Micro-earthquake activities induced by a “ghost” plume in Eastern Oman

经过近几十年对地幔柱的研究, 地幔柱上涌导致岩石圈形变和破坏、板内热点的火山地震活动机制、规律和特点等方面获得了较大的进展. 近期, 在阿拉伯东部通过地震走时成像结果和其他多学科证据发现丹尼地幔柱(Dani Plume)而提出的“幽灵”地幔柱概念, 是一个崭新的值得关注的科学发现, 需要更多的科学研究去丰富对它的认识. “幽灵”地幔柱隐藏在岩石圈之下, 地表缺乏传统地幔柱所表现的板内热点火山活动, 其行为机制研究还不够透彻, 而“幽灵”地幔柱对岩石圈的作用机制就是其中一个关键科学问题. 本研究利用布设在阿曼-阿联酋的107台宽频带地震仪记录的三分量连续波形数据研究阿拉伯板块东部的地震活动, 以揭示丹尼地幔柱对岩石圈变形的作用. 首先, 利用PhaseNet深度学习从连续三分量波形数据中拾取大量微震到时, 并使用基于高斯混合模型的GaMMa程序对微震到时进行关联. 然后, 利用NonLinLoc对关联后的走时数据做定位反演, 获得724个微震事件. 最后, 使用GrowClust对这些地震进行重定位, 最终获得了281个高质量微震事件. 微震空间分布展示出2个非常明显的地震群, 第一个是在穆桑代姆半岛(Musandam Peninsula)南部, 可能与仰冲特提斯洋岩石圈边界和碰撞推挤相关. 另一个位于层析成像识别出的丹尼地幔柱顶部地壳内, 推测是由地幔柱抬升岩石圈造成地壳形变而产生的微震. 后者揭示出, 虽然“幽灵”地幔柱隐伏在大陆岩石圈之下, 没有地表火山痕迹, 但是其上升高温地幔流依然会造成岩石圈形变从而产生板内微震活动.