西爪哇地区地震层析成像揭示俯冲带构造与灾害源特征

《Journal of Volcanology and Geothermal Research》：Seismic velocity structure beneath the western Java region, Indonesia, from local earthquake tomography

本文利用印度尼西亚气象、气候和地球物理局（BMKG）的4561个区域地震数据，通过局部地震层析成像构建了西爪哇地区三维Vp和Vp/Vs模型。研究揭示了印度-澳大利亚板块俯冲板片（高Vp、低Vp/Vs）、火山部分熔融带（低Vp、高Vp/Vs）及Lembang与Cimandiri断裂带（低Vp、高Vp/Vs）的精细结构，为理解俯冲系统动力学和地震火山灾害机制提供了重要依据。

　　

Highlight

我们的层析成像模型通过59,404个P波走时和17,734个S-P波走时数据联合反演获得，同时约束了Vp、Vp/Vs和震源位置。图S3展示了反演后重新定位的震源深度。尽管S波数据量显著少于P波（由于P波震相尾部干扰），但S波对深度约束至关重要。

浅部地壳结构

基于印度尼西亚活动断裂图，Lembang断裂和Cimandiri断裂可能相互连接，形成一条重要连续构造。Cimandiri断裂本身包含三个段落：Cimandiri段（CS）、Cimandiri-Nyalindung段（CNS）和Cimandiri-Rajamandala段（CRS）。Vp和Vp/Vs的分辨率测试表明（图4），这些断裂周边特征能被清晰识别。研究区其他活动断裂因分辨率限制或缺乏显著速度异常而未能被明确成像。

结论

本研究获得的三维Vp和Vp/Vs模型以前所未有的分辨率揭示了西爪哇及周边地区关键构造与火山特征。俯冲板片深度超过150公里，且比Slab2模型预测的更陡峭。板片倾角向东增大，与洋壳年龄增加相关。板片表现为高P波速度（Vp）和低Vp/Vs异常，而火山下方的部分熔融带（约90-100公里深度）则呈现低Vp和高Vp/Vs特征。浅部断裂带与低Vp、高Vp/Vs异常相关，暗示流体或熔融物质的存在。2022年Cianjur地震震源区同样显示低Vp和高Vp/Vs异常，支持断裂带流体活动假说。