Особенности строения зоны фазовых переходов мантии в районе о. Сахалин по данным обменных волн

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

В работе представлены оценки рельефа границ зоны фазовых переходов мантии на глубинах около 410 и 660 км по данным сети сейсмических станций о. Сахалин методом функций приемника. Проанализирован представительный набор данных, состоящий из 2500 индивидуальных PRF. Выявлено, что граница 660 испытывает опускание в центральной и северной частях острова. Граница 410 демонстрирует сильное поднятие в южной части о. Сахалин, с последующим опусканием ниже стандартных значений во всем регионе исследований. Высказано предположение о связи погружения границы 410 с присутствием в зоне фазовых переходов горячего вещества нижней мантии в северной части острова.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Г. Гоев

Институт динамики геосфер имени академика М. А. Садовского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: goev@idg.ras.ru
Россия, Москва

С. И. Орешин

Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН

Email: goev@idg.ras.ru
Россия, Москва

Д. В. Костылев

Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН; Сахалинский филиал ФИЦ ЕГС РАН

Email: goev@idg.ras.ru
Россия, Москва; Южно-Сахалинск

Н. В. Костылева

Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН

Email: goev@idg.ras.ru
Россия, Южно-Сахалинск

Список литературы

  1. Авдейко Г.П., Попруженко С.В., Палуева А.А. Современная тектоническая структура Курило-Камчатского региона и условия магмообразования. Геодинамика и вулканизм Курило-Камчатской островодужной системы. ИВГиГ ДВО РАН. Петропавловск-Камчатский. 2001. 428 с.
  2. Бурмаков Ю.А., Винник Л.П., Косарев Г.Л. и др. Структура и динамика литосферы по сейсмическим данным. М.: Наука. 1988. 221 с.
  3. Винник Л.П. Cейсмология приемных функций // Физика Земли. 2019. № 1. С. 16–27.
  4. Винник Л.П., Косарев Г.Л., Петерсен Н.В. Передаточные функции мантии в дальневосточной зоне субдукции // Докл. РАН. 1997. Т. 353. № 3. С. 379–382.
  5. Тараканов Р.З., Веселов О.В., Андреева М.Ю. О возможной границе фазовых переходов на глубине 350 км для зоны перехода от континента к океану // Докл. РАН. 2015. Т. 460. № 5. С. 585–588.
  6. Bianchi M.B., Assumpção M., Koch C., Beck S. Effect of the cold Nazca Slab on the depth of the 660 km discontinuity in South America // Journal of South American Earth Sciences. 2021. V. 112. Part 1. 103607.
  7. doi: 10.1016/j.jsames.2021.103607
  8. Cui Q., Zhou Y., Liu L., Gao Y., Li G., Shengfeng Zhang S. The topography of the 660-km discontinuity beneath the Kuril-Kamchatka: Implication for morphology and dynamics of the northwestern Pacific slab // Earth and Planetary Science Letters. 2023. V. 602. 117967.
  9. Fichtner A., van Herwaarden D.P., Afanasiev M., Simutė S., Krischer L., Çubuk-Sabuncu Y., Taymaz T., Colli L., Saygin E., Villaseñor A. et al. The collaborative seismic earth model: generation 1 // Geophysical Research Letters. 2018. V. 45. № 9. P. 4007–4016.
  10. Fukao Y., Obayashi M. Subducted slabs stagnant above, penetrating through, and trapped belowthe 660 km discontinuity // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2013. V. 118. P. 5920–5938.
  11. Fukao Y., Obayashi M. Subducted slabs stagnant above, penetrating through, and trapped belowthe 660 km discontinuity // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2013. V. 118. P. 5920–5938.
  12. Goes S., Yu C., Ballmer M.D. et al. Compositional heterogeneity in the mantle transition zone // Nature Review Earth & Environment. 2022. V. 3. P. 533–550
  13. doi: 10.1038/s43017-022-00312-w
  14. Guo Z., Zhou Y. Stagnant slabs and their return flows from finite-frequency tomography of the 410-km and 660-km discontinuities // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2021. V. 126. e2020JB021099.
  15. Han R., Li Q., Huang R., Zhang H. Detailed structure of mantle transition zone beneath southeastern China and its implications for thinning of the continental lithosphere // Tectonophysics. 2020. V. 789. 228480.
  16. doi: 10.1016/j.tecto.2020.228480
  17. Hayes G.P., Moore G.L., Portner D.E., Hearne M., Flamme H., Furtney M., Smoczyk G.M. Slab2, a comprehensive subduction zone geometry model // Science. 2018. V. 362. P. 58–61.
  18. doi: 10.1126/science.aat4723
  19. Helffrich G. Topography of the transition zone seismic discontinuities // Rev. Geophys. 2000. V. 38. № 1. P. 141–158.
  20. Ishii T., Ohtani E. Dry metastable olivine and slab deformation in a wet subducting slab // Nature Geoscience. 2021. V. 14. P. 526–530.
  21. doi: 10.1038/s41561-021-00756-7
  22. Kennett B.L.N., Engdahl E.R.Traveltimes for global earthquake location and phase identification // Geophys. J. Int. 1991 V. 105. Р. 429–465.
  23. Liu X., Zhao D. P and S wave tomography of Japan subduction zone from joint inversions of local and teleseismic travel times and surface-wave data // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2016. V. 252. P. 1–22.
  24. doi: 10.1016/j.pepi.2016.01.002
  25. Lloyd A.J., Wiens D.A., Zhu H., Tromp J., Nyblade A.A., Aster R.C. et al. Seismic structure of the Antarctic upper mantle imaged with adjoint tomography // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2020. V. 125. №. 3. 2019JB017823.
  26. doi: 10.1029/2019JB017823
  27. Mark H.F., Wiens D.A., Ivins E.R., Richter A., Mansour W., Magnani M.B. et al. Lithospheric erosion in the Patagonian slab window, and implications for glacial isostasy // Geophysical Research Letters. 2022. V. 49. e2021GL096863.
  28. doi: 10.1029/2021GL096863
  29. Mishra S., Prajapati S., Teotia S. S. Mantle Transition Zones (MTZ) discontinuities beneath the Andaman Subduction Zone // Journal of Asian Earth Sciences. 2020.
  30. doi: 10.1016/j.jseaes.2019.104102
  31. Ringwood A. E. Phase transformations and their bearing on the constitution and dynamics of the mantle // Geochim. Cosmochim. Acta. 1991. V. 55. Р. 2083–2110.
  32. Sun M., Yu Y., Gao S., Liu K. Stagnation and tearing of the subducting northwest Pacific slab // Geology. 2022. V. 50. № 6. P. 676–680.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Положение сейсмических станций, использованных в работе (красные треугольники).

Скачать (188KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Карта региона исследований. Оранжевыми точками показаны точки обмена PRF для глубины 535 км. Черными прямоугольниками показаны области, для которых производилось суммирование. Изолиниями показана глубина залегания кровли слэба согласно глобальной модели [Hayes et al., 2018].

Скачать (453KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Стеки, полученные суммированием индивидуальных PRF в соответствии с точками обмена. Номера над стеками соответствуют областям на рис. 2. Отмечены обменные волны от границ 410 и 660.

Скачать (394KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025