Геофизические исследования

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, 2019, том 20, № 3, с. 23-35. https://doi.org/10.21455/gr2019.3-2

УДК 550.347

Аннотация  Литература  Полный текст  Полный текст (англ.)

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ СЕЙСМИЧЕСКОЙ АЗИМУТАЛЬНОЙ АНИЗОТРОПИИ ВЕРХНЕЙ МАНТИИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ ПО ДАННЫМ СТАНЦИЙ “ОБНИНСК” И “МИХНЕВО”

© 2019 г. В.В. Адушкин⁽¹⁾, А.Г. Гоев⁽¹⁾, Г.Л. Косарев⁽²⁾, И.А. Санина⁽¹⁾

⁽¹⁾ Институт динамики геосфер РАН, г. Москва, Россия

⁽²⁾ Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

Приведены результаты определения параметров сейсмической анизотропии верхней мантии центральной части Восточно-Европейской платформы, которая, согласно активно развивающимся в последние десятилетия тектоническим концепциям, состоит из разновозрастных мегаблоков (микроплит). Объектом изучения была зона сочленения трех основных мегаблоков платформы – Фенноскандии, Волго-Уралии, Сарматии. Для решения поставленной задачи применен метод SKS/SKKS анизотропии. Суть метода состоит в использовании SKS-фаз для получения величин сдвига по времени между двумя квазипоперечными волнами, формирующимися при прохождении поперечной волны через анизотропную среду, а также в моделировании азимута оси максимальной скорости, по которой распространяется “быстрая” квазипоперечная волна. Методика не позволяет получить точные оценки глубины залегания анизотропного слоя. Однако большие периоды SKS-волн и ярко выраженные анизотропные свойства оливина, основного материала, слагающего верхнюю мантию, позволяют сделать предположение о приуроченности выявляемых эффектов к мантийным процессам. Авторами использованы данные станций “Обнинск” (OBN) и “