Региональные сейсмогравитационные неоднородности верхней мантии Западно-Сибирской плиты (профиль кварц)

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

По данным ядерных взрывов вдоль профиля Кварц, пересекающего в юго-восточном направлении Предуральский прогиб с Уралом, Западно-Сибирскую плиту и входящего в Алтае-Саянскую складчатую область, изучена структура литосферной мантии и астеносферы. В непосредственно сферическом приближении формы Земли методом лучевого трассирования распространения преломленно-рефрагированных и отраженных продольных волн построена двумерная сейсмическая модель верхней мантии. Обнаружены региональные структурно-скоростные неоднородности двухслойной мантийной литосферы с уменьшающейся мощностью в сторону складчатой области при соответственно увеличивающейся мощности астеносферы. Особое внимание вызывает локализация мантийной неоднородности, соответствующей расположению Колтогорско-Уренгойского грабен рифта. Распределение остаточных мантийных гравитационных аномалий Буге (пересчитанных на подошву земной коры) показывает отчетливое районирование, соответствующее сейсмическим неоднородностям при слабой зависимости от глубины залегания Мохо.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Д. Суворов

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: SuvorovVD@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск

Е. А. Мельник

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН

Email: MelnikEA@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск

Е. В. Павлов

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН

Email: PavlovEV@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. Атлас “Опорные геолого-геофизические профили России. Глубинные сейсмические разрезы по профилям ГСЗ, отработанным в период с 1972 по 1995 год” [Электронное издание] СПб.: ВСЕГЕИ. 2013. 94 с. URL: http://www.vsegei.com/ru/info/seismic/12.04.2022
  2. Егоркин А.В. Строение коры по данным сейсмических геотраверзов. Глубинное строение территории СССР. М.: Наука. 1991. С. 118–134.
  3. Егорова Т.П., Павленкова Г.А. Сейсмоплотностные модели земной коры и верхней мантии Северной Евразии по сверхдлинным сейсмическим профилям “Кварц”, “Кратон” и “Кимберлит” // Физика Земли. 2015. № 2. С. 98–115.
  4. Елкин Е.А., Сенников Н.В., Буслов М.М., Язиков А.Ю., Грацианова Р.Т., Бахарев Н.К. Палеогеографические реконструкции западной части Алтае-Саянской области в ордовике, силуре и девоне и их геодинамическая интерпретация // Геология и геофизика. 1994. Т. 35.
  5. № 7–8. С. 118–144.
  6. Елкин Е.А., Конторович А.Э., Бахарев Н.К., Беляев С.Ю., Варламов А.И., Изох Н.Г., Каныгин А.В., Каштанов В.А., Кирда Н.П., Клец А.Г., Конторович В.А., Краснов В.И., Кривин В.А., Моисеев С.А., Обут О.Т., Сараев С.В., Сенников Н.В., Тищенко В.М., Филиппов Ю.Ф., Хоменко А.В., Хромых В.Г. Палеозойские фациальные мегазоны в структуре фундамента Западно-Сибирской геосинеклизы // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. № 6. С. 633–650.
  7. Конторович В.А., Беляев С.Ю., Конторович А.Э., Красавчиков В.О., Конторович А.А, Супруненко О.И. Тектоническое строение и история развития Западно-Сибирской геосинеклизы в мезозое и кайнозое // Геология и геофизика. 2001. Т. 42. № 11–12. С.1832–1845.
  8. Кочнев В.А., Васильев Д.В., Сидоров В.Ю. Пакет для решения прямых и обратных трехмерных задач гравиметрии ADG-3D. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. 2011. № 2011611667.
  9. Павленкова Г.А., Павленкова Н.И. Результаты совместной обработки данных ядерных и химических взрывов по сверхдлинному профилю Кварц (Мурманск–Кызыл) // Физика Земли. 2008. № 4. С. 62–73.
  10. Павленкова Н.И., Павленкова Г.А. Строение земной коры и верхней мантии Северной Евразии по данным сейсмического профилирования с ядерными взрывами. М.: ГЕОКАРТ, ГЕОС. 2014. 192 с.
  11. Суворов В.Д., Мельник Е.А., Мишенькина З.Р., Павлов Е.В., Кочнев В.А. Сейсмические неоднородности верхней мантии под Сибирским кратоном (профиль Метеорит) // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 9. С. 1411–1426.
  12. Суворов В.Д., Мельник Е.А., Павлов Е.В., Сальников А.С. Региональное структурно‐ тектоническое районирование верхней коры Забайкалья по сейсмогравитационным данным вдоль опорного профиля 1‐СБ // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 2. С. 439–459. Суворов В.Д., Мишенькина З.Р., Мельник Е.А. Сейсмические верхнемантийные корни структур фундамента Сибирской платформы по профилю Рифт // Геология и геофизика. 2010. Т. 51. № 8. С. 1134–1150.
  13. Сурков В.C., Трофимук А.А., Жеро О.Г., Конторович А.Э., Смирнов Л.В. Триасовая рифтовая система Западно-Сибирской плиты, ее влияние на структуру и нефтегазоносность платформенного мезо-кайнозойского чехла // Геология и геофизика. 1982. Т. 32. Вып. 8. С. 3–15.
  14. Сурков В.С., Жеро О.Г Фундамент и развитие платформенного чехла Западно- Сибирской плиты. М.: Недра. 1981. 143 с.
  15. Andersen O.B., Knudsen P., Berry P.A.M., Kenyon S., Trimmer R. Recent developments in high-resolution global altimetric gravity field modeling // The Leading Edge. 2010. V. 29. № 5. P. 540–545.
  16. Bonvalot S., Balmino G., Briais A., Kuhn M., Peyrefitte A., Vales N., Biancale R., Gabalda G., Reinquin F., Sarrailh M. World Gravity Map. Commission for the Geological Map of the World. BGI-CGMW-CNES-IRD. Paris. 2012.
  17. Egorkin A.V., Zuganov S.K., Pavlenkova N.I., Chernyshev N.M. Results of lithospheric studies from long-range profiles in Siberia // Tectonophysics. 1987. № 140. P. 29–47.
  18. Fuchs K. Upper mantle heterogeneities from active and passive seismology // NATO Science Series. Partnership Sub-series 1. Disarmament Technologies. V. 17. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherlands. 1997. 366 p.
  19. Mechie J., Egorkin A.V., Fuchs K., Ryberg T., Solodilov L.N., Wenzel F. P-wave mantle velocity structure beneath northern Eurasia from long-range recordings along the profile Quartz // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1993. V. 79. № 1–2. P. 269–286.
  20. Melnik E.A, Suvorov V.D., Pavlov E.V., Mishenkina Z.R. Seismic and density heterogeneities of lithosphere beneath Siberia: Evidence from the Craton long-range seismic profile // Polar Science. 2015. V. 9. Is. 1. P. 119–129.
  21. Morozov I.B., Morozova E.A., Smithson S.B., Solodilov L.N. On the Nature of the Teleseismic Pn Phase Observed on the Ultralong-Range Profile “Quartz,” Russia // Bulletin of the Seismological Society of America. 1998. № 88. P. 62–73.
  22. Morozova E.А., Morozov I.В., Smithson S.В., Solodilov L.N. Heterogeneity of the uppermost mantle beneath Russian Eurasia from the ultra-long-range profile Quartz // J. Geophys. Res. 1999. V. 104. № B9. P. 20,329–20,348.
  23. Muller G. Earth-Flattening Approximation for Body Waves Derived from Geometric Ray Theory — Improvements, Corrections and Range of Applicability // J. Geophys. 1977. № 42. P. 429–436.
  24. Pavlenkova N.I., Yegorkin A.V. Upper mantle heterogeneity in the northern part of Eurasia // Phys. Earth Planet. Inter. 1983. № 33. P. 180–193.
  25. Ryberg F., Wenzel F., Mechie, J., Egorkin A.V., Fuchs K., Solodilov L.N. Two-Dimensional Velocity Structure beneath Northern Eurasia Derived from the Super Long-Range Seismic Profile Quartz // Bulletin of the Seismological Society of America. 1996. V. 86. № 3. P. 857–867.
  26. Zelt C.A., Smith R.B. Seismic traveltime inversion for 2‐D crustal velocity structure // Geophysical Journal International. 1992. № 108 (1). P. 16–34.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Положение профиля Кварц на геологической карте Западной Сибири и прилегающих территорий [URL: http://www.vsegei.com/ru/info/seismic/12.04.2022]. Показана маркировка длины профиля (в пикетах ГСЗ), соответствующего расстановке сейсмических станций, и положение пунктов ядерных взрывов (треугольники).

