Глибинна будова гірської системи Загрос за даними сейсмічної томографії методом тейлорового наближення
DOI:
https://doi.org/10.24028/gj.v45i5.289104Ключові слова:
Загрос, Іранська плита, сейсмічна томографія, мантія, субдукція, колізіяАнотація
Розглянуто глибинну будову гірської системи Загрос в інтервалі глибин 50—850 км за допомогою сейсмічної томографії методом наближення Тейлора. Коротко схарактеризовано сам метод. На підставі структурно-геологічних і сейсмотомографічних матеріалів запропоновано двочленний поділ Загросу на Північно-Західний (області Кіркук, Лурестан і Дезфул) та Центральний (області Казерун і Фарс). Показано, що основними палеотектонічними механізмами формування Загросу є субдукційно-колізійний (Центральний Загрос) і колізійно-зсувний (Північно-Західний Загрос). За матеріалами тривимірної Р-швидкісної моделі мантії Загросу та його оточення встановлено високошвидкісну дистальну південно-східну частину Аравійської плити, що субдукує під Центральний Загрос та Іранську плиту, слідом за субдукцією Неотетісу. Цей слеб охоплює площу 23—32° пн.ш. — 49—58° сх.д., тобто Перську затоку, Центральний Загрос і значну частину Іранської плити. Максимальна горизонтальна протяжність частини Аравійського слебу, що занурюється, 800—1100 км, максимальна глибина занурення 450—500 км. За матеріалами вертикальних перетинів тривимірної моделі мантії побудовано проєкції на горизонтальну площину ліній перетину поверхні субдукуючої Аравійської плити з горизонтальними перетинами 50, 100, 200, 300 та 400 м. Це дало змогу визначити реальний напрямок занурення слебу, який на різних ділянках виявився або субмеридіональним, або північно-східним 30—45°. У Північно-Західному Загросі, за даними моделі, слідів субдукції не виявлено, проте чітко простежуються і продовжуються нині у корі правозсувні деформації вздовж Головного сучасного розлому. Відмінність у типах деформування Північно-Західного та Центрального Загросу обумовлена, найімовірніше, особливостями контурів східного краю Аравійської плити, а також складним характером її переміщень. Аналіз механізмів вогнищ землетрусів 1977—2001 років показав, що переміщення могло відбуватися з частим чергуванням рухів плити у субмеридіональному та північно-східному напрямках через чергування процесів спредінгу в Аденській затоці та у південно-східній частині Червоного моря.
Посилання
Agard, P., Monié, P., Gerber, W., Omrani, J., Molinaro, M., Meyer, B., Labrousse, L., Vrielynck, B., Jolivet, L., & Yamato, P. (2006). Transient, sy¬no¬bduction exhumation of Zagros blueschists inferred from P-T, deformation, time, and kinematic constraints: implications for Neotethyan wedge dynamics. Journal of Geophysical Research, 111, B11401. https://doi.org/10.1029/2005JB004103.
Agard, P., Omrani, J., Jolivet, L., Whitechurch, H., Vrielynck, B., Spakman, W., & Wortel, R. (2011). Zagros orogeny: A subduction-dominated process. Geological Magazine, 148(5-6), 692—725. https://doi.org/10.1017/S001675681100046X.
Aki, K., Christoffersson, A., & Husebye, E.S. (1977). Determination of the three-dimensional seismic structure of the lithosphere. Journal of Geophysical Research, 82(2), 277—296. https://doi.org/10.1029/JB082i002p00277.
Alavi, M. (2007). Structures of the Zagros fold-thrust belt in Iran. American Journal of Science, 307(9), 1064—1095. https://doi.org/10. 2475/09.2007.02.
Alavi, M. (1994). Tectonics of Zagros orogenic Belt of Iran: new data and interpretation. Tectonophysics, 229(3-4), 211—238. https://doi.org/10.1016/0040-1951(94)90030-2.
