Неоднородное строение магнитоактивного слоя Курильской островной дуги
https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-3-0492
Аннотация
На основе оригинальной технологии инверсии аномального магнитного поля построены двумерные модели магнитоактивного слоя по трем профилям, пересекающим Курильскую островную дугу в южной, центральной и северной части. В северной и южной части островной дуги во фронтальной зоне уверенно выделяется зона повышенной эффективной намагниченности. В центральной части дуги зона повышенной намагниченности выражена существенно слабее. Аномальные зоны положительной эффективной намагниченности имеют глубинную часть, которая соответствует так называемому «серпентинитовому валу». Выявленное неоднородное латеральное строение магнитоактивного слоя Курильской островной дуги свидетельствует о различиях во флюидном режиме и находит свое отражение в распределении современной сейсмичности.
Ключевые слова
зона субдукции,
Курильская островная дуга,
фронтальная зона,
магнитоактивный слой,
серпентинит,
гидратация,
сейсмичность,
аномальное магнитное поле,
обратная задача
Финансирование: Работа выполнена в соответствии с Государственным заданием Министерства науки и высшего образования РФ № 0149-2019-0006 при частичной поддержке РФФИ (проект №18-05-00316).
Об авторах
Н. А. Пальшин
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Россия
117997, Москва, Нахимовский пр-т, 36.
Россия
117997, Москва, Нахимовский пр-т, 36.
А. Н. Иваненко
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Россия
117997, Москва, Нахимовский пр-т, 36.
Россия
117997, Москва, Нахимовский пр-т, 36.
Д. А. Алексеев
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН; Московский физико-технический институт (Национальный исследовательский университет); Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Россия
117997, Москва, Нахимовский пр-т, 36; 141701, Долгопрудный, Институтский пер., 9; 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, 10, стр. 1.
Россия
117997, Москва, Нахимовский пр-т, 36; 141701, Долгопрудный, Институтский пер., 9; 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, 10, стр. 1.
Список литературы
1. Abers G.A., Van Keken P.E., Hacker B.R., 2017. The Cold and Relatively Dry Nature of Mantle Forearcs in Subduction Zones. Nature Geoscience 10, 333–337. http://doi.org//10.1038/NGEO2922.
2. Araya Vargas J.A., 2016. Large-Scale Distribution of Fluids in the Subduction Zone of Northern Chile – Constraints from Magnetotelluric Monitoring. PhD Thesis (Dr. Rer. Nat.). Berlin, 189 p. http://dx.doi.org/10.17169/refubium-6133.
3. Baranov B.V., Ivashchenko A.I., Dozorova K.A., 2015. The Great 2006 and 2007 Kuril Earthquakes, Forearc Segmentation and Seismic Activity of the Central Kuril Island Region. Pure and Applied Geophysics 172, 3509–3535. http://doi.org//10.1007/s00024-015-1120-z.
4. Баранов Б.В., Лобковский Л.И., Дозорова К.А. Растяжение во фронтальной части Центральных Курил и миграция желоба // Доклады Академии наук. 2016. Т. 469. № 3. С. 347–350. https://doi.org/10.7868/S0869565216210180.
5. Blakely R., Brocher T., Wells R., 2005. Subduction-Zone Magnetic Anomalies and Implications for Hydrated Forearc Mantle. Geology 33 (6), 445–448. https://doi.org/10.1130/G21447.1.
6. Blanco-Quintero I.F., Proenza J.A., García-Casco A., Tauler Е., Galí S., 2011. Serpentinites and Serpentinites within a Fossil Subduction Channel: La Corea Mélange, Eastern Cuba. Geologica Acta 9 (3–4), 389–405. http://doi.org//10.1344/105.000001662.
7. Bulletin of the International Seismological Centre Catalog Search, 2017. Available from: http://www.isc.ac.uk.
8. Carlson R.L., Miller D.J., 2003. Mantle Wedge Water Contents Estimated from Seismic Velocities in Partially Serpentinized Peridotites. Geophysical Research Letters 30 (5), 1250. http://doi.org//10.1029/2002GL016600.
9. Долгаль А.С., Иваненко А.Н., Новикова П.Н., Рашидов В.А. Применение современных интерпретационных геомагнитных технологий для изучения гайота Сет (горы Маркус-Неккер, Тихий океан) // Геоинформатика. 2017. № 4. С. 38–47.
