On the nature of the anomalies of the velocity of propagation of longitudinal seismic waves in the upper mantle
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v32i2.2010.117556Abstract
P-velocity models of the upper mantle for the regions with different endogenous regimes on the continents and oceans (Precambrian platforms, zones of young activization, Alpine geosynclines, rifts, deep basins, mid-ocean ridges, margin trenches) have been considered. Thermal models and standard composition of mantle rocks have been used corresponding to the advection-polymorphous hypothesis. Calculated models are compared with experimental ones, their concordance is demonstrated. The exceptions are the positive anomalies in the experimental data at the depths down to 150-200 km. Perhaps they are connected with the appearance of eclogites in the upper part of the mantle.References
Аренс Т. Состояние минералов мантии // Верхняя мантия. - Москва: Мир, 1975. - С. 81- 103.
Арзамасцев А.А., Беа Ф., Глазнев В.Н., Арзамасцева Л. В. Монтеро П. Кольская щелочная провинция в палеозое: оценка состава первичных мантийных расплавов и условий магмогенерации // Рос. журн. наук о Земле. - 2001. - 3, № 1.
Ащепков И.В., Владыкин Н.В., Герасимов П.А., Сапрыкин А.И., Хмельникова О.С., Аношин Г.Н. Температурный градиент и строение литосферного киля юго-восточного края Сибирского кратона - реконструкции по дезинтегрированным ксенолитам кимберлитовых трубок Алданского щита // Докл. РАН. - 2001. - 378, № 4. - С. 530-534.
Беликов Б. П., Александров К. С., Рыжова Т. В. Упругие свойства породообразующих минералов и горных пород. - Москва: Наука, 1970. - 290 с.
Белоусов В. В. Основы геотектоники. - Москва: Недра, 1975. - 26 с.
Белоусов В. В. Эндогенные режимы материков. - Москва: Недра, 1978. - 232 с.
Беляевский Н.А. Строение земной коры континентов по геолого-геофизическим данным. - Москва: Недра, 1981. - 432 с.
Ветрин В.Р. Глубинные ксенолиты // Строение и динамика литосферы Восточной Европы. Вып. 2. - Москва: ГЕОС, 2006. - С. 195-198.
Геофизические параметры литосферы южного сектора Альпийского орогена / Ред. Б. С. Вольвовский, В. И. Старостенко. - Киев: Наук. думка, 1996. - 216 с.
Глебовицкий В.А., Никитина Л.П., Хильтова В.Я. Термальное состояние мантии, подстилающей докембрийские и фанерозойские структуры (по данным гранат-ортопироксеновой термо- барометрии ксенолитов гранатовых перидотитов в кимберлитах и щелочных базальтах) // Физика Земли. - 2001. - № 3. - С. 3- 25.
Глебовицкий В.А., Никитина Л.П., Хильтова В.Я. Термальные режимы в нижней коре (по данным гранат-ортопироксеновой термобаромет- рии нижнекоровых ксенолитов в кимберлитах и щелочных базальтах) // Физика Земли. - 2003. - № 12. - С. 72-87.
Гонтовая Л.И., Гордиенко В.В. Глубинные процессы и геофизические модели мантии Восточной Камчатки и Кроноцкого залива // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. - 2006. - № 2. - С. 107-121.
Гонтовая Л.И., Гордиенко В.В., Гордиенко Л.Я. О природе среднеглубинной сейсмичности в переходных зонах Тихоокеанского типа // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. - 2009. - № 1. - С. 38-45.
Гордиенко В.В. Глубинные процессы в тектоносфере Земли. - Киев Изд. ИГФ НАН Украины, 1998. - 85 с.
Гордиенко В. В. Адвекционно-полиморфная гипотеза процессов в тектоносфере. - Киев: Корвш пресс, 2007. - 172 с.
Гордиенко В. В. О докембрийских глубинных процессах в тектоносфере континентов / / Геофиз. журн. - 2009. - 31, № 5. - С. 85- 102.
Гордиенко В. В., Гордиенко И. В., Усенко О. В. Тепловое поле Центральной и Восточной Европы / / Строение и динамика литосферы Восточной Европы. Вып. 2. - Москва: ГЕОС, 2006. - С. 624-658.
Гордиенко В. В., Усенко О. В. О геолого-геофизических критериях глубин магматических очагов в верхней мантии // Геофиз. журн. - 2007. - 29, № 4. - С. 31-38.
