摘要
理论计算和实验研究结果表明俯冲板片内部中等深度地震的分布与含水矿物的分布相一致，并且中等深度地震主要集中在含水矿物发生脱水反应的边界，这证明中等深度地震的产生与含水矿物的脱水反应关系密切。双地震带作为全球范围内俯冲带的重要特征，为研究中等深度地震的成因机制提供了很好的研究窗口。本文利用双差地震成像算法，对智利北部存在双地震带的俯冲区域进行了地震重定位和速度成像研究。研究结果表明，智利北部在50-140km深度范围内存在双地震带，两地震带之间间隔约20km。在地幔楔位置，速度结构呈现低Vp(约7.5km/s)、低Vs(约4.3km/s)、高Vp/Vs(约1.85)特点，表明地幔楔可能发生了蛇纹岩化。双地震带上层地震带大约90公里以浅位于低Vp(约7.8-8.0km/s)、低Vs(约4.4-4.5km/s)和高Vp/Vs(约1.85)异常区域，在大约90公里以深位于较高的Vp(约8.2km/s)，Vs(约4.8km/s)和比正常略高的Vp/Vs(约1.76)，可能与俯冲洋壳含水矿物的系列脱水反应相关。双地震带下层地震带虽然局部存在相对较高的Vp/Vs异常（约1.8），但整体上位于低Vp/Vs异常区（约1.7），可能与蛇纹岩的脱水反应有关。根据Vp、Vs、Vp/Vs的异常，并结合前人岩石学实验和热力学模型的综合分析，认为中等深度地震的产生主要与俯冲板片内部含水矿物的脱水有关。含水矿物的脱水导致板片内部孔隙流体压力升高，有效正应力降低，从而导致脆性破裂，产生俯冲带内的中等深度地震。智利北部俯冲带的成像结果进一步支持了俯冲板片内双地震带的存在与不同含水矿物的脱水反应有关。
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