Глубинное геодинамическое состояние и его сопоставление с поверхностными геолого‐геофизическими параметрами вдоль субширотного разреза Евразии

Проведено сопоставление разреза аномалий продольных (Р) и поперечных (S) волн, атрибута δ(VP/VS) вдоль субширотного профиля от Атлантического океана до Тихого по районам новейшего вулканизма Евразии с поверхностными геофизическими параметрами, имеющими геодинамическую интерпретацию: тепловым потоком, сейсмичностью и интегральной проводимостью литосферы. Все вулканические группы связаны с глубинными отрицательными аномалиями вариаций скоростей S‐волн или Р‐волн, которые в восточной части профиля от Средней Азии до Тихого океана отмечаются до глубин 1000 км и коррелируют с аномалиями теплового потока, указывая на глубинный тип источника. Отсутствие глубинных корней в западной части профиля от Каспия до Западного Средиземноморья свидетельствует о боковом продолжении аномальной «горячей» мантии от Афарской ветви Африканского суперплюма. Группы вулканических образований Байкальского региона и Дальнего Востока ассоциированы в пространстве с аномалиями теплового потока в три раза выше фоновых значений. Сопоставление внутриплитного вулканизма с проводимостью литосферы дает основание предполагать наличие положительных аномалий во всех вулканических кластерах, несмотря на сильно отличающиеся по уровню фоновые значения. В континентальной части разреза все вулканические группы с положительными аномалиями проводимости сопровождаются аномалиями скоростей. Все они, кроме Альпийско‐Кавказской, имеют в сейсмотомографическом отображении «горячие» корни в верхней мантии до глубин 1200 км. Наибольшие максимумы проводимости наблюдаются в зонах отсутствия сильной внутриплитной сейсмичности, которая вдоль профиля группируется в несколько зон, разделенных асейсмичными интервалами или границами плит. Это говорит о влиянии прогретого состояния мантии с формированием зон повышенной проводимости в литосфере. 

1. Alekseev D., Kuvshinov A., Palshin N., 2015. Compilation of 3D global conductivity model of the Earth for space weather applications. Earth, Planets and Space 67 (1), 108. https://doi.org/10.1186/s40623-015-0272-5.

2. Anderson D.L., Tanimoto T., Zhang Y.S., 1992. Plate tectonics and hotspots: the third dimension. Science 256 (5064), 1645–1651. https://doi.org/10.1126/science.256.5064.1645.

3. ANSS Earthquake Composite Catalog, 2014. Available from: http://quake.geo.berkeley.edu/anss/ (last accessed: February 11, 2014).

4. Becker T.W., Boschi L., 2002. A comparison of tomographic and geodynamic mantle models. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 3 (1), 2001GC000168. https://doi.org/10.1029/2001GC000168.

5. Chiarabba C., De Gori P., Speranza F., 2008. The southern Tyrrhenian subduction zone: deep geometry, magmatism and Plio-Pleistocene evolution. Earth and Planetary Science Letters 268 (3–4), 408–423. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2008.01.036.

6. Дмитриев Л.В., Соколов С.Ю., Мелсон В.Г., О'Хирн Т. Плюмовая и спрединговая ассоциации базальтов и их отражение в петрологических и геофизических параметрах северной части Срединно-Атлантического хребта // Российский журнал наук о Земле. 1999. Т. 1. № 6. С. 457–476.

7. Everett M.E., Constable S., Constable C.G., 2003. Effects of near-surface conductance on global satellite induction responses. Geophysical Journal International 153 (1), 277–286. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.2003.01906.x.

8. Global Heat Flow Database, 2018. University of North Dakota. Available from: https://engineering.und.edu/research/global-heat-flow-database/data.html.

9. Grand S.P., van der Hilst R.D., Widiyantoro S., 1997. Global seismic tomography: A snapshot of convection in the Earth. GSA Today 7 (4), 1–7.

10. Kuchai O.A., Kozina M.E., 2015. Regional features of seismotectonic deformations in East Asia based on earthquake focal mechanisms and their use for geodynamic zoning. Russian Geology and Geophysics 56 (10), 1491–1499. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2015.09.011.

11. Летников Ф.А. Сверхглубинные флюидные системы Земли. Электронная библиотека РФФИ. 2006. Available from: https://www.rffi.ru/rffi/ru/popular_science_articles/o_16705.

12. Melnikova V.I., Radziminovich N.A., 1998. Mechanisms of action of earthquake foci in the Baikal region over the period 1991–1996. Geologiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 39 (11), 1598–1607.

13. Мороз Ю.Ф., Мороз Т.А. Глубинный геоэлектрический разрез Байкальского рифта // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2012. № 2. С. 114– 126.

14. Нурмухамедов А.Г., Недядько В.В., Ракитов В.А., Липатьев М.С. Границы литосферы на Камчатке по данным метода обменных волн землетрясений // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2016. № 1. С. 35–52.

15. Подгорных Л.В., Хуторской М.Д. Карта планетарного теплового потока. Масштаб 1:30 000 000. Объяснительная записка. М.–СПб.: Изд-во «Оргсервис ЛТД», 1997. 55 с.

16. Pollack H.N., Hurter S.J., Johnson J.R., 1993. Heat flow from the Earth's interior: analysis of the global data set. Reviews of Geophysics 31 (3), 267–280. https://doi.org/10.1029/93RG01249.

17. Schaeffer A.J., Lebedev S., 2013. Global shear speed structure of the upper mantle and transition zone. Geophysical Journal International 194 (1), 417–449. https://doi.org/10.1093/gji/ggt095.

18. Соколов С.Ю. Состояние геодинамической подвижности в мантии по данным сейсмотомографии и отношению скоростей Р и S волн // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2014. № 2. С. 55–67.

19. Sokolov S.Yu., Trifonov V.G., 2012. Role of the asthenosphere in transfer and deformation of the lithosphere: The Ethiopian-Afar superplume and the Alpine-Himalayan Belt. Geotectonics 46 (3), 171–184. https://doi.org/10.1134/S0016852112030053.

20. Trifonov V.G., Sokolov S.Y., 2017. Sublithospheric flows in the mantle. Geotectonics 51 (6), 535–548. https://doi.org/ 10.1134/S0016852117060085.

21. Трифонов В.Г., Соколов С.Ю. Строение мантии и тектоническая зональность центральной части Альпийско-Гималайского пояса // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 4. С. 1127–1145. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-4-0386.

22. Van der Hilst R.D., Widiyantoro S., Engdahl E.R., 1997. Evidence for deep mantle circulation from global tomography. Nature 386 (6625), 578–584. https://doi.org/10.1038/386578a0.

23. Жданов М.С., Бердичевский М.Н., Шнеер В.С., Светов Б.С., Варенцов И.М., Жданова О.Н., Голубев Н.Г. Геоэлектрическая модель зоны перехода от Азиатского материка к Тихому океану // Геофизические поля Тихого и Индийского океанов / Ред. Ю.П. Непрочнов, Л.Р. Мерклин. М.: МГК АН СССР, 1988. С. 45–52.