与板间地震相比,板内地震虽然稀少,但却能带来巨大的灾害。为了更好地认识板内地震,本文选取了四个构造背景不同,但都发生板内地震的区域作为研究区。采用地震层析成像方法,本文获得了各个研究区的P波速度结构。然后,本文探讨了九州岛火山的起源、土耳其地区地壳及上地幔的变形模式、青藏东南缘的地震分布、和美国中东部地区的岩石圈横向变化及地幔深部结构等问题。再分别研究了各区域内深部结构与板内地震的关系。并进一步对比总结,不同大陆构造背景下,深部结构与诱发板内大地震的因素的异同点。1.日本九州岛地区位于欧亚大陆的东部边缘,菲律宾海板块正在向其下方俯冲,属于岛弧地区。通过加入莫霍面反射震相,本文获得了九州岛地区地壳的高分辨率三维P波速度结构,尤其是得到了精细的下地壳结构。结果显示,在九州岛地区的活火山下方,存在从地表连续或断续延伸到莫霍面的低速异常,可能代表了火山作用的岩浆通道。它们发源于俯冲的菲律宾海板块,由俯冲的菲律宾海板块的脱水作用和地幔楔内的角流作用共同产生。2016年熊本地震发生在上地壳内的一块低速异常区域的边缘,同时在震源区下方的下地壳内存在大范围的低波速、高衰减且高泊松比的异常区域,这一异常区域可能代表了从地幔楔上升的流体或者岩浆。这些结果显示,2016年熊本地震的发生受到了来自深部的流体或熔融物质的影响。2.土耳其位于欧亚大陆南缘,这里正同时发生着大洋板块俯冲、大陆板块俯冲和陆陆碰撞。本文获得了土耳其及邻区首个地壳内三维P波方位各向异性速度模型。通过对比P波方位各向异性结果与最大伸展方向、地表特征构造延伸方向、及横波分裂快波极化方向,可以推断:在土耳其西部,地壳与上地幔的变形方式是垂向连贯的;在土耳其东南部,垂直连贯的变形方式可能仅存在于地表及地壳内;而在土耳其北部,地壳与上地幔可能是解耦的。3.青藏高原东南缘地区位于欧亚大陆内部,为再活化的造山带。2019年长宁地震发生在上地壳内,其震源位于高速异常与低速异常交界处,之下的下地壳为高速异常,其发震受到了工业开采过程中的注水活动的影响。青藏高原东南缘下地壳内中存在大量低速异常,它们与壳内大地震的空间分布高度相关。4.美国中东部地区位于北美大陆东部,由稳定的克拉通和被动大陆边缘构成。本文获得了美国中东部地区地表到地下1000公里的三维P波速度结构模型。结果显示,美国中东部地区岩石圈存在着明显的横向变化;在地幔转换带和下地幔顶部,分布着大量高速异常,可能是早期俯冲的法拉隆板块或拆沉的岩石圈物质。新马德里地震带下方岩石圈内,存在着明显的低速异常,被周围的高速异常包围。低速异常可能代表岩石圈内高水含量的薄弱区域;其周围为稳定、坚硬的克拉通岩石圈。这种结构有利于集中构造应力,且流体进一步上升进入孕震层,能够诱发板内大地震。本文对比总结了不同构造背景下的板内地震区的特点。不同构造背景下的板内地震震源区,其应力加载速率存在显著差异。在构造活跃地区,应力加载速率很快,接近板块边界的水平;而稳定板块内部地区,远场应力加载速率几乎可以忽略。但是,它们都受到了来自深部的流体的影响。流体能够增加孔隙流体压力,使得板内地震更易发生。但是,不同的板内震源区,其流体来源不同,这取决于具体区域的深部构造背景。