚度不同；②大陆岩石圈和大洋岩石圈的年龄不同。由于大陆岩石圈

的不均匀性，大陆应力场的变化更加明显，大陆火山活动比大洋火山更受应力场的影响，如大

陆裂谷主要是由于岩石圈拉长而形成。地震和火山活动区的特征见表 1（据文献[4-7]）。

【1】

1）欧亚大陆：欧亚大陆是全球最大的大陆，这里的地震活动是除四个环太平洋地震带外全球

第五强的地震活动区。绝大多数地震活动区分布在中国及其邻区[6]. 全新世火山主要分布在东

亚、戈壁、贝加尔南、南海等地，主要喷发大陆玄武岩，中酸性岩浆很少喷发。

2 ）北美洲：北美大陆中部为稳定的克拉通，西部为科迪勒拉造山带。北美洲板块的地震活动

带主要位于西部，即在北美板块和太平洋板块的交界附近。由于圣安地列斯断层的右旋走滑，

将门多西诺三联点向北推移。这里的火山链有喀斯喀特、胡安德富卡、加利福尼亚和阿拉斯加

东等。

3）非洲：非洲大陆是冈瓦纳古陆的一部分[8,9],古近纪末以来，非洲东部在区域隆起的基础上

出现裂谷。裂谷西段规模小，发生过一系列七级大地震。东段火山活动发育，但没有七级以上

大地震的记录。

东段向北的红海裂谷，主要地震活动发生在裂谷北边的死海转换断层上，这里的火山活动以大

陆玄武岩为主。非洲西部喀麦隆火山链是一条自三叠纪至今的弱活动带，分布着大量的玛珥湖

和玄武岩的火山渣锥。

2 大洋活动区

相对于陆壳，洋壳具有年轻、厚度薄和相对均匀的特点，地震活动也相对较弱。岩浆活动主要

以基性岩为主的裂隙式溢流为主，并不形成火山喷发。有记录的火山喷发主要来自深部地幔的

热柱，与海岛有关，如夏威夷皇帝火山链。

1 ）太平洋：太平洋的地震活动在大洋里是最弱的，主要与太平洋洋脊以及一些海岭有关。夏

威夷火山代表着下地幔的地幔柱活动，此外还有厄瓜多尔西面的玄武岩盾状火山。

2 ）印度洋：在大洋中印度洋的火山活动最弱，但是地震活动却最强。印度洋的地震活动主要

集中在三叉形的印度洋洋脊的轴线附近。另外，值得注意的是，在澳大利亚西侧，横穿印度与

澳大利亚板块边界存在一条NW 向稀疏的地震线，由一些列间隔1 500 km 左右的M8、M7 震

群或者 M6 震群组成，向南可以延伸到澳大利亚西南珀斯、南极洲附近，向西北延伸到印度的

古吉拉特邦，其地震能量占到整个印度洋地区的 80%左右。

3 ）大西洋：主要的地震和火山活动均沿大西洋中脊分布，冰岛的火山地震活动最为显着。大

西洋地区发育的火山群从北到南有冰岛、亚速尔、加那利、佛得角和桑威奇。

3 俯冲 - 碰撞活动区

在俯冲 - 碰撞区有着最强烈的火山喷发与地震活动，地震活动与强烈的板块挤压和俯冲密切相

关，而火山喷发与俯冲板片脱水以及岛弧变形有关。俯冲 - 碰撞过程中产生的巨大能量，很大

程度上是以地震和火山的形式表现出来的。

1 ）地中海：从兴都库什到伊比利亚，是特堤斯海关闭过程中残留的俯冲带。爱琴海有一个宽

200 km 左右的俯冲带，东边主要以浅源地震为主，西侧的撒丁湾有一个非洲板块向北、亚德里

亚向西南的俯冲带。最西部的直布罗陀俯冲带以大约26° ~ 29° 的倾角向北俯冲，深度为 110

km 左右。主要发育有意大利火山链和爱琴海火山链。

2 ）南美洲：纳兹卡板块向东俯冲对这里的地震火山分布起着主要的控制作用。在中北部俯冲

深度可达680 km 左右，然而俯冲程度在 300 km ~500 km 的范围内均存在震源间的断层。从北

到南，发育哥伦比亚 - 厄瓜多尔、北智利、中智利等火山链，而它们之间缺少明显的火山活

动。

3 ）菲律宾：菲律宾板块西缘为俯冲带，北段与南段为火山弧。菲律宾岛弧东西均存在海沟，

北段为向东俯冲的马尼拉弧，南段为向西俯冲的菲律宾弧。火山链有九州、琉球、台湾、菲律

宾、苏拉威西等。

4 ）西北太平洋：最北面是千岛弧，太平洋板块以 8 ~9 cm/a 的速率正向千岛群岛下边俯冲，俯

冲带宽度从NE 向SW 逐渐加宽，震源深度也由浅变深。从北到南有堪察加、千岛、北海道 3

条火山链，其火山活动的强度有所减弱。千岛弧之南的日本弧大至呈SN 向带状展布。

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摘要：

全球的地震和火山分布与变化研究引言地震和火山多数是板块运动的结果，是现今地球动力学过程的重要现象。近年来，地震和火山之间的关系受到很多地质学家的重视，例如Berryman等[1]认为新西南陶波地堑的地壳大断层和20km内的大规模流纹岩喷发可能存在某种关系。Walter等[2]研究了全球四个九级大震后的火山喷发，认为地震引起岩浆体系的减压导致了火山喷发。火山喷发涉及到岩石部分熔融形成岩浆，而后岩浆汇集，火山通道形成以及岩浆上升等过程。而地震则是岩石的变形破裂。尽管地震和火山具有非常不同的发生机制，但是它们绝大数都与板块的活动有关，而最强烈的地震和火山往往发生在俯冲带上，如3.11日本大地震[3]...

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