Глибинні процеси, швидкісна, теплова і густинна моделі верхньої мантії Східної Камчатки
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v42i1.2020.195465Ключові слова:
Kamchatka, advection-polymorphic hypothesis, velocity, thermal, density and geoelectric models of the upper mantleАнотація
Для швидкісної структури літосфери Східної Камчатки побудовано томографічну модель високого просторового розрізнення. Модель демонструє чіткий зв’язок значень сейсмічної швидкості в мантії і в підповерхневій структурі. Зміна швидкості поширення P-хвиль відносно середньої 1D моделі сягає ±0,6 км/с. Помітне положення астеносфери або інтервалу глибин із швидкостями, нижчими, ніж на рівні солідуса. Сейсмологічна модель може бути використана для контролю моделі глибинних процесів у досліджуваному регіоні. Розглянуто схему альпійських і сучасних глибинних процесів у корі та верхній мантії Східної Камчатки і Кроноцького залива з використанням уявлень адвекційно-поліморфної гіпотези. Наслідки цих процесів узгоджуються з швидкісною моделлю мантії та складом магматичних порід. Використано дані стосовно ксенолітів із земної кори і складу магматичних порід різного віку та різної глибини розміщення осередків часткового плавлення мантійних порід. Глибина залягання провідників у верхній мантії відповідає глибині розміщення астеносфери. Втім значення електропровідності S для 1D и 2D моделей надто великі. У разі використання тривимірної моделі у південній частині Камчатки величина S об’єктів електропровідності в мантії зменшується. Таким чином, узгодження з тепловою моделлю уявляється можливим. Розглянуто результати побудови щільнісних моделей тектоносфери уздовж трьох профілів на Східній Камчатці і суміжній акваторії. Для моделі верхньої мантії використано теплову модель, що відповідає схемі глибинного процесу за адвекційно-поліморфною гіпотезою. Мантійна гравітаційна аномалія сягає значної величини — понад 200 мГал. Показано можливість пояснення спостереженого гравітаційного поля без підбору параметрів моделей.
Посилання
Anosov, G.I., Bikkenina, S.K., Popov, А.А., Sergeev, K.F, Utnasin, V.K., & Fedorchenko, V.I. (1978). Deep seismic probing of Kamchatka. Moscow: Nauka, 130 p. (in Russian).
Balakina, L.M. (2002). Subduction and Mechanisms of Earthquakes. In Controversial Aspects of Plate Tectonics and Possible Alternatives (pp. 120―141). Moscow: Edition of the Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences (in Russian).
Belyavsky, V.V., & Aleksanova, E.D. (2014). Three-dimensional geoelectrical model of southern Kamchatka. Fizika Zemli, (1), 11―32 (in Russian).
Enescu, B., Mori, J., Miyazawa, M., & Kano, Y. (2009). Omori-Utsu Law c-Values Associated with Recent Moderate Earthquakes in Japan. Bulletin of the Seismological Society of America, 99(2A), 884―891. https://doi.org/10.1785/0120080211.
Fedotov, S.A., Gusev, A.A., Chernysheva, G.V., & Shumilina, L.S. (1985). Seismic focal zone of Kamchatka (geometry, earthquake location and connection to volcanism). Vulkanologiya i seysmologiya, (4), 91―107 (in Russian).
Frolova, Т.I., Perchuk, L.L., & Burikova, I.A. (1989). Magmatism and crustal transformation in active peripheral regions. Мoscow: Nedra, 260 p. (in Russian).
Gontovaya, L.I. & Nizkous, I.V. (2005). Seismic inhomogeneity of the lithosphere in the suture zone between the Kurile-Kamchatka and Aleutian island arcs: Proc. of the volcanological conference (pp. 175―183). Petropavlovsk-Kamchatsky (in Russian).
Gordienko, V.V. (2001a). Advection-polymorphous process in tectonosphere of transition zone of Pacific ocean type. Geofizicheskiy zhurnal, 23(6), 21―39 (in Russian).
Gordienko, V.V. (2001b). The nature of mantle and crust conductors. Geofizicheskiy zhurnal, 23(1), 29―39 (in Russian).
