活跃的火山岩浆系统通常存在于全球俯冲带、裂谷和热点区域，伴随着不稳定的岩浆动力过程和可预估的灾害风险。虽然部分远离上述区域的板内火山在全新世内发生过岩浆喷发、在现今存在可探测的结构异常以及地球化学异常，但是这些板内火山岩浆系统的活跃程度是难以评估的。中国科学院地质与地球物理研究所地震学课题组牛杰明副研究员、地球-行星内部结构与过程课题组王新副研究员和陈棋福研究员、联合云南省地震局和北京大学在我国境内首次观测到了深部低频地震事件，论证了在青藏高原东南侧腾冲火山下方可能存在不稳定流体（大概率是岩浆）迁移过程。这类地震事件在全球广泛存在，但局限于岛弧火山、热点火山、裂谷火山、俯冲板片和少数断层区域。
利用12年的连续地震观测资料，研究者们共发现了约200个深部低频地震事件，其主要特征包括：（1）主能量分布在0.8-3.2 赫兹，与类似大小的邻近构造地震相比，它有显著的低频能量；（2）震源位置位于大地电磁所获取的岩浆体侧面，深约12千米；（3）震源机制由各向同性源（爆炸源）主导（图1）；（3）事件复发特征为间隙式；（4）事件大小-个数分布可能服从非指数分布；（5）不伴随可探测的地壳形变（图2）。基于上述特征，研究者们推测腾冲火山下方的中地壳位置存在微弱的不稳定流体迁移。结合腾冲火山全新世喷发物的岩石学特征、地球化学气体观测和热通量观测，研究者们认为进行过迁移的流体大概率是岩浆。这个发现可能证明了在青藏高原东南侧存在的不稳定岩浆动力过程，并揭示了在其他类似非典型区域可能存在被低估的灾害风险和地热/矿物资源。
图1 腾冲火山群下方的深部低频地震事件。a.地震台站、GNSS台站、活动断层、火山口、构造型微震和深部低频地震事件的位置分布，以及研究区域内低频地震事件和构造型微震的深部直方图；b.深部低频地震事件的位移波形示例；c.邻近构造型微震的位移波形示例；d.深部低频地震事件、构造型微震和大地电磁结构异常的深度剖面；e.深部低频事件、构造型微震和背景噪声的频谱
图2 深部低频地震事件的活动性。a.模版匹配算法探测到的事件案例（红：模板，黑：连续波形资料）；b.深部低频地震事件的大小随时间的变化；c.在研究频段内的背景噪声随时间的变化；d.GNSS南北向位移时间序列；e.深部低频地震事件的大小-个数分布；f.深部低频地震事件在2019-2020年间的复发间隔时间
研究成果发表于国际学术期刊GRL（牛杰明*，王新，陈棋福，姜金钟*，孙自刚，王岩，黄清华. Deep low‐frequency earthquake reveals unsteady fluid flow beneath Tengchong Volcano Field in southeast Tibet [J]. Geophysical Research Letters, 2024，51: e2024GL110607. DOI: 10.1029/2024GL110607.）。研究受国家重点研发计划（2022YFF0503101/ 2022YFF0503100）和国家自然科学基金委（91958209、42104060、U2239201）等项目的资助。