《Tectonophysics》:Structural development and seismogenesis in the Messina Straits revealed by stress/strain pattern above the edge of the Calabrian slab (Central Mediterranean)
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研究利用地震学和海洋地球物理数据,揭示锡拉库扎海峡地壳运动特征:浅层(6-20公里)以拉张为主,深层(40-80公里)存在压缩机制,走滑断层系统(如 Ionian 断层和 Capo Peloro 断层)控制区域构造变形,地震分布与地壳可震厚度变化相关,受欧亚非板块边界相对运动驱动。
Tiziana Sgroi|Graziella Barberi|Luca Gasperini|Rob Govers|Nicolai Nijholt|Giuseppe Lo Mauro|Marco Ligi|Andrea Artoni|Luigi Torelli|Alina Polonia
意大利罗马国家地球物理与火山学研究所,罗马第二分部
摘要
墨西拿海峡是一个狭窄的海洋盆地,其形成受到区域尺度抬升和局部沉降的影响,这些现象是由非洲-欧亚板块边界处的地壳断层活动驱动的。该地区曾发生过多次灾难性地震,其中最为著名的是1908年矩震级为7.1的墨西拿地震。然而,导致这些地质变形的断层及其背后的地质动力机制至今仍不明确。在本研究中,我们利用地震学和海洋地球物理数据,在更广泛的地中海中部地质动力学框架下探讨新构造活动。通过分析地震震中的重新定位结果、主要应力状态以及变形模式,我们试图揭示地震活动与地震反射剖面及地貌水深图中所显示的构造特征之间的关联。
研究结果表明,墨西拿海峡内的地震生成层厚度和地震分布存在显著差异,这表明该地区的构造过程具有空间变异性。应力张量显示了复杂的变形特征:在6至20公里深度范围内以伸展变形为主,而在更深的40至80公里范围内则出现了包含压缩机制的异质性变形。
我们认为墨西拿海峡中的断层结构反映了地壳对活跃构造活动的响应,这种活动发生在一个沿卡拉布里亚板块边缘延伸的大变形区内。该区域存在多条走滑断层,例如爱奥尼亚海中的爱奥尼亚断层和第勒尼安海南部的卡波佩洛罗断层,它们共同界定了墨西拿海峡的伸展域。
根据我们的分析,现今墨西拿海峡的沉降和地震活动主要受这些走滑断层作用的影响,这些断层的运动主要由非洲板块与欧亚板块之间的相对运动以及重力势能的侧向变化所产生的拉伸力驱动。
通俗语言总结
墨西拿海峡是位于意大利南部西西里岛和卡拉布里亚岛之间的狭窄海域。该区域处于非洲板块与欧亚板块的边界上,位于卡拉布里亚俯冲带以西,非洲岩石圈在此处俯冲到卡拉布里亚下方。该地区曾多次发生地震,其中最严重的是1908年的7.1级地震。通过研究地震学和海洋地球物理数据,我们试图更深入地理解地表运动和深层地质过程、地壳中的应力方向,以及断层与地震之间的联系。
分析显示,能够引发地震的地壳厚度在墨西拿海峡不同区域存在显著差异:地震活动主要集中在两个地震生成层中,一层位于海床下方6至20公里深处,另一层则位于更深的40至80公里处。
我们在一个较大的构造区域内发现了构造活动的证据。墨西拿海峡位于这个区域内,该区域位于俯冲板块的西南边缘之上,但并不完全受其限制。该区域包含两条主要断层——爱奥尼亚海中的爱奥尼亚断层和第勒尼安海南部的卡波佩洛罗断层,这两条断层共同构成了导致墨西拿海峡垂直和水平运动的构造结构。
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