1、俯沖帶在板塊構造中具有十分重要的地位，詳細研究俯沖帶的構造特征及其演化過程對于深入理解俯沖板塊的幾何形態(tài)、物理性質、島弧巖漿作用、弧后擴張作用以及俯沖帶大地震的觸發(fā)機制有著重要意義。西北太平洋俯沖帶具有典型的“溝－弧－盆”體系，并伴生有強烈的構造、巖漿活動以及區(qū)域變質作用，是太平洋板塊、歐亞板塊、菲律賓海板塊以及鄂霍次克板塊（北美板塊）彼此之間相互俯沖碰撞的產物。近二十年多來，基于地震層析成像方法，已對西北太平洋俯沖帶進行了大量研究，所

2、得結果為識別俯沖板塊形態(tài)、探討地幔楔的物理化學性質、理解島弧火山的起源以及相關的地球動力學過程提供了極好的約束。
　　盡管如此，限于地震和地震臺站分布的不均勻性，特別是海中地震臺站的缺乏，使得研究區(qū)海域下的精細構造特征沒有得到很好的約束，從而限制了人們對弧前大地震的觸發(fā)機制以及俯沖帶動力學過程的深入理解。
　　針對這一重大科學問題，本文應用趙大鵬教授所提出的臺網外層析成像法（Zhao et al.,1992,2007），基于

3、建立在日本列島陸地上的高密度及高精度的Kiban地震臺網所記錄到的地震波形數據以及日本氣象廳所公布的大量高精度地震波到時數據，針對西北太平洋俯沖帶（包括北琉球俯沖帶、南千島俯沖帶以及日本俯沖帶）的弧前及弧后海域之下的精細三維構造特征展開了深入詳細的研究，并首次獲得了以下重要研究成果：
　　1)獲得了西北太平洋俯沖帶海域之下的高分辨率三維構造特征：包括整個北琉球俯沖帶的三維地震波速度結構、整個南千島俯沖帶的三維地震波速度結構及 P波

4、各向異性特征、從日本海溝到日本海沿岸的日本俯沖帶三維地震波衰減結構。
　　2)獲得了2011年東北日本大地震（Mw9.0）震源區(qū)及其鄰區(qū)的679個地震（Mw2.3-5.9）的震源物理參數特征，包括拐角頻率、地震矩、震源尺度以及靜應力降。
　　本文的研究成果對于深入理解西北太平洋俯沖帶弧前大地震的觸發(fā)機制以及俯沖帶動力學過程具有重要意義。通過與前人的研究成果相對比，本文發(fā)現，俯沖帶板間大地震（M≥6.0）一般發(fā)生在高波速、低衰

5、減異常體內或者其周緣地區(qū)，并往往毗鄰于顯著的低波速、高衰減異常體。俯沖帶弧前巨大逆沖斷層帶內的高波速、低衰減異常體代表了俯沖大洋板塊與上覆大陸板塊之間的強耦合部位，而低波速、高衰減異常體則代表了板塊之間的弱耦合部位。俯沖帶板間大地震（M≥7.5）的同震滑移不一定局限在震源所處的高波速、低衰減異常體內（強耦合部位），它可以在相鄰的低波速、高衰減異常體中（弱耦合部位）繼續(xù)擴張，從而引發(fā)巨大地震。俯沖帶弧前巨大逆沖斷層帶內的高波速、低衰減異常