Грачев А. Ф. Гетерогенность вещественного состава континентальной лерцолитовой мантии по данным изучения ультраосновных ксенолитов в базальтах // Физика и внутреннее строение Земли. - Москва: Наука, 1989. - С. 22-43.
Доусон Д., Джеймс Д., Пэслик К., Холлидей А. Ультраосновной калиевый магматизм и континентальное рифтообразование на севере центральной Танзании: связь с повышенным тепловым потоком // Геология и геофизика. - 1997. - № 1. - С. 67-77.
Кадик А. А., Луканин О. А., Портнягин А. Л. Магмообразование при восходящем движении мантийного вещества: температурный режим и состав расплавов, образующихся при адиабатической декомпрессии ультрабазитов мантии // Геохимия. - 1990. - № 9. - С. 1263- 1276.
Каракин А. В., Курьянов Ю.А., Паввленкова Н. И. Разломы, трещиноватые зоны и волноводы в верхних слоях земной оболочки. - Москва: Изд. ИЦ ВНИИгеосистем, 2003. - 228 с.
Карта теплового потока территории СССР / Ред. В. В. Гордиенко, У. И. Моисеенко. - 1 : 5 000 000. - Киев: Изд. ИГФ АН Украины, 1991. - 4 л.
Киселев А. И., Гордиенко И. В., Лашкевич В. В. Петрологические аспекты гравитационной нестабильности тектонических утолщений литосферы // Тихоокеанская геология. - 2004. - № 2. - С. 20-29.
Медарис Л., Фурнель Д., Ванг Х., Елинек Е. Термобарометрия и реконструкция химического состава шпинель-пироксеновых симп- лектитов: доказательство существования раннего граната в лерцолитовых ксенолитах неогеновых лав Чехии // Геология и геофизика. - 2000. - № 1. - С. 260-268.
Павленкова Н. И., Погребицкий Ю. В., Романюк Т.В. Сейсмоплотностная модель коры и верхней мантии Южной Атлантики на Анголо-Бразильском геотраверсе // Физика Земли. - 1993. - № 10. - С. 27-38.
Петрофизика / Ред. Н. Б. Дортман. - Москва: Недра, 1992. - Т. 1. - 392 с.
Рингвуд А. Состав и петрология мантии Земли. - Москва: Недра, 1981. - 583 с.
Рябой В. 3. Структура верхней мантии территории СССР по сейсмическим данным. - Москва: Недра, 1979. - 242 с.
Соболев В. С., Соболев В. Н. Новые доказательства погружения на большие глубины экло- гитизированных пород земной коры // Докл. АН СССР. - 1980. - 250, № 3. - С. 683- 685.
Соллогуб В.Б. Литосфера Украины. - Киев: Наук. думка, 1986. - 184 с.
Справочник физических констант горных пород / Ред. С. Кларк. - Москва: Мир, 1969. - 544 с.
Тектоносфера Тихоокеанской окраины Азии // Под ред. К. Ф. Сергеева, В. В. Гордиенко, М.Л. Красного. - Владивосток: Изд. ДВО РАН, 1992. - 238 с.
Уханов А. В., Рябчиков И.Д., Харькив А.Д. Литосферная мантия Якутской кимберлитовой провинции. - Москва: Наука, 1988. - 287 с.
Фролова Т.И., Перчук Л.Л., Бурикова И.А. Магматизм и преобразование земной коры активных окраин. - Москва: Недра, 1989. - 262 с.
Цымбал С. Н. Кимберлиты центральной части Припятского вала // Минерал. журн. - 2003. - № 5/6. - С. 40-56.
Цымбал С.Н., Татаринцев В.И., Князьков А.П. Минералы глубинных парагенезисов из кимберлитов тр. Южная // Минерал. журн. - 1996. - № 5. - С. 18-44.
Харитонов О. М., Омельченко В. Д., Дрогицкая Г.М., Кутас В.В., Федорченко Л.Л., Шляховский В. А. Литосферный трансект Бухарест - Чернобыль // Докл. НАН Украины. - 1995. - № 5. - С. 84-87.
Харитонов О. М., Красовский С. С., Куприенко П. Я., Кутас В. В., Сологуб Н. В., Дрогиц- кая Г.М., Тимошенко В.И., Шляховский В. А. Литосфекрный трансект Вранча - ЮжноУкраинская АЭС // Геофиз. журн. - 1993. - 15, № 5. - С. 23-31.
