Features of the velocity structure of the mantle under the Precambrian structures on the example of the Indian platform (according to seismic tomography)

Л.М. Заєць; І.В.  Бугаєнко; Т.О.  Цвєткова

doi:10.24028/gzh.0203-3100.v43i1.2021.225550

Автор(и)

Л.М. Заєць Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна
І.В. Бугаєнко Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна
Т.О. Цвєткова Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v43i1.2021.225550

Анотація

Наведено додаткові дані, які наближають до розуміння рушійних сил при формуванні геологічних структур і особливостей розвитку Індійської платформи. Залучено результати сейсмічної томографії та подано їх аналіз. Отримано тривимірну Р-швидкісну модель мантії Індійської платформи за методом Тейлорового наближення, розробленим В.С. Гейко. Незаперечні переваги методу полягають у незалежності від початкового наближення (референсної моделі) і найліпшим наближенням нелінійності. Згідно з даними, мантія під Індійської платформою знаходиться під впливом як плюмів, так і флюїдних систем. Вплив плюмів спостерігається у вигляді низькошвидкісних субвертикальних виходів із нижньої мантії до перехідної зони; флюїдів — у вигляді чергування високо- і низькошвидкісних аномалій з нижньої мантії (або з перехідної зони верхньої мантії) до верхньої мантії. Проаналізовано як загальну швидкісну будову мантії платформи, так і швидкісну будову мантії під окремими кратонами (Бандельканд, Сінгбум, Бастар і Дарвар), сукупність яких складає Індійську платформу, і траповими провінціями. За зниженими швидкістями в мантії виділено зону, яка відповідає на поверхні лінеаменту Нармада-Сон, що переходить у Центральну Індійську тектонічну зону. Мантійні швидкісні структури під Деканською траповою провінцією разом із своєю ділянкою розтікання в перехідній зоні мантії поділяють на глибинах 375 км платформу на дві частини. Виділено і проаналізовано зони мантії з похилими шарами: під кратонами Бандельканд і Сінгбум, трапами Раджмахал і північною межею Деканських трапів. Відповідно до моделі, в мантії добре виділяється область, що межує з Гімалаями. Показано, як при зіткненні Індійської платформи з Євразійською окраїною товща верхньої мантії розшаровується на пластини, здатні до самостійних рухів, зокрема і субдукції.

Посилання

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).

Letnikov, F.A. (2001). Super-deep fluid systems of the Earth and problems of ore formation. Geologiya rudnych mestorozhdeniy, 43(4), 291—307 (in Russian).

Pushcharovskiy, Yu.M., & Pushcharovskiy, D.Yu. (2010). Geology of the Earth’s mantle. Moscow: Geos, 138 p. (in Russian).

Suschevskaya, N.M., Belyatskiy, B.V., Leichenkov, G.L. & Layba, A.A. (2009). Evolution of the Karu-Mod deep plume in the Antarctic and its effect on magmatism of the early stages of the Indian revelation. Geokhimiya, (1), 3—20 (in Russian).

Khain, V.E. & Limonov, A.F. (2004). Regional geotectonics (tectonics of continents and oceans): a training manual. Tver: Gers, 270 p. (in Russian).

Biswas, S.K. (1987). Regional Tectonic Framework, Structure and Evolution of the Western Marginal Basins of India. Tectonophysics, 135, 302—327. https://doi.org/10.1016/0040-1951(87)90115-6.

Geyko, V.S. A general theory of the seismic travel-time tomography. Геофиз. журн. 2004. Т. 26. № 1. С. 3—32.

Huang, J., & Zhao, D. (2006). High-resolution mantle tomography of China and surrounding regions, Journal of Geophysical Research, 111, B09305. https://doi.org/10.1029/2005JB004066.

Kent, R.W., Pringle, M.S., Müller, D., Saunders, A., & Ghose, N.C. (2002). 40Ar/39Ar Geochronology of the Rajmahal Basalts, India, and their Relationship to the Kerguelen Plateau. Journal of Petrology, 43(7), 1141—1153. https://doi.org/10.1093/petrology/43.7.1141.

Li, C., van der Hilst, R., Meltzer, A.S., Engdahl, E.R. (2008). Subduction of the Indian lithosphere beneath the Tibetan Plateau and Burma. Earth and Planeary Science Letters, 274, 157168, https://doi.org/10.1016/j.epsl.2008.07.016.

Meert, J.G., Pandit, M.K., Pradhan, V.R., Banks, J., Sirianni, R., Stroud, M., Newstead, B., & Gifford, J. (2010). Show morePrecambrian crustal evolution of Peninsular India: A 3.0 billion year odyssey. Journal of Asian Earth Sciences, 39(6), 483—515. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2010.04.026Morgan, W.J. (1983). Hotspot tracks and the early rifting of the Atlantic. Tectonophysics, 94(1-4), 123—139. https://doi.org/10.1016/0040-1951(83)90013-6.

Pandey, O.P. & Agrawal, P.K. (1999). Lithospheric Mantle Deformation beneath the Indian Cratons. The Journal of Geology, 107(6), 683—692. https://doi.org/10.1086/314373.

Polet, J. & Anderson, D.L. (1995). Depth extent of cratons as inferred from tomographic studies. Geology, 23(3), 205—208. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1995)023<0205:DEOCAI>2.3.CO;2

Radhakrishna, B.P. (1989). Suspect tectono-stratigraphic terrane elements in the Indian subcontinent. Journal of the Geological Society of India, 34(1), 1—24.

Rao, V.V. & Reddy, P.R. (2002). A Mesoproterozoic supercontinent: evidence from the Indian shield. Gondwana Research, 5, 63—74. https://doi.org/10.1016/S1342-937X(05)70889-3.

Sheth, H.C. (2005). From Deccan to Réunion: No trace of a mantle plume. In G.R. Foulger, J.H. Natland, D.C. Presnall, D.L. Anderson (Eds.), Plates, plumes, and paradigms (pp. 477—501). Geological Society of America Special Paper 388.

Zhao, J., Yuan, X., Liu, H., Kumar, P., Pei, S., Kind, R., Zhang, Z., Teng, J., Ding, L., Gao, X., Xu, Q., & Wang, W. (2010). The boundary between the Indian and Asian tectonic plates below Tibet. PNAS, 107(25), 11229—11233. https://doi.org/10.1073/pnas.1001921107.

Zhang, H., Zhao, D., Zhao, J., & Xu, Q. (2012). Convergence of the Indian and Eurasian pla¬tes under eastern Tibet revealed by seismic tomography. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 13(6), Q06W14. https://doi.org/10.102/ 20912GC004031.