Alinaghi, A., Koulakov, I., & Thybo, H. (2007). Seismic tomographic imaging of P- and S-waves velocity perturbations in the upper mantle beneath Iran. Geophysical Journal International, 169(3), 1089—1102. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2007.03317.x.
Allen, M. (2004). Late Cenozoic reorganization of the Arabia-Eurasia collision and the comparison of short-term and long-term deformation rates. Tectonics, 23, 1—16. https://doi.org/10.1029/2003TC001530.
Artemieva, I.M. (2009). The continental lithosphere: Reconciling thermal, seismic, and petrologic data. Lithos, 109, 23—46. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2008.09.015.
Artemieva, I.M. (2019).The lithosphere structure of the European continent from thermal isostasy. Earth-Science Reviews, 188, 454—468. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2018.11.004.
Authemayou, C., Bellier, O., Chardon, D., Malekzade, Z., & Abbassi, M. (2005). Role of Kazerun fault system in active deformation of the Zagros fold-and-thrust belt (Iran). Comptes Rendus Geoscience, 337(5), 539—545. https://doi.org/10.1016/j.crte.2004.12.007.
Berberian, M. (1995). Master blind thrust faults hidden under the Zagros folds: active basement tectonics and surface morphotectonics. Tectonoрhysics, 241, 193—195, 197, 199—224. https://doi.org/10.1016/0040-1951(94)00185-C.
Berberian, M., & King, G. (1981). Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran. Canadian Journal of Earth Sciences, 18, 210—285. https://doi.org/10.1139/e81-019.
Bugaenko, I.V., Shumlyanskaya, L.A., Zaets, L.N., & Tsvetkova, T.A. (2012). Three-dimensional P-velocity model of the upper mantle of the Western Mediterranean. Geofizicheskiy Zhurnal, 34(1), 14—31. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i1.2012.116573 (in Russian).
Chang, S.-U., van der Lee, S., Flanagan, M.P., Bedle, H., Marone, F., Matzel, E.M., Pasyanos, M.E., Rodgers, A.J., Romanowicz, B., & Schmid, C. (2010). Joint inversion for three-dimensional S velocity mantle structure along the Tethyan margin. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 115(B8), 1—22. https://doi.org/10.1029/2009JB007204.
Cocks, L.R.M., & Torsvik, T.H. (2006). European geography in a global context from the Vendian to the end of the Paleozoic (pp. 83—95). Geol. Soc., London, Mem., 32. https://doi.org/ 10.1144/GSL.MEM.2006.032.01.05.
Falcon, N.L. (1974). Southern Iran: Zagros Mountains. In A. Spencer (Ed.), Mesozoic-Cenozoic Orogenic Belts, Data for Orogenic Studies: Alpine-Himalayan Orogens (pp. 199—211). Geol. Soc., London, Spec. Publ., No 4.
Geyko, V.S. (2004). A general theory of the seismic travel-time tomography. Geofizicheskiy Zhurnal, 26(1), 3—32.
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., Bugaenko, I.V., Shumlyanskaya, L.A., Zaets, L.N., & Tsvetkova, T.A. (2007). 3-D P-velocity structure of the upper mantle References of the Eastern Mediterranean. Geofizicheskiy zhurnal, 29(4), 13—30 (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).
Geyko, V.S., & Tsvetkova, T.A. (1989). On uniqueness in solution of unidimensional inverse kinematik problem of seismic. Geofizicheskiy Zhurnal, 11(6), 61—67 (in Russian).
Geyko, V.S., Tsvetkova, T.A., Sannikova, N.P., Livanova, L.P., & Geyko, K.V. (1998). Regional 3-D P-velocity structure of the mantle of northwestern Eurasia — I. Europe. 1. Geofizicheskiy Zhurnal, 20(3), 67—91 (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).