10. Федотов С.А. О закономерностях распределения сильных землетрясений Камчатки, Курильских островов и Северо-Восточной Японии // Труды Инcтитута физики Земли АН СССР. 1965. № 36. М.: Наука, 1965. С. 66–93.
11. Федотов С.А. О сейсмическом цикле, возможности количественного сейсмического районирования и долгосрочном сейсмическом прогнозе // Сейсмическое районирование СССР. М.: Наука, 1968. С. 121–150.
12. Gasc J., Hilairetb N., Ferrand Yu.T., Schubnel A., Wang, Y., 2017. Faulting of Natural Serpentinite: Implications for Intermediate-Depth Seismicity. Earth Planetary Science Letters 474, 138–147. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.06.016.
13. Gorodnitskiy A.M., Brusilovskiy Yu.V., Ivanenko A.N., Filin A.M., Shishkina N.A., 2013. New Methods for Processing and Interpreting Marine Magnetic Anomalies: Application to Structure, Oil and Gas Exploration, Kuril Forearc, Barents and Caspian Seas. Geoscience Frontiers 4 (1), 73–85. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2012.06.002.
14. Городницкий А.М., Брусиловский Ю.В., Иваненко Ю.В., Попов К.В., Шишкина Н.А. Природа магнитных аномалий в зонах субдукции // Физика Земли. 2017. № 5. C. 185–192. https://doi.org/10.7868/S0002333717050052.
15. Hayes G., 2018. Slab2 – A Comprehensive Subduction Zone Geometry Model: U.S. Geological Survey Data Release. https://doi.org/10.5066/F7PV6JNV.
16. Hyndman R.D., Peacock S.M., 2003. Serpentinization of the Forearc Mantle. Earth and Planetary Science Letters 212 (3–4), 417–432. http://doi.org/10.1016/S0012-821X(03)00263-2.
17. Kapinos G., Montahaei M., Meqbel N., Brasse H., 2016. Three-Dimensional Electrical Resistivity Image of the South-Central Chilean Subduction Zone. Tectonophysics 666, 76–89. http://doi.org/10.1016/j.tecto.2015.10.016.
18. Kerrick D., 2002. Serpentinite Seduction. Science 298 (5597), 1344–1345. http://doi.org/10.1126/science.298.5597.1344.
19. Key K., Constable S., Matsuno T., Evans R.L., Myer D., 2012. Electromagnetic Detection of Plate Hydration Due to Bending Faults at the Middle America Trench. Earth and Planetary Science Letters 351–352, 45–53. http://doi.org/10.1016/j.epsl.2012.07.020.
20. Kogiso T., Omori S., Maruyama S., 2009. Magma Genesis beneath Northeast Japan Arc: A New Perspective on Subduction Zone Magmatism. Gondwana Research 16 (3–4), 446–457. http://doi.org/10.1016/j.gr.2009.05.006.
21. Кулинич Р.Г., Карп Б.Я., Баранов Б.В., Леликов Е.П., Карнаух В.Н., Валитов М.Г., Николаев С.М., Колпащикова Т.Н., Цой И.Б. О структурногеологической характеристике «сейсмической бреши» в центральной части Курильской островной гряды // Тихоокеанская геология. 2007. Т. 26. № 1. С. 5–19.
22. Кулинич Р.Г., Валитов М.Г., Прошкина З.Н. Геофизические поля, блоковая структура и сейсмическая активность Центральных Курил // Тихоокеанская геология. 2012. Т. 31. № 6. С. 35–43.
23. Кулинич Р.Г., Валитов М.Г., Прошкина З.Н. Сравнительный анализ сейсмических и плотностных моделей земной коры Центральных Курил // Тихоокеанская геология. 2015. Т. 34. № 6. С. 45–56.
24. Last B.J., Kubik K., 1983. Compact Gravity Inversion. Geophysics 48, 713–72, https://doi.org/10.1190/1.1441501.
25. Li C.-F, Lu Y., Wang J., 2017. A Global Reference Model of Curie-Point Depths Based on EMAG2. Scientific Reports 7, 45129. http://doi.org/10.1038/srep45129.
