Глубинная структура Байкальской рифтовой зоны и Центральной Монголии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследованы верхняя мантия и переходная зона Байкальской рифтовой зоны (БРЗ). Для анализа наблюдений использован метод приемных функций продольных волн. Установлено, что в центральной и северо-восточной части БРЗ обменная волна P410s предваряется волной – предвестником с отрицательной полярностью, сформированной в слое низкой скорости поперечных волн на глубине 350–410 км. Сходная волна-предвестник с низкой скоростью поперечных волн и отрицательной полярностью формируется на глубине 600–660 км. Низкоскоростные слои интерпретируются как результат гидратации вадслеита и рингвудита в процессе субдукции Тихоокеанской литосферы. Аналогичное исследование мантии Центральной Монголии не обнаружило ожидаемых признаков гидратации. Моделирование системы литосфера-астеносфера Центральной Монголии путем совместного обращения приемных функций объемных волн и дисперсионных кривых поверхностных волн обнаруживает очень тонкий литосферный козырек под Хангаем и мощную слоистую астеносферу до глубины 200 км с литосферным включением между слоями с пониженной скоростью.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. П. Винник

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vinnik@ifz.ru
Россия, Москва

Л. Л. Делицын

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: vinnik@ifz.ru
Россия, Москва

Л. И. Макеева

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: mak@ifz.ru
Россия, Москва

С. И. Орешин

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: vinnik@ifz.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Винник Л.П., Орешин С.И., Макеева Л.И., Мордвинова В.В., Цыдыпова Л.Р. Структура мантии и процессы в переходной зоне Байкальской рифтовой зоны // Физика Земли. 2022. № 6. С. 3–11.
  2. Дэннис Дж., Шнабель Р. Численные методы безусловной оптимизации и решения нелинейных уравнений. М.: Мир. 1988. 440 с.
  3. Мордвинова В.В., Дешам А., Дугармаа Т., Девершер Ж., Улзийбат М., Саньков В.А., Артемьев А.А., Перро Ж. Исследование скоростной структуры литосферы на Монголо-Байкальском трансекте 2003 по обменным SV-волнам // Физика Земли. 2007. № 2. С. 21–32.
  4. Bercovici D., Karato S. Whole-mantle convection and the transition-zone water filter // Nature. 2003. V. 425. P. 39–44.
  5. Berkhout A.J. Least-squares inverse filtering and wavelet deconvolution // Geophysics. 1977. V. 42(7). P. 1369–1383.
  6. Biswas N.N. Earth-flattening procedure for the propagation of Rayleigh wave // Pure Appl. Geophys. 1972. V. 96. P. 61–74.
  7. Chen M., Niu F., Liu Q., Tromp J. Mantle-driven uplift of Hangai Dome: New seismic constraints from adjoint tomography // Geoph. Res. Lett. 2015. V. 42(17). P. 6967–6974.
  8. Dueker K.G., Sheehan A.F. Mantle discontinuity structure from midpoint stacks of converted P to S waves across the Yellowstone hotspot track // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 8313–8327.
  9. Feng L. High-resolution crustal and uppermost mantle structure beneath Central Mongolia from Rayleigh waves and receiver functions // J. Geophys. Res: Solid Earth. 2021. V. 126 (4). doi: 10.1029/2020JB021161
  10. Fukao Y., Obayashi M. Subducted slabs stagnant above, penetrating through, and trapped below the 660 km discontinuity // J. Geophys.Res. 2013. V. 118. P. 5920–5938.
  11. Haskell N.A. Crustal reflection of plane P and SV waves // J. Geophys. Res. 1962. V. 67(12). P. 4751–4767.
  12. He J., Xu M., Wu Q., Zhang F. Hydrous melting Driven upwelling from the mantle transition zone in the Mongolia Plateau revealed by receiver function analysis // JGR Solid Earth. 2022. doi: 10.1029/2022JB024905
  13. Ivanov A.V., Demonterova E.I., He H., Perepelov A.B., Travin A.V., Lebedev V.A. Volcanism in the Baikal-rift: 40 years of active-versus-passive model discussion // Earth-Science Reviews. 2015. V. 148. P. 18–43.
  14. Kennett B.L.N., Engdahl E.R. Traveltimes for global earthquake location and phase identification // Geoph. J. Int. 1991. V. 105 (2). P. 129–455.
  15. Kraft H.A., Vinnik L., Thybo H. Mantle transition zone beneath central-eastern Greenland: possible evidence for a deep tectosphere from receiver functions // Tectonophysics. 2018. V. 728–729. P. 34–40.
  16. Laske G., Masters G., Ma Z., Pasyanos M. Update on CRUST1.0—A 1-degree Global Model of Earth’s crust // Geophys. Res. Abs. 2012. V.14. EGU2012-3743-1.
  17. Meltzer A., Stachnik J. C., Sodnomsambuu D., Munkhuu U., Tsagaan B., Dashdondog M., Russo R. The Central Mongolia seismic experiment: Multiple applications of temporary broadband seismic arrays // Seismological Research Letters. 2019. V. 90(3). P. 1364–1376.
