Швидкісна модель подкоровой мантії України
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i6.2018.151004Ключові слова:
deep-seated processes, modern activation, thermal and velocity models of the Ukraine’s upper mantleАнотація
Наведено розрахунок розподілу швидкості поширення поздовжніх сейсмічних хвиль на глибинах 50—100 км під територією України. Така швидкісна модель характеризує стан надр у зонах сучасної активізації і неактивних районах платформи.
Використано схему зон сучасної активізації, яку побудовано раніше за результатами комплексних геолого-геофізичних досліджень України. Розраховано схему тепломасоперенесення за сучасної активізації, що ґрунтується на адвекційно-поліморфній гіпотезі глибинних процесів у тектоносфері Землі. За цією схемою обчислено розподіл температур у верхніх горизонтах мантії. За величиною температурних аномалій порівняно з надрами платформи визначено швидкісні аномалії. Враховано часткове плавлення порід. Аномалії сягають 0,3 км/с.
Показано, що багато з розглянутих у літературі швидкісних моделей не придатні для визначення прогнозних аномалій. Їм не вистачає точності й детальності. Похибки у швидкостях у моделях визначено за різницею між розподілами швидкостей, які побудовані для збіжних районів, і сягають 0,10—0,12 км/с. Пониження та підвищення швидкостей не відповідають зонам сучасної активізації і платформним ділянкам.
Деякі локальні моделі виявляються точнішими. Розподіл швидкості в їх межах узгоджується з прогнозним, згідно з адвекційно-полиморфною гіпотезою, у межах похибки розрахунку. Однак моделі характеризують лише невелику частину досліджуваної території. Крім того, варіації швидкості видаються дуже великими. Це значною мірою пов’язане із впливом похибок вихідних сейсмологічних даних на порівняно невеликих відстанях між вогнищами землетрусів і сейсмічними станціями. Тому в усіх випадках використано тільки усереднені величини.
За сейсмологічними даними для землетрусів на території України і на невеликих відстанях за її межами побудовано усереднені розподіли швидкості за глибиною для променів, що перетинають всі відомі зони сучасної активізації. Вони узгоджуються з прогнозними. На цій підставі теплові моделі верхніх горизонтів мантії України перераховано у швидкісні. Складено карти-зрізи на глибинах 50, 75 і 100 км. Межі швидкісних аномалій ще треба вивчити детальніше.
Посилання
Burmin, V. Yu. (2018). About some established errors in seismology. Seysmicheskiye pribory, 54(1), 62—88 (in Russian).
Verkhovtsev, V. (2006). The newest vertical movements of the Earth’s crust of the territory of Ukraine, their mutual relations with linear and ring structures. In Energy of the Earth, its geological and ecological manifestations, scientific and practical use (pp. 129—137). Kiev: Publication of the Kiev National University (in Ukrainian).
Gabsatarova, I. P., & Babkova, E. A. (2006). Parameters of the Berdyansk earthquake on July 31, 2006 from MS=3.3 (Ukraine, Zaporozhye region). In Seismological Bulletin of Ukraine for 2006 (pp. 18—26). Sevastopol: NPC Ekosi-Hydrophysics (in Russian).
Geyko, V. S., Tsvetkova, T. A., Livanova, L. P., Sannikova, N. P. (1993). The velocities of P-waves in the upper mantle of the Black Sea basin and the structures of the south of Ukraine according to earthquake data. In Geodynamics and deep structure of seismogenic zones of Ukraine (pp. 31—59). Kiev: Naukova Dumka (in Russian).
Geyko, V. C., Tsvetkova, T. A., Sannikova, N. P., Livanova, L. P., Geyko, K. V. (1998). Regional 3-D P-velocity structure of the northwestern Eurasia’s mantle. Geofizicheskiy zhurnal, 20(3), 67—91 (in Russian).
Volvovskiy, B. S., & Starostenko, V. I. (Eds.). (1996). Geophysical parameters of the lithosphere of the southern sector of the Alpine Orogen. Kiev: Naukova Dumka (in Russian).
