地 震 地 热 说 原 理

16 印尼地震地幔柱简介

 Seisman

    所谓地震地幔柱，是指由中、深源地震活动和火山喷发所构成的地幔深部或上地幔内的柱状地质体。因此，地震地幔柱的划分是以地震和火山活动的共同特征来确定的。

——Seisman：地震地热说原理—地震地幔柱的概念及其全球分布

2011.3.30  科学网博客

地震地幔柱各论

16  印尼地震地幔柱

印尼地震地幔柱位于南亚（15°S～10°N，90°～133°E）。

印尼地震地幔柱的基础资料见图1～图3、表1和表2.

图1是地震地幔柱在地表的投影，包含1963年至2011年4月27日M≥4.0的地震和大于7级的壳内强震（表1），还包括近50年来有过喷发、且最大喷发指数VEI≥2的活火山（表2）。图中还有11座空心三角形标注的域外火山，分别受12号菲律宾地震地幔柱或F2号安达曼地震地幔柱的控制。

图2是地震地幔柱内M≥4.5地震的三维图像。由于作图软件对三维图像数据点数的限制，故将深度小于33km和震级小于7级的地震舍弃了一半。

由图1和图2可以看到，印尼地震地幔柱是典型的双树型构造，一支位于班达海，一支顺布于爪哇岛，最大震源深度可达676km。细分，顺爪哇岛者其实又可分为3-4个细树条，各自都有树根、树干和树冠。

因此，作为地震预报和火山预报研究，应该细分各个壳内地震和火山的所属，详细比对与本树内的直下型中、深源地震活动的关系，方能做到实处。日本311的9级地震以后，50天来，余震活动始终局限在日本地震地幔柱以内（图4），紧邻的鄂霍次克海地震地幔柱和北马里亚纳地震地幔柱均不受其牵动，充分说明地震地幔柱对本构造内的地震与火山严密地控制作用，决不殃及四邻。这就是地震地幔柱的生命力之所在。事实胜于雄辩呐。

由图1和图2还可以看到，印尼地震地幔柱的树冠之下，在深度大约60～300km的壳幔过渡层，具有中深源地震密集的包裹体，即熔岩囊。图1清楚地表明，现代的活火山喷发大多分布在这个熔岩囊的边缘部位，而壳内7级以上的强震活动则大多外移，分布在树冠的边缘部位，沿海沟展布。

海沟能有多深？了不得几公里，包括向下的延伸部分，十几公里吧。壳内地震必须有一个应变能积累的过程，常常是在脆弱构造的某些部位形成闭锁体，因此自然选择了海沟。而且，这些海沟很可能本来就是长期的地震活动造就的。

火山的喷发则不同。火山大多分布在熔岩囊的边缘部位，靠着熔岩囊内的高温高压，直冲地表。而且，大多数火山本来就有历史喷发的习惯通道，很容易一触即发。

图3是印尼地震地幔柱内M≥5.5地震震源深度的时序图。图中包括壳内7级以上地震和VEI≥3的火山喷发。图上画了三条竖直的虚线，隔离了四组中深源地震密集群。

第一组的资料大致上是全的，中深源地震的密集活动以1977年的7.9级地震而告终结。

第二组1978—1994年，其中1977年地震后，一直到1992年12月才出现7级地震活动，中间的十多年主要靠密集的火山喷发来调整熔岩囊的能量平衡。

第三组1994—2005年，1996年前后出现一个地震与火山活动的断点，其后则主要靠壳内地震活动来调整熔岩囊的能量平衡，直至2004年12月的9级地震。

与前2组比较，9级地震的能量积累显得不足，因此图中有画了几条暗色的斜线，以表示中深源地震由下而上逐层驱动的时间隧道。这样一来，9级地震的能量积累就显得比较充足了。但是，这里的暗色斜线不足以确定为警戒线。前面说过，印度尼西亚这里的地震预报和火山预报，需要分树研究。

第四组2005年以后，中深源6级、7级以上地震很是活跃，看来印度尼西亚最近几年内还很难平静下来。

本文所采用的地震资料取自http://www.ncedc.org/ 网页的ANSS地震目录，火山资料取自http://www.volcano.si.edu/网页的GVP火山月报，谨此致谢。

（2011.5.1 初稿）

图1  印尼地震地幔柱的地表平面投影

图2  印尼地震地幔柱的立体三维图像

图3  印尼地震地幔柱的时间进程

图4  日本3月11日9级地震的余震及周边地震活动

（M≥4.0, 2011.3.9—2011.4.27）

表1  印尼地震地幔柱的壳内M≥7地震目录（1963-2011.4.27）

表2  印尼地震地幔柱1963年以来喷发过的火山（VEI≥3）