Скачать (442KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фрагменты монтажей сейсмограмм из пунктов взрыва (рис. 1) северо-западного Q2, центрального Q3 и юго-восточного Q4 в редуцированном масштабе времен [Mechie et al., 1993; Ryberg et al., 1996]. Треугольниками обозначены оси синфазности: Pg — продольные преломленно-рефрагированные волны, распространяющиеся в земной коре, Pn и Pn1 — в мантийной части литосферы, преломленная P410 на границе “410 км” и отраженная P410P.

Скачать (1007KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Система редуцированных годографов волн в первых и последующих вступлениях при сферических расстояниях источник–приемник L, как и на монтажах сейсмограмм с символами обозначения их типов (рис. 2).

Скачать (207KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Наблюденные и рассчитанные годографы выделенных волн совместно с результатами лучевого моделирования двумерной структуры верхней мантии по данным из пунктов взрыва: Q4 (вверху), Q3 (центр) и Q2 (внизу). Количество лучевых траекторий в моделях выбрано минимальным для получения общих сведений о характере распространения волн в слоисто-неоднородной модели. Тонкие линии соответствуют значениям скорости в км/с, толстые − границам слоев с ее резким изменением. Искажение масштаба изображения разрезов 1 : 2.5.

Скачать (841KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Двумерная структурно-неоднородная сейсмическая модель верхней мантии вдоль профиля Кварц с обозначением пересекаемых региональных структур земной коры.

Скачать (293KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Гравитационные аномалии Буге и пересчитанная на границу Мохо остаточная компонента dgM.

Скачать (177KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Корреляционное соотношение между остаточными аномалиями Буге и рельефом Мохо. Отмечены отрезки профиля в км, коррелируемые с гравитационными верхнемантийными неоднородностями и региональными структурами земной коры, обозначенными на рис. 5.

Скачать (284KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025