Gintov, O. B., Yegorova, T. P., Tsvetkova, T. A., Bugaenko, I. V., Murovskaya, A. V. (2014). Geodynamic features of joint zone of the Eurasian plate and the Alpine-Himalayan belt within the limits of Ukraine and adjacent areas. Geofizicheskiy zhurnal, 36(5), 26—63. https://doi.org/10.24028/ gzh.0203-3100.v36i5.2014.111568 (in Russian).
Gobarenko, V. S., & Nesterov, A. N. (2009). Velocity structure of the transition zone uora-upper mantle in the West-Black Sea basin. Kultura narodov Prichernomorya, (156), 9—15 (in Russian).
Gontovaya, L. I., & Gordienko, V. V. Deep processes and geophysical models of the mantle of East Kamchatka and Kronotsky Bay. Geologiya i poleznyye iskopayemyye Mirovogo okeana, (2), 107—121 (in Russian).
Gordienko, V. V. (2010). On the nature of the anomalies of the velocity of propagation of longitudinal seismic waves in the upper mantle. Geofizicheskiy zhurnal, 32(2), 43—63. https://doi.org/10.24028/ gzh.0203-3100.v32i2.2010.117556 (in Russian).
Gordienko, V. V. (2017). Thermal processes, geodynamics, deposits. Retrived from: https:// ivangord2000.wixsite.com/tectonos.
Gordienko, V., Gordienko, I., Zavgorodnaya, O. (2016). Thermal field and geoenergetic resources of Ukraine. Saarbruken: LAP Lambert Academ. Publ. (in Russian).
Gordienko, V. V., Gordienko, I. V., Zavgorodnyaya, O. V., Kovachikova, S., Logvinov, I. М., Tarasov, V. N., Usenko, O. V. (2005). Ukrainian shield (geophysics, deep processes). Кiev: Korvіn press (in Russian).
Gordienko, V. V., & Gordienko, L. Ya. (2012). On the propagation velocity of longitudinal seismic waves in the subcrustal mantle of the Carpathian region. Dopovidi NAN Ukrainy, (3), 95—100 (in Russian).
Gordienko, V. V., & Gordienko, L. Ya. (2017а). Velocities of P-waves in the Ukrainian subcrustal mantle. Dopovidi NAN Ukrainy, (12), 52—59 (in Russian).
Gordienko, V. V., & Gordienko, L. Ya. (2017b). Velocity models of the upper mantle of the continental and oceanic rifts. Geofizicheskiy zhurnal, 32(2), 43—63. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v39i6.2017.116365 (in Russian).
Gordienko, V. V., & Tarasov, V. N. (2001). Modern activation and isotopy of helium of the territory of Ukraine. Kiev: Znannya (in Russian).
Ermakov, A. P. (2005). Deep structure of the Black Sea depression based on the results of a new interpretation of seismic data: Extended abstract of candidate’s thesis. Moscow: Moscow State University (in Russian).
Nazarova, Z. A., Droznina, S. Ya., Senyukov, S. L., Droznin, D. V. (2010). Determination of the location of earthquake foci of the Kamchatka region. In Problems of complex geophysical monitoring of the Far East of Russia (pp. 363―366). Petropavlovsk-Kamchatsky: Publishing House of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences (in Russian).
Nesterov, A. N., & Grigorieva, O. A. (1987). Effects of azimuthal anomalies of surface Love waves in the Carpatho-Balkan region. Fizika Zemli, (6), 57―65 (in Russian).
Lobkovsky, L. I. (Ed.). (2008). Report «Development of scientific foundations of an integrated system for monitoring seismic activity in the Kurile-Kamchatka region». Moscow: Moscow: Publ. of the Institute of Oceanology of the RAS (in Russian).
Pozhgay, K. (1977). Seismic reflecting boundaries and velocity distribution in the earth’s crust and mantle. In The structure of the earth’s crust and upper mantle according to seismic data (pp. 228―230). Kiev: Naukova Dumka (in Russian).
Ryaboy, V. Z. (1979). Structure of the upper mantle of the USSR territory by seismic data. Moscow: Nedra (in Russian).
Garetskiy, R. G. (1985). Seismological and geothermal studies in Belarus. Minsk: Nauka i Tekhnika (in Russian).