Gintov, O.B., Tsvetkova, T.A., Bugaenko, I.V., & Murovskaya, A.V. (2016). Some features of the structure of the mantle of the Eastern Mediterranean and their geodynamic interpretation. Geofizicheskiy Zhurnal, 38(1), 17—29. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v38i1.2016.107719 (in Russian).
Gintov, O.B., Tsvetkova, T.O., Bugaenko, I.V., Zayats, L.M., & Murovska, G.V. (2022). The deep structure of the Trans-European Suture Zone (based on seismic survey and GSR data) and some insights in to its development. Geofizicheskiy Zhurnal, 44(6), 63—87. https://doi.org/10.24028/gj.v44i6.273640 (in Ukrainian).
Golonka, J. (2004). Plate tectonic evolution of the southern margin of Eurasia in the Mesozoic and Cenozoic. Tectonophysics, 381, 235—273. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2002.06.004.
Hafkenscheid, E., Wortel, M.J.R., & Spakman, W. (2006) Subduction history of the Tethyan region derived from seismic tomography and tectonic reconstructions. Journal of Geophysical Research, 111, 1—26. https://doi.org/10. 1029/2005JB003791.
International Seismological Center. (2023). Retrieved from http://www.isc.ac.uk.
Jahani, S., Callot, J.-P., Letouzey, J., & de Lamotte, D.F. (2009). The eastern termination of the Zagros Fold-and-Thrust Belt, Iran: structures, evolution, and relationships between salt plugs, folding, and faulting. Tectonics, 28, TC600. https://doi.org/10.1029/2008TC002418.
Keshvari, E., Shomali, Z.H., Tatar, M., & Kaviani, A. (2011). Upper-mantle S-velocity structure across the Zagros collision zone resolved by nonlinear teleseismic tomography. Journal of Seismology, 15, 329—339. https://doi.org/10.1007/s10950-011-9226-y.
Khain, V.E. (2001). Tectonics of continents and oceans. Moscow: Nauchnyy Mir, 604 p. (in Rus¬sian).
Lacombe, O., Mouthereau, F., Kargar, S., & Meyer, B. (2006). Late Cenozoic and Modern Stress Fields in the Western Fars (Iran): Implication for the Tectonic and Kinematic Evolution of Central Zagros. Tectonics, 25, TC1003. https://doi.org/10.1029/2005tc001831.
Lavrentiev, M.M., & Romanov, V.G. (1966). About three linerarizing inverse problems for hyperbolic equations. Doklady AN USSR, 171, 1279—1281 (in Russian).
McQuarrie, N. (2004). Crustal-scale geometry of the Zagros fold-thrust belt, Iran. Journal of Structural Geology, 26 (3), 519—535. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2003.08.009.
Mouthereau, F., Lacombe, P., & Vergés, J. (2012). Building the Zagros collisional orogen: Timing, strain distribution and the dynamics of Arabia/Eurasia Plate convergence. Tectonophysics, 532-535, 27—60. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2012.01.022.
Paul, A., Hatzfeld, D., Kaviani, A., Tatar, M., & Pequegnat, C. (2010). Seismic imaging of the lithospheric structure of the Zagros mountain belt (Iran) (Vol. 330, pp. 5—18). Geol. Soc., London, Spec. Publ. https://doi.org/10.1144/SP330.2.
Simmons, N.A., Myers, S.C., & Johannesson, G. (2011). Global-scale P-wave tomography optimized for prediction of teleseismic and regional travel times for Middle East events: 2. Tomographic inversion. Journal of Geophysical Research, 116, B04305. https://doi.org/10. 1029/2010JB007969.
Shumlyanskaya, L.A., Tripolskiy, A.A., & Tsvetkova, T.A. (2014). Crustal velocity structure effects on the results of seismic tomography of the Ukrainian Shield. Geofizicheskiy Zhurnal, 36(4), 95—117. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v36i4.2014.116030 (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. (2020). Speed structure of the mantle under the Dnieper-Donets Depression and its surroundings. Part I. Geofizicheskiy Zhurnal, 42(2), 71—85. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v42i2.2020.201742 (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. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v38i4.2016.107802 (in Russian).