26. Лобковский Л.И., Баранов Б.В. Клавишная модель сильных землетрясений в островных дугах и активных континентальных окраинах // Доклады АН СССР. 1984. Т. 275. № 4. С. 843–847.
27. Лобковский Л.И., Владимирова И.С., Габсатаров Ю.В., Гарагаш И.А., Баранов Б.В., Стеблов Г.М. Постсейсмические движения после симуширских землетрясений 2006–2007 гг. на различных стадиях сейсмического цикла // Доклады Академии наук, 2017. Т. 473. № 3. С. 359–364. http://doi.org/10.7868/S0869565217090225.
28. Maekawa H., Yamanoto K., Teruaki I., Ueno T., Osada Y., 2001. Serpentinite Sea Mounts and Hydrated Mantle Wedge in the Izu-Bonin and Mariana Forearc Regions. Bulletin of Earthquake Research Institute 76, 355–366.
29. Meyer B., Saltus R., Chulliat A., 2017. EMAG2: Earth Magnetic Anomaly Grid (2-Arc-Minute Resolution). Version 3. National Centers for Environmental Information, NOAA. http://doi.org/10.7289/V5H70CVX.
30. Пальшин Н.А., Алексеев Д.А. Особенности глубинной электропроводности в зоне перехода от Тихого океана к Евразии // Физика Земли. 2017. № 3. С. 107–123. https://doi.org/10.7868/S0002333717020107.
31. Popov K.V., Bazylev B.A., Shcherbakov V.P., Tsel’movich V.A., Kononkova N.N., 2015. Thermomagnetic Analysis of Ultramafic Rocks: A Case Study of Dunite from the Pekul’ney Complex, Chukotka, NE Russia. Russian Journal of Earth Sciences 15, ES1003. http://doi.org/10.2205/2015ES000547.
32. Portniaguine O., Zhdanov M.S., 2002. 3-D Magnetic Inversion with Data Compression and Image Focusing. Geophysics 67 (5), 1532–1541. http://doi.org/10.1190/1.1512749.
33. Purucker M.E., Clark D.A., 2011. Mapping and Interpretation of the Lithospheric Magnetic Field. In: M. Mandea, M. Korte (Eds), Geomagnetic Observations and Models. P. 311–337. https://doi.org/10.1007/978-90-481-9858-0_13.
34. Rajaram M., 2007. Depth to Curie Temperature. In: D. Gubbins, E. Herrero-Bervera (Eds), Encyclopedia of Geomagnetism and Paleomagnetism. P. 157–159. http://doi.org/10.1007/978-1-4020-4423-6.
35. Raleigh C.B., Paterson M.S., 1965. Experimental Deformation of Serpentinite and Its Tectonic Implications. Journal of Geophysical Research 70 (16), 3965–3985. http://doi.org/10.1029/JZ070i016p03965.
36. Rupke L.H., Morgan J.P., Hort M., Connolly J.A.D., 2004. Serpentine and the Subduction Zone Water Cycle. Earth and Planetary Science Letters 223 (1–2), 17–34. http://doi.org/10.1016/j.epsl.2004.04.018.
37. Sykes L., 1971. Aftershock Zones of Great Earthquakes, Seismicity Gaps and Earthquake Prediction for Alaska and the Aleutians. Journal of Geophysical Research 76 (32), 8021–8041. http://doi.org/10.1029/JB076i032p08021.
38. Taira A., 2001. Tectonic Evolution of the Japanese Island Acr System. Annual Review of Earth Planetary Science 29, 109–134. https://doi.org/10.1146/annurev.earth.29.1.109.
39. Zhdanov M.S., 2002. Geophysical Inverse Theory and Regularization Problems. Methods on Geochemistry and Geophysics. Vol. 36. Elsevier Science, Amsterdam, 633 p.
Рецензия
Для цитирования:
Пальшин Н.А., Иваненко А.Н., Алексеев Д.А. Неоднородное строение магнитоактивного слоя Курильской островной дуги. Геодинамика и тектонофизика. 2020;11(3):583-594. https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-3-0492
For citation:
Palshin N.A., Ivanenko A.N., Alekseev D.A. Inhomogeneous structure of magnetic layer of the Kuril Island Arc. Geodynamics & Tectonophysics. 2020;11(3):583-594. (In Russ.) https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-3-0492
Просмотров: 518
Послать статью по эл. почте 