Regional Seismogravitational Heterogeneities of the Upper Mantle of the West Siberian Plate (Quartz Profile)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The structure of the lithospheric mantle and asthenosphere has been studied based on data from nuclear explosions along the Quartz profile that is part of the Altai-Sayan folded region and intersects in the south-east direction the Pre-Ural trough with the Urals and the West Siberian plate. A two-dimensional seismic model of the upper mantle has been constructed in a directly spherical approximation of the Earth’s shape using the ray tracing method of the propagation of refracted-diving and reflected longitudinal waves. Regional structural-velocity heterogeneities of the two-layer mantle lithosphere have been discovered, with a decreasing thickness toward the folded region with a correspondingly increasing thickness of the asthenosphere. Particular attention is paid to the localization of mantle heterogeneity, corresponding to the location of the Koltogorsk-Urengoy rift graben. The distribution of residual mantle Bouguer gravity anomalies (recalculated to the base of the earth’s crust) shows clear zoning corresponding to seismic heterogeneities with a weak dependence on the Moho depth.

About the authors

V. D Suvorov

Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: SuvorovVD@ipgg.sbras.ru

E. A Melnik

Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: MelnikEA@ipgg.sbras.ru

E. V Pavlov

Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: PavlovEV@ipgg.sbras.ru

References

  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 геотраверсов. Глубинное строение территории СССР. М.: Наука. 1991. С. 118–134.
  3. Егорова Т.П., Паагенкова 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., Сенинков 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. № 7–8. С. 118–144.
  5. Елкин Е.А., Конторович А.Э., Бахарев Н.К., Беляев С.Ю., Варламов А.И., Изох Н.Г., Канькин А.В., Кашипанов В.А., Кирба Н.П., Клец А.Г., Конторович В.А., Краснов В.И., Кривин В.А., Моисеев С.А., Обуп О.Т., Сараев С.В., Сенников Н.В., Тищенко В.М., Филиппов Ю.Ф., Хоменко А.В., Урожак В.Г. Палеозойские фациальные мегазоны в структуре фундамента Западно-Сибирской геосинеклизы // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. № 6. С. 633–650.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. Суворов В.Д., Мельник Е.А., Павлов Е.В., Садышков А.С. Региональное структурно-тектоническое районирование верхней коры Забайкалья по сейсмогравитационным данным вдоль опорного профиля 1–CE // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 2. С. 439–459.
  12. 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.С., Трофимук А.А., Жеро О.Г., Конторович А.Э., Смирнов Л.В. Триазовая 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., Yales 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., Zaganov 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.A., Morozov I.B., Smithson S.B., 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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».