Tsvetkova, T.A., Shumlyanskaya, L.A., Bu¬ga¬enko, I.V., & Zaets, L.N. (2010). 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).
Talebi, A., Koulakov, I., Moradi, A., Rahimi, H., & Gerya, T. (2020). Ongoing formation of felsic lower crustal channel by relamination in Zagros collision zone revealed from regional tomography. Scientific Reports, 10, 8224. https://doi.org/10.1038/s41598-020-64946-w.
Talebian, M., & Jackson, J.A. (2004). A reappraisal of earthquake focal mechanisms and active shortening in the Zagros mountains of Iran. Geophysical Journal International, 156(3), 506—526. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X. 2004.02092.x.
Talebian, M., & Jackson, J. (2002). Offset on the Main Recent Fault of NW Iran and implications for the late Cenozoic tectonics of the Arabia-Eurasia collision zone. Geophysical Journal International, 150(2), 422—439. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.2002.01711.x.
Tavakoli, F., Walpersdorf, A., Authemayou, C., Nankali, H.R., Hatzfeld, D., Tatar, M., Djamou, Y., Nilforoushan, F., & Cotte, N. (2008). Distribution of the right-lateral strike—slip motion from the Main Recent Fault to the Kazerun Fault System (Zagros, Iran): Evidence from present-day GPS velocities. Earth and Planetary Science. Letters, 275(3-4), 342—347. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2008.08.030.
Torsvik, T.H., Van der Voo, R., Preeden, U., Niocaill, C.M., Steinberger, B., Doubrovine, P.V., van Hinsbergen, D.J.J., Domeier, M., Gaina, C., Tohver, E., Meert, J.G., McCausland, P.J.A., & Cocks, L.R.M. (2012). Phanerozoic polar wander, palaeogeography and dynamics. Earth-Science Reviews, 114, 325—368. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2012.06.007.
Volfman,Y.M., Gintov, O.B., Kolesnikova, E.Ya., & Murovskaya, A.V. (2014). Tectonophysical interpretation of earthquake focal mechanisms of the Zagros system. Geodynamics & Tectonophysics, 5(1), 305—319. http://doi.org/10.5800/GT-2014-5-1-0129 (in Russian).
Wells, A.J. (1969). The Crush Zone of the Iranian Zagros Mountains, and its implications. Geological magazine, 106(5), 385—394. https://doi.org/10.1017/S0016756800058787.
Xu, Z., Dilek, Y., Cao, H., Yang, J., Robinson, P., Ma, C., Li, H., Jolivet, M., Roger, F., & Chen, X. (2015). Paleo-Tethyan Evolution of Tibet as Recorded in the East Cimmerides and West Cathaysides. Journal of Asian Earth Sciences, 105, 320—337. http://dx.doi.org/10.1016/j.jseaes. 2015.01.021.
Zaets, L.N. (2011). Speed limits in the mantle of Southeast Asia and Southern China. Geofizicheskiy Zhurnal, 33(1), 62—71. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v33i1.2011.117326 (in Russian).
Zayets, L.N., Kao, D.T., & Tsvetkova, T.A. (2012). Velocity structure of the mantle and abyssal fluids of Southeast Asia. Geofizicheskiy Zhurnal, 34(4), 108—127. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i4.2012.116760 (in Russian).
Zaets, L.N., Tsvetkova, T.A., Bugaenko, I.V., & Shumlyanskaya, L.A. (2009). 3-D P-velocity structure of the upper mantle of Indochina and its surroundings. Geofizicheskiy Zhurnal, 31(2), 47—60 (in Russian).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 T.O. Tsvetkova , O.B. Gintov, I.V. Bugaienko, L.M. Zaiets
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 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).
