印尼苏门答腊岛断裂构造与地震述评

蒋正伟

[摘要]苏门答腊俯冲带频繁发生大地震，同时造成灾难性海啸并发，受到全球范围内的关注。国际上已经针对苏门答腊地区展开了大量的调查研究。对俯冲型大地震的认识需要通过对苏门答腊的构造背景进行解读，重点研究这类地震的发生过程和规律，以便于对海啸产生条件更好地理解，同时就现实意义而言，也有助于更好地进行类似地区的防灾减灾。

[关键词]苏门答腊 海啸地震 断裂构造

[中图分类号] P731.25 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-10-1

苏门答腊俯冲带的大地震发生了很多次，不论是地震学还是地球物理学界，都超出了他们的现有认识，并且将地震学和许多相关学科等诸多科学问题引了出来，例如地震和海啸的关系、怎样建立海啸预警系统等等。认识这些问题还需要对地震海啸区域的地质构造等进行深入分析。而对于我国经济发展的主要集中地——东部沿海来说，地震海啸带来了很大的潜在影响。所以，调查和研究海洋地震发震和海啸形成机理具有现实意义，对于我国来说也可谓是一项重要的防灾减灾课题[1]。

1构造背景

苏门答腊岛的地理位置是在巽他板块的西南部位，储油沉积盆地在它的东北方向，南端是巽他海峡，临海遥对爪哇岛；弧前盆地在西南部，根据以往的记录发现，沿巽他弧的多数强震都是在这一区域发生的。这还将苏门答腊大断裂的巴黎桑山脉包含在内，可以说基本是横跨了整个岛。苏门答腊岛的总体地貌特征也由其构成，基本平行于巴黎桑山脉分布的活火山和俯冲带。

“从板块构造来看，苏门答腊岛位于印度——澳大利亚板块和欧亚板块的联合挤压地带，处于板块边界的碰撞俯冲区，构造活动异常强烈。”[2]位于其西南部的俯冲带只是狭长汇聚带中的一小部分，从喜马拉雅山前面的边缘南边延伸过缅甸，直至穿越安德曼、尼科巴群岛、苏门答腊、爪哇到南部和巽他群岛，然后向北环绕。因为印度-澳大利亚板块与欧亚板块之间形成的是斜向汇聚，这就导致巽他板块的西北边缘发生分裂，将缅甸微板块和苏门答腊弧前裂片盘分割了出来。按照从南向北的顺序，巽他海沟的汇聚速率呈现出逐渐减小的趋势。靠近苏门答腊岛的地方，印度-澳大利亚板块发生斜向俯冲，最终达到巽他板块的下面。爪哇岛的地方，呈现出几近垂直的汇聚方向，由于汇聚速率十分缓慢，因而导致2004年之前一直无人认为此处会有大地震发生。

2主要断裂分布

苏门答腊的地质构造活动十分活跃，这与苏门答腊复杂的断裂系统关联很大。因为复杂的构造运动，导致苏门答腊区域深部纵横着苏门答腊大断裂，西安德曼断裂等多条断裂。

苏门答腊大断裂是很多断裂中最为显著的一个，它几乎横跨了整个苏门答腊岛屿，全长大约1650km，为NW走向右旋纯走滑断裂。北边是始于安德曼海的弧后盆地，南边一直延伸到巽他海峡的周边，作为走滑断裂带，它是世界上最大的，并且在地理位置上基本类似火山弧分布。Sieh和Natawidjaja针对苏门答腊断裂的研究认为，可以高度分割该断裂为19个小段。之前的科学研究认为，小段过短会该地区只能发生单一地震，并且也不会发生太大的震级。评估苏门答腊断裂滑动速率，主要是因为选择的位置、方法等的差异，最终也会导致不一样的评估结果。Bellier等人借助对地貌错移特征的检查，最终滑移测量评估苏门答腊的断层，结果表明：苏门答腊断裂在2°N的滑动速度是23±2mm/年，沿南边在5°S减少到6±4mm/年。Seih等人以河流错移量为基础，来对苏门答腊断裂系统的位置，位于巽他海峡的位置处，断裂的滑移速率小于10mm/年，而向北其断裂的滑移速率则不断增大，到苏门答腊北部多峇湖附近，其断裂的滑移速率达到了23±2mm/年。虽然各自的方法与具体数值不同，但对于苏门答腊断裂的运动趋势的结果是一致的，从西北到东南，苏门答腊断层的滑动速度逐渐减小。

3地震分布

巽他海沟之所以会成为地球上有着最为激烈的地震活动的区域之一，是因为很多板块之间的相对运动，还有其极为复杂的构造背景。“苏门答腊周边的地震活动包括俯冲板块上的挤压型地震，苏门答腊断层上的走滑型地震，俯冲岩石圈内部的深部地震，以及火山地震等各种震源地震。”[3]

2004年发生了苏门答腊-安德曼大地震，震源在锡默卢岛的东北方位，9.1-9.3的震级。发生的最大错位是位于Banda Aceh ，并达到15米的深度和1300千米的长度，这一地震断裂也是如今已知中最长的。Satish等人的看法是，2004大地震的大型逆冲断裂位置在大洋地幔的内部，引发这一次特大地震的原因在于壳幔之间发生强耦合，最终造成地幔岩石发生脆性破裂。在地震发生之前，人们普遍认为特大逆冲断层地震发生可能性更大的是在更为年轻的俯冲洋壳的区域，这里汇聚速率较大。但2004年苏门答腊-安达曼大地震却打破了这一说法，因为地震是在年龄较老的俯冲洋壳周边发生的，且这里的汇聚速率较为缓慢。所以说，俯冲速度缓慢区域一样也是有可能发生特大型地震。

2005年尼那斯-锡默卢地震在尼那斯岛的东北部发生，震级为Mw8.7级。2004年和2005年的两次大地震能够记录的已知的最大地震。对比两次大地震，在苏门答腊和安德曼群岛之间，俯冲洋壳的年龄也发生了变化，由60Ma增加到90Ma，这或许对逆冲板块之间的耦合机制造成了影响，所以两次大震之间存在一些不同之处。两次大地震发生之后引发了不同的海啸状况，这促使人们开始高度重视地震和海啸之间的关系，还有研究影响海啸大小的诸多因素。通过对比研究，发现二者之间存在的不同之处在于，一是地震破裂不同；二是不同的海啸产生机理。研究结果表明，沉积性质会对俯冲板块边界处的地震破裂产生影响，也会影响到海啸危害和楔形体构造发展。Thorne提出，关于未来大地震的逻辑区域主要是沿着苏门答腊断层和2005年地震破裂的南东处；1833年发生大地震的毗邻区域有可能正在积累大量应力，提高印度洋区域海啸预警能力，需要全球性努力，从而给出苏门答腊俯冲区未来大型逆冲地震的必然性。

4结束语

本文详细分析了苏门答腊地区的地震活动和断裂构造，主要是根据近年来有关这一地区的世界性研究成果，同时进行了总结和梳理。总而言之，印度洋区域有必要进一步提高海啸预警能力，当然这也需要全球施以援手，共同努力。

参考文献

[1]JeffreyJM，GregeryCB.ArogueearthquakeoffSumatra[J].Science，2012，336：1118-1119.

[2]陶春辉，戴黎明，孙耀，等.印尼附近海域地震海啸发生的构造背景综述[J].海洋学研究，2008.26（2）： 59-66.

[3]Hamilton W.Tectonics of the Indonesian Region[M].U.S.Govt.Print，1979：330-335.