Seismological Bulletin of Ukraine for 2004. (2004). Sevastopol: NPC Ekosi-Gidrofizika (in Russian).
Seismological Bulletin of Ukraine for 2006. (2006). Sevastopol: NPC Ekosi-Gidrofizika (in Russian).
Sollogub, V. B. (1986). Lithosphere of Ukraine. Kiev: Naukova Dumka (in Russian).
Tarakanov, R. Z. (2006). Velocity models and hodographs of P-waves for the Far Eastern region. Vestnik DVO RAN, (1), 81―95 (in Russian).
Ukhanov, A. V., Ryabchikov, I. D., Kharkiv, A. D. (1988). Lithospheric mantle of the Yakut kimberlite province. Moscow: Nauka (in Russian).
Kharitonov, O. M., Krasovsky, S. S., Kuprienko, P. Ya., Kutas, V. V., Sologub, N. V., Drogitskaya, G. M., … Shlyahovsky, V. A. (1993). Lithospheric transect Vrancea—South-Ukrainian NPP. Geofizicheskiy zhurnal, 15(5), 23―31 (in Russian).
Kharitonov, O. M., Omelchenko, V. D., Drogitskaya, G. М., Kutas, V. V. (1995). The lithospheric transect Bucharest―Chernobyl. Doklady NAN Ukrainy, (5), 84―87 (in Russian).
Yanovskaya, T. B., Gobarenko, V. S., Yegorova, T. P. (2016). The structure of the subcrustal lithosphere of the Black Sea basin according to seismological data. Fizika Zemli, (1), 15―30 (in Russian).
Diaz, J., Gil, A., Gallart, J. (2013). Uppermost mantle seismic velocity and anisotropy in the Euro-Mediterranean region from Pn and Sn tomography. Geophysical Journal International, 192(1), 310―325. https://doi.org/10.1093/gji/ggs016.
Gordienko, V. (2015). Advective heat and mass transfer in the Earth’s tectonosphere. NCGT Journal, 3(3), 282―309.
Gordienko, V. (2016). Deep-seated processes in the tectonosphere of continental rifts. NCGT Journal, 3(4), 361―388.
Grad, M., Guterch, A., Keller, G., Janik, T., Hegedьs, E., Vozбr, J., ..., Yliniemi, J. (2006). Lithospheric structure beneath trans-Carpathian transect from Precambrian platform to Pannonian basin: CELEBRATION 2000 seismic profile CEL05. Journal of Geophysical Research, 111(B3), B03301. doi:10.1029/2005JB003647.
Hauser, F., Raileanu, V., Fielitz, W., Bala, A., Prodehl, C., Polonic, G., Schulze, A. (2001). VRANCEA99 — the crustal structure beneath the southeastern Carpathians and the Moesian Platform from a seismic refraction profile in Romania. Tectonophysics, 340(3-4), 233—256. https://doi.org/10.1016/ S0040-1951(01)00195-0.
Hearn, T. M. (1999). Uppermost mantle velocities and anisotropy beneath Europe. Journal of Geophysical Research, 104(B7), 15,123—15,140. https://doi.org/10.1029/1998JB900088.
International Seismological Centre. Retrived from: http://www.isc.ac.uk.
Pavlenkova, G. A., & Pavlenkova, N. I. (2006). Upper mantle structure of the Northern Eurasia from peaceful nuclear explosion data. Tectonophysics, 416(1-4), 33—52. https://doi.org/10.1016/ j.tecto.2005.11.010.
Piromallo, C., & Morelli, A. (2003). P-wave tomography of the mantle under Alpine-Mediterranean area. Journal of Geophysical Research, 108(B2), 2065. doi:10.1029/2002JB001757.
Wйber, Z. (2002). Imaging Pn velocities beneath the Pannonian Basin. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 129(3-4), 283—300. https://doi.org/10.1016/S0031-9201(01)00299-0.
Zaharia, B., Enescu, B., Radulian, M., Popa, M., Koulakov, I., Parolai S. (2009). Determination of the lithospheric structure from Carpathians Arc bend using local data. Romanian Reports in Physics, 61(4), 748—764.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Геофізичний журнал
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