  18. Molnar P., Tapponnier P. Cenozoic tectonics of Asia: effects of a continental collision: features of recent continental tectonics in Asia can be interpreted as results of the India-Eurasia collision // Science. 1975. V. 189 (4201). P. 419–426.
  19. Pasyanos M.E., Masters T.G., Laske G., Ma Zh. LITHO1.0: An updated crust and lithospheric model of the Earth // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 2014. V. 119(3). P. 2153–2173.
  20. Rasskazov S.V. Magmatism related to Eastern Siberia rift system and the geodynamics // Bulletin des Centres de Recherches Exploration-Production Elf Aquitaine. 1994. V. 18 (2). P. 437–452.
  21. Revenaugh J., Sipkin S.A. Seismic evidence for silicate melt atop the 410-km discontinuity // Nature. 1994. V. 369. P. 474–476. doi: 10.1038/369474a0.
  22. Shen Y., Blum J. Seismic evidence for accumulated oceanic crust above the 660-km discontinuity beneath southern Africa // Geophys. Res.Lett. 2003. V. 30(18). doi: 10.1029/2003GL017991
  23. Shen W., Ritzwoller M.H., Kang D., Kim Y., Lin F.-C., Ning J., Wang W., Zheng Y., Zhou L. A seismic reference model for the crust and uppermost mantle beneath China from surface wave dispersion // Geophys. J. Int. 2016. V. 206(2). P. 954–979. doi: 10.1093/gji/ggw175
  24. Sun M., Gao S.S., Liu K.H., Fu X. Upper mantle and mantle transition zone thermal and water content anomalies beneath NE Asia: Constraints from receiver function imaging of the 410 and 660 km discontinuities // Earth Planet. Sci. Lett. 2020. V. 532. doi: 10.1016/j.epsl.2019.116040
  25. Tian L., Zhao J., Liu W., Liu L., Liu H., Du J. Effect of iron on high pressure elasticity of hydrous wadsleyite and ringwoodite by first-principles simulation // High Pressure Research. 2012. V. 32 (3). P. 385–395.
  26. Vinnik L., Farra V. Subcratonic low-velocity layer and flood basalts // Geoph. Res. Lett. 2002. V. 29(4). doi: 10.1029/2001GL014064
  27. Vinnik L., Farra V. Low S velocity atop the 410-km discontinuity and mantle plumes // Earth and Planetary Science Letters. 2007. V. 262 (3-4). P. 398–412.
  28. Zhao H., Wang P., Huang Z. Lithospheric structures beneath the western Mongolian Plateau: Insight from S wave receiver function // Journal of Asian Earth Sciences. 2021. V. 212. Doi: 10.1016/ j. jseaes.2021.104733
  29. Wang X., Wu H., Wang H., Wu B., Huang, Z. Rayleigh wave tomography of central and southern Mongolia // Tectonophysics. 2022. V. 836. Doi: 10.1016/ j.tecto.2022.229426
  30. Wu H., Huang Zh., Zhao D. Deep structure beneath the southwestern flank of the Baikal rift zone and adjacent areas // Phys.Earth Planet.Int. 2021. V. 310. doi: 10.1016/j.pepi.2020.106616
  31. Zorin Yu.A., Kozhevnikov V.M., Novoselova M.R., Turutanov E.Kh. Thickness of the lithosphere beneath the Baikal rift zone and adjacent regions // Tectonophysics. 1989. V. 168. P.327–347.
  32. Zorin Y., Turutanov E., Mordvinova V., Kozhevnikov V., Yanovskaya T., Treussov A. The Baikal rift zone: the effect of mantle plumes on older structure // Tectonophysics. 2003. V. 371. № 1–4. P. 153–173.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расположение сейсмических станций. Стационарные станции показаны черными треугольниками; временные станции Центрально-Монгольского сейсмического эксперимента – пустые треугольники; сеть МОБАЛ – кружки. Вставка – схема расположения Витимского вулканического поля.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результаты суммирования приемных функций: HV – Хубсугул; АТ – Гоби–Алтай; HDWEST_2 – северо-запад Хангая; HDWEST_3 – юго-запад Хангая; HDEAST_4 – северо-восток Хангая; HDEAST_5 – юго-восток Хангая. Стрелки показывают вступления волн P410s и P660s.

Скачать (898KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изображение CCP суммарных PRF обменных волн Ps на широте 47° N. По горизонтальной оси – долгота (град), по вертикальной – глубина (км).

Скачать (867KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Суммарные приемные функции волны Ps для ячейки с центром в точке 48° N, 101° E. Теоретические суммарные PRF показаны штрихом.

Скачать (523KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Двумерные скоростные профили поперечных волн. Сверху вниз: меридиональный – 100° E, диагональный 30° NE, широтный – 48° N. Цветовая шкала отображает абсолютные значения скоростей поперечных волн.

Скачать (1016KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Горизонтальные разрезы скоростных моделей поперечных волн (70, 100, 130, 160 км). Цветовая шкала отображает абсолютные значения скоростей поперечных волн.

Скачать (1MB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024