Afonso J., Fernandez M., Ranalli G., Griffin W., Connolly J. Integrated geophysical-petrological modeling of the lithosphere and sublithospheric upper mantle: Methodology and applications // Geochem. Geophys. Geosyst. - 2007. - № 9. - Q05008, doi: 10.1029/2007GC00 1834
Arai S., Takada S., Mishidayashi K., Klida M. Petrology of Peridotite Xenoliths from Iraya Volcano, Philippines, and its Implication for Dynamic Mantle-Wedge Processes // J. Petrology. - 2004. - 45, № 2. - P. 369-389.
Bryant J., Yogodzinski G.M., Churikova T.G. Melt- mantle interactions beneath the Kamchatka arc: Evidence from ultramafic xenoliths from Shive- luch volcano // Geochem. Geophys. Geosyst. - 2006. - № 8. - Q04007, doi:10.1029/2006 GC001443
Carlson R., Irving I., Schulze D., Carter B., Hearn J. Timing of Precambrian melt depletion and Pha- nerozoic refertilization events in the lithospheric mantle of the Wyoming Craton and adjacent Central Plains Orogen // Lithos. - 2004. - 77. - P. 453-472.
Carlson R., Pearson D., James D. Physical, chemical, and chronological characteristics of continental mantle // Rev. Geophys. - 2005. - 43. - RG1001. - doi:10.1029/2004RG000156
Coltorti M., Bonadiman C., Hinton R., Siena F., Upton B. Carbonatite Metasomatism of the Oceanic Upper Mantle: Evidence from Clinopyroxenes and Glasses in Ultramafic Xeno- liths of Grande Comore, Indian Ocean // J. Petrology. - 1999. - 40, № 1. - P. 133 - 165.
Coltorti M., Bonadiman C., O'Reilly S., Griffin W., Pearson N. The lithosphere-asthenosphere boundary: Nature, formation and evolution from Hadean to now Heterogeneity in the oceanic lithosphere as evidenced by mantle xenoliths from Sal island (Cape Verde Archipelago) // Tesis EIL-03 World Geological congress Oslo. - 2004.
Dessai A., Markwick A., Vaselli O., Downes H. Granulite and pyroxenite xenoliths from the Deccan Trap: insight into the nature and composition of the lower lithosphere beneath crasorse, 2004. - P. 5-12.
Gao S., Rudnick R., Xud W, Yuan H., Liu Y, Walker R., Puchtel I., Liu X., Huang H., Wang X., Yang J. Recycling deep cratonic lithosphere and generation of intraplate magmatism in the North China Craton // Earth Planet. Sci. Lett. - 2008. - 270, № 1-2. - P. 41-53.
Gorbatov A., Widiyatoro S., Fukao I., Gordeer E. Signature of remnant slabs in the North Pasi- fic from P-wave tomography // Geophys. J. Int. - 2000. - 142, № 1. - P. 27-36.
Gordienko V. Geological criteria and integrated analysis of a zone of recent activity in Fenno- scandia // Proceedings of the institute of fundamental studies. - 2001. - P. 10-15.
Grégoire M., Langlade J., Delpech G., Dantas C., Ceuleneer G. Nature and evolution of the lithospheric mantle beneath the passive margin of East Oman: Evidence from mantle xenoliths sampled by Cenozoic alkaline lavas // Lithos. - 2009. - doi:10.1016/j.lithos.2009.02.002
Franz L., Becker K., Kramer W., Herzig P. Meta- morphic mantle xenoliths from Bismarck microplate // J. Petrology. - 2002. - 43, № 2. - P. 315-343.
Hawkesworti C., Kempton P., Rogers N., Ellam R., van Calsteren P. Continental mantle lithosphere, and shallow level enrichment processes in the Earth's mantle // Earth Planet. Sci. Lett. - 1990. - 96, № 3/4. - P. 256-268.
Infune T. An experimental investigation of the pyroxene-garnet transformation in a pyrolite composition and its bearing on the construction of the mantle // Phys. Earth Planet. Int. - 1987. - 45. - P. 324-336.
Jacob D. Nature and origin of eclogite xenoliths from kimberlites // Lithos. - 2004. - 77. - P. 295-316.