Gordienko, V.V. (2014). Deep-seated processes and seismicity activity. Geofizicheskiy zhurnal, 36(1), 19―42 (in Russian). https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v36i1.2014.116147.
Gordienko, V.V. (2017). Thermal processes, geodynamics, deposits. 283 p. Retrieved from https://docs.wixstatic.com/ugd/6d9890_090e4a0466b94934b7d7af8c751a70bf.pdf (in Russian).
Gordienko, V.V., Gordienko, I.V., Zavgorodnyaya, O.V., Kovachikova, S., Logvinov, I.M., & Tarasov, V.N. (2011). Ukrainian Carpathians (geophysics, deep-seated processes). Kiev: Logos, 128 p. (in Russian).
Goryachev, А.Е. (1966). Kurile-Kamchatka zone: Major patterns of tectonic evolution. Мoscow: Nauka, 235 p. (in Russian).
Kadik, A.A., Lukanin, O.A., & Portnyagin, A.L . (1990). Magma formation with the ascending movement of the mantle substance: the temperature regime and composition of the melts formed during the adiabatic decompression of the ultrabasites of the mantle. Geokhimiya, (9), 1263―1276 (in Russian).
Kissling, E., Ellsworth, W.L., Ederhart-Pillips, D., & Kradolfer, U. (1994). Initial reference models in local earthquake tomography. Journal of Geophysical Research, Solid Earth, 99(B10), 19635―19646. https://doi.org/10.1029/93JB03138.
Marakhanov, V.I. & Potapyev, S.V. (1981). Structural classification of the Kamchatka tectonic region. Мoscow: Nauka, 88 p. (in Russian).
Moroz, Yu.F. (1991). Electrical conductivity of the Earth’s crust and upper mantle in Kamchatka. Мoscow: Nauka, 182 p. (in Russian).
Moroz, Yu.F. (2009). Electrical conductivity of deep-seated strata in Kamchatka’s volcanic zones. In: Electromagnetic studies of the Earth. Moscow: Edition of the Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences, 157 p. (in Russian).
Nizkous, I.V., Kissling, E., Sanina, I. A., & Gontovaya, L.I., (2006). Velocity characteristics of the lithosphere in Kamchatka’s ocean-to-continent transition zone based on the data of seismic tomography. Fizika Zemli, (4), 18―29 (in Russian).
Rass, I.T., & Frih-Har, D.I. (1987). About finding of carbonatite in the Upper Cretaceous ultra basic vulcanites of Kamchatka. Doklady AN SSSR, 294(1), 182―186 (in Russian).
Seliverstov, V. A., & Tsykunov, A.G. (1974). Meymacites of the Northern part of Valaginsky mountain range. Doklady AN SSSR, 217(2), 424―427 (in Russian).
Sergeyev, K.F. (Ed.). (1997). Geodynamics of the tectonosphere in the suture zone of the Pacific Ocean and Eurasia, Vol. IV. Structure and material composition of the sedimentary veneer in the northwestern part of the Pacific Ocean. Yuzhno-Sakhalinsk: Edition of the Institute of Marine Geology and Geophysics of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, 178 p. (in Russian).
Sergeyev, K.F., Gordienko, V.V., & Krasny, M.L. (Eds.). (1992). Tectonosphere of the Asian Pacific Rim. Vladivostok: Edition of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, 238 p. (in Russian).
Smirnov, Ya. B., Sugrobov, V.M., & Yanovskiy, F.A. (1991). Earth heat flow of Kamchatka. Vulkanologiya i seysmologiya, (2), 41―65 (in Russian).
Sobolev, S., Zeyen, H., Stoll, G., Werling, F., Altherr, R., & Fuchs, K. (1996). Upper mantle temperatures from teleseismic tomography of French Massif Central. Earth and Planetary Science Letters, 139(1-2), 147―163. https://doi.org/10.1016/0012-821X(95)00238-8.
Volynets, O.N., Melekescev, I.V., Ponomareva, V.V., Jagodzinsky, J.М. (1999). Harchinski and Zarechnyi volcanoes ― unique centers of late Pleistocene magnesium basalts in Kamchatka: material composition of volcanic rocks. Vulkanologiya i seysmologiya, (1), 31―45 (in Russian).
##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).
