摘要
俯冲带前弧的地震和大地测量观测表明，包括间歇性震颤和滑动在内的缓慢地震，每隔不到6个月至两年多的时间就会复发1，2。在卡斯卡迪亚，缓慢滑动沿走向分段3.地震资料显示，随着板块界面深度的增加，从大的、不频繁的滑动事件到小的、频繁的滑动事件呈梯度变化4。观察5，6，7和模型8，9慢滑和震颤的发生需要在慢震震源区存在接近静岩的孔隙流体压力;然而，控制复发时间变异性因素的直接证据是难以捉摸的。在这里，我们汇编了来自显示周期性慢地震的俯冲带前弧的地震数据，并表明纵波速度与横波速度的平均比值(vP/v年代)的范围在1.6到2.0之间，与慢震的平均复发时间呈线性关系。在卡斯卡迪亚北部，弧前vP/v年代数值随板界面深度的增加和震颤发作复发间隔的减小而减小。低vP/v年代值需要在主要为基性的弧前环境中添加大量石英10，11。我们认为硅石的富集在体积上从5%到15%不等，来自于板岩流体和石英脉中的向上矿化12能解释观察到的范围吗vP/v年代值以及下降倾角在vP/v年代。二氧化硅的溶解度取决于温度13，沉积主要发生在弧前地壳底部附近11。我们进一步提出了富硅断层泥通过溶解-沉淀蠕变的愈合和渗透性降低的强烈温度依赖性14可以解释随着二氧化硅的逐渐富集，震颤复发时间的减少。温度越高，断层泥渗透率越低，流体超压发育越快，有效断层正应力越低，因此重现时间越短。研究结果也与断裂带剪胀强化作用下的滑动稳定数值模型相吻合15由于孔隙空间增大，流体压力减小。这意味着温度依赖性硅沉积、渗透率降低和流体超压发展控制着膨胀和慢震行为。
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致谢
本研究使用的数据来自日本气象厅、新西兰国家地震仪网和构造观测站(加州理工学院)。这项工作的资金来自自然科学与工程研究委员会(加拿大)和米勒科学基础研究所(加州大学伯克利分校)。我们感谢N. Beeler、A. Rubin和P. Ampuero的讨论和评论。
作者信息
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贡献
P.A.进行数据处理和反演。P.A.和R.B.都对最终手稿的解释和准备做出了贡献。
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DOI：https://doi.org/10.1038/nature13391
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