James D., Boyd F., Schutt D., Bell D., Carlson R. Xenolith constraints on seismic velocities in the upper mantle beneath southern Africa // Geochem. Geophys. Geosyst. - 2003. - № 5. - Q01002, doi:10.1029/2003GC000551
Jones B., Kostoula T., Stoppa F., Woolley A. Petrography and mineral chemistry of mantle xe- noliths in a carbonate-rich melilititic tuff from Mt. Vulture volcano, southern Italy // Minera- logical Magazine. - 2000. - 64, № 4. - P. 593-613.
Kuge K., Fukao Y. High-velocity lid of East Antarctica: Evidence of a depleted continental lithosphere // J. Geophys. Res. - 2004. - 110. - B06309, doi:10.1029/2004JB003382
Kukkonen I., Peltonen P. Xenolith-controlled geotherm for the central Fennosndian Shield for lithospheric-asthenospheric relations // Tectonophysics. - 1999. - 304. - P. 301- 315.
Lappin M., Dawson J. Two Roberts Victor cumulate eclogites and their re-equilibration // Phys. Chem. Earth. - 1975. - 9. - P. 351-365.
Maaloe S., Aoki K. The major element composition of the upper mantle estimated from the composition of lherzolites // Conf. Mineral. Petrol. - 1977. - 63. - P. 121-135.
Marquering H., Snieder R. Shear-wave velocity structure beneath Europe, the northeastern Atlantic and western Asia from waveform inversions including surface - wave mode coupling // Geophys. J. Int. - 1996. - 127. - P. 283- 304.
McBride J., Lambert D., Greig A., Nicholls I. Multistage evolution of Australian subcontinental mantle: Re-Os isotopic constraints from Victorian mantle xenoliths // Geology. - 1996. - 24, № 7. - P. 631-634.
Pavlenkova G. A., Pavlenkova N. I. Upper mantle structure of Northern Eurasia from peaseful nuclear explosion data // Tectonophysics. - 2006. - 416. - P. 33-52.
Peltonen P., Kinnunen K., Huhma H. Petrology of two diamondiferous eclogite xenoliths from the Laqhtojoki kimberlite pipe, eastern Finland // Lithos. - 2002. - 63. - P. 151-164.
Rivalenti G., Mazzucchelli M., Girardi V., Vannucci R., Barbieri M., Zanetti A., Goldstein S. Composition and processes of the mantle lithosphere in northeastern Brazil and Fernando de Noronha: evidence from mantle xenoliths // Con- trib. Mineral Petrol. - 2000. - 138. - P. 308- 325.
Salters V., Stracke A. Composition of the depleted mantle // Geochem. Geophys. Geosyst. - 2003. - № 5. - Q05B07, doi:10.1029/2003GC 000597
Simon N., Neumann E., Bonadiman C., Coltorti M., Delpech G., Grégoire M., Widom E. Ultra-refractory Domains in the Oceanic Mantle Lithosphere Sampled as Mantle Xenoliths at Ocean Islands // J. Petrology. - 2008. - 49, № 6. - P. 1223-1251.
Sobolev S., Zeyen H., Stoll G., Welling F., Altherr R., Fuchs K. Upper mantle temperatures from teleseismic tomography of French Massif Central // Earth Planet. Sci. Lett. - 1996. - 139. - P. 147-163.
Sterna C., Kilian R., Olker B., Hauri E., Kyser T. Evidence from mantle xenoliths for relatively thin (< 100 km) continental lithosphere below the Phanerozoic crust of southernmost South America // Lithos. - 1999. - 48. - P. 217- 235.
Xui Y., Menzies M., Vroon P., Mercier J., Lin C. Texture - Temperature - Geochemistry Relation - ships in the Upper Mantle as Revealed from Spinel Peridotite Xenoliths from Wangqing, NE China // J. Petrology. - 1998. - 39, № 3. - P. 469-493.
Wagner L., Beck S., Zandt G. Upper mantle structure in the south central Chilean subduction zone (30° to 36° S) // J. Geophys. Res. - 2004. - 110. - B01308, doi:10.1029/2004JB00 3238
Walter M. J. Melting of Garnet Peridotite and the Origin of Komatiite and Depleted Lithosphere // J. Petrology. - 1998. - 39, № 1. - P. 29-60.
Zhao L., Helmberger D. Upper-mantle compressional velocity structure beneath the northwest Atlantic Ocean // J. Geophys. Res. - 1993. - 98. - P. 14,185-14,196.
Zielhuis A., Nolet G. Shear wave velocity variations in the upper mantle beneath central Europe // Geophys. J. Int. - 1994. - 117. - P. 655- 676.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2020 Geofizicheskiy Zhurnal
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
