Головна геодинамическая границя і сейсмічна візуалізація плюмів Східно-Європейської платформи
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i1.2019.158868Ключові слова:
seismic tomography, East European platform, main geodynamic boundary, plum (Volyn-Orsha, North-Azov, Moscow, Timan, Belomorsky, Varanger, Shelefteo), super-deep fluidsАнотація
Згідно з тривимірною P-швидкісною моделлю мантії під Євразією, отриманою методом тейлорового наближення, проведено сейсмічну візуалізацію проявів мантійних плюмів і надглибинних флюїдних процесів Східноєвропейської платформи. Як вихідні дані використано часи перших вступів P-хвилі згідно з бюлетенями ISC за період 1964—2006 рр. Визначено флюїдний домен як зону поширення низькошвидкісних неоднорідностей з нижньої, середньої мантії у верхню та розтікання по латералі верхнього завершення її центральної частини. Центральну, низькошвидкісну, частину флюїдного домену визначено як плюм. На території Східноєвропейської платформи виділено плюми Північноазовський, Волино-Оршанський, Московський, Тіманський, Біломорський, Варангер та Шеллефтео. У зоні розтікання мантійних доменів виявлено 19 надглибинних мантійних флюїдів. За характером поведінки градієнта швидкості з глибиною побудовано головну геодинамічну межу (між верхньою та середньої мантією), що в межах Східноєвропейської платформи залягає на глибині від 525 до 700 км. Згідно з глибиною залягання головної геодинамічної межі Східноєвропейську платформу розділено на Фенноскандію (575 км), Сарматію (виділено дві частини з глибинами 575 і 600—625 км) та Волго-Уралію (625 км). Головну геодинамічну межу Баренцевоморської плити розділено на Східну і Західну (525—550 км). Для цієї межі виявлено зменшення градієнта швидкості (різкості) з півночі на південь від 0,734 с-1 у мантії під архіпелагом Медвежий до середнього значення, в основному < 0,2 с-1, у мантії північніше 55° півн. ш.Посилання
Bogatikov, O. A., Kovalenko, V. I., & Sharkov, E. V. (2010). Magmatism. Tectonics. Geodynamics of the Earth. Moscow: Nauka, 607 p. (in Russian).
Bullen, K. (1966). Introduction to theoretical seismology. Moscow: Mir, 460 p. (in Russian).
Garetskiy, R. G., & Karataev, G. I. (2014). Suture zones of Fennoscandia, Sarmatia and Volga-Uralia. Minsk: Belaruskaya Navuka, 120p. (in Russian).
Geyko, V. S. (1997). Taylor approximation of the wave equation and the eikonal equation in inverse seismic problems. Geofizicheskiy zhurnal, 19(3), 48—68 (in Russian).
Geyko, V. S., Tsvetkova, T. A., Shumlyanskaya, L. A., Bugaenko, I. V., & Zaets, L. N. (2005). Regional 3D P-velocity model of the Sarmatian mantle (south-west of the East European platform). Geofizicheskiy zhurnal, 27(6), 927—939 (in Russian).
Geyko, V. S., Shumlyanskaya, L. A., Bugaenko, I. V., Zaets, L. N., & Tsvetkova, T. A. (2006). Three-dimensional model of the upper mantle of Ukraine by the terms of P-waves arrival. Geofizicheskiy zhurnal, 28(1), 3—16 (in Russian).
Gufeld, I. L. (2007). Seismic process. Physical and chemical aspects. Scientific publication. Korolev: TSNIIMash, 160 p. (in Russian).
Grachev, A. F. (2000). Mantle plumes and problems of geodynamics. Fizika Zemli, (4), 3—37 (in Russian).
Dobretsov, N. L., Kirdyashkin, A. G., & Kirdyashkin, A. A. (2001). Deep geodynamics. Novosibirsk: Publishing house of the RAS “GEO”, 405 p. (in Russian).
Zharkov, V. N. (1983). The internal structure of the Earth and planets. Moscow: Nauka, 416 p. (in Russian).
Dobretsov, N. L. (2010). Global geodynamic evolution of the Earth and global geodynamic models. Geologiya i geofizika, 51(6), 761—784. doi: 10.1016/j.rgg.2010.05.002 (in Russian).
Kuzmin, M. I., & Yarmolyuk, V. V. (2014). Mantle plumes of Northeast Asia and their role in forming endogenous deposits. Geologiya i geofizika, 55(2), 153—184. doi: 10.1016/j.rgg.2014.01.002 (in Russian).
Lavrentyev, M. M., Romanov, V. G, & Shishatskiy, S. P. (1980). Some problems of mathematical physics and analysis. Moscow: Nauka, 286 p. (in Russian).
Orovetskiy, Yu. P. (2010). On the problem of genetic basis of the old East European platform. Geofizicheskiy zhurnal, 32(3), 106—111. http://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v32i3.2010.117542 (in Russian).
Pavlenkova, N. I. (2001). The structure of the Earth’s crust and upper mantle and the mechanism of the movement of deep matter. Electronic scientific and information journal “Vestnik OGGGGN RAN”, (4) (in Russian).
Puzyrev, N. N. (1997). Methods and objects of seismic studies. Introduction to general seismology. Novosibirsk: Scientific Publishing Center of the United Institute of Geology, Geophysics and Mineralogy of the SB RAS, 301p. (in Russian).
Pushcharovsky, Yu. M., & Pushcharovsky, D. Yu., (2010). Geology of the Earth’s mantle. Moscow: Geos, 138 p. (in Russian).
Stolbov, N. M. (2011). Franz Josef Plume Development Model: The current state of earth sciences. Proceedings of the International conference dedicated to the memory of Viktor Efimovich Khain, Moscow, February 1—4, 2011 (pp. 1792—1795). Moscow: Geol. Faculty of Moscow State University (in Russian).
Tsvetkova, T. A., & Bugayenko, I. V. (2012). Seismotomography of the mantle under the East European Platform: mantle velocity boundaries. Geofizicheskiy zhurnal, 34(5), 161—172. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i5.2012.116672 (in Russian).
Tsvetkova, T. A., & Bugaenko, I. V. (2016). The structure of velocity mantle number of horizons under Phennoscandia according to seismic-tomography data. Geofizicheskiy zhurnal, 38(1), 57—77. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v38i1.2016.107723 (in Russian).
Tsvetkova, T. A., Bugaenko, I. V., & Zaets, L. N. (2017). Seismic visualization of plumes and super-deep fluids in mantle under Ukraine. Geofizicheskiy zhurnal, 39(4), 42—54. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v39i4.2017.107506 (in Russian).
Tsvetkova, T. A., Bugaenko, I. V., & Zaets, L. N. (2016). Velocity divisibility of the mantle beneath the Ukrainian Shield. Geofizicheskiy zhurnal, 38(4), 75—87 (in Russian). http://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v38i4.2016.107802.
Tsvetkova, T. A., Bugaenko, I. V., & Zaets, L. N. (2015). Structure of low-speed regions in the mantle of northern Europe. Trudy Karelskogo nauchnogo tsentra RAN, (7), 106—126 (in Russian). doi: 10.17076/geo157.
Tsvetkova, T. A., Shumlyanskaya, L. A., Bugaenko, I. V., & Zaets, L. N. (2009). Seismotomography of the East European Platform: a three-dimensional P-velocity model of the mantle under the mantle under Fennoscandia. Part I. Geofizicheskiy zhurnal, 31(1), 53—72 (in Russian).
Tsvetkova, T. A., Shumlyanskaya, L. A., Bugaenko, I. V., & Zaets, L. N. (2010à). Seismotomography of the East European platform: a three-dimensional P-velocity model of the mantle near Fennoscandia. Part II. Geofizicheskiy zhurnal, 32(1), 60—77. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v32i1.2010.117570 (in Russian).
Tsvetkova, T. A., Shumlyanskaya, L. A., Bugaenko, I. V., & Zaets, L. N. (2010b). Seismotomography of the East European and Barents Pechora platforms: a three-dimensional P-velocity model of the mantle near the Volga-Uralia, the Caspian basin and the Barents-Pechora platform. Geofizicheskiy zhurnal, 32(5), 35—50. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v32i5.2010.117505 (in Russian).
Sharov, N. V. (2017). Lithosphere of Northern Europe according to seismic data. Petrozavodsk: Edition of Karelian Research Center of RAS, 168 p. (in Russian).
Shestopalov, V. M., Lukin, A. E., Zgonnik, V. A., Makarenko, A. N., Larin, N. V., & Boguslavsky, A. S. (2018). Essays on Earth’s degassing. Kiev: Institute of Geological Sciences, NAS of Ukraine; Scientific-Ing. Center for Radio-Hydrogeoecological Ground Research of the NAS of Sciences of Ukraine, 632 p. (in Russian).
Shipilov, E. V. (2011). Geodynamics of superplume events in the evolution of the Arctic Ocean and its continental margins. Proceedings of the International conference dedicated to the memory of Viktor Efimovich Khain, Moscow, February 1—4, 2011 (pp. 2110—2113). Moscow: Geol. Faculty of Moscow State University (in Russian).
Filatova, N. I., & Khain, V. E. (2007). Tectonics of the eastern Arctic region. Geotektonika, 41(3), 3—29. (in Russian).
Furman, V. (2010). Heat transfer and heat diffusion in the plintic convective manthen plumes of the Earth. Visnyk Lvivskoho universytetu. Seriya heolohichna, (24), 35—49 (in Ukrainian).
Khain, V. E. (2001). Tectonics of continents and oceans. Moscow: Nauchnyy Mir, 604 p. (in Russian).
Khain, V. E., & Lomidze, M. G. (2005). Geotectonics with the Fundamental of Geoddynamics. Moscow: KDU, 560 p. (in Russian).
Bogdanova, S. V. (1993). The three-segment hypothesis for the East European Craton. Terra Nova, 5(Suppl 1), 313—314.
Geyko, V. S. (2004). A general theory of the seismic travel-time tomography. Геофиз. журн. 2004. Т. 26. № 2. C. 3—32.
Nataf, H.-C. (2000). Seismic imaging of mantle plumes. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 28, 391—417. https://doi.org/10.1146/annurev.earth.28.1.391.
Nolet, G., Karato, S.-T., & Montelli, R. (2006). Plume fluxes from seismic tomography. Earth and Planetary Science Letters, 248(3-4), 685—699. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2006.06.011.
Shchipansky, A., & Bogdanova, S. V. (1996). The Sarmatian crustal segment: Precambrian correlation between the Voronezh Massif and the Ukrainian Shield across the Dniepr-Donets aulocogen. Tectonophysics, 268(1-4), 109—125. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(96)00227-2.
Gorbatschev, R. & Bogdanova, S. (1993). Frontiers in the Baltic Shield. Precambrian Research, 64(1-4), 3—21. https://doi.org/10.1016/0301-9268(93)90066-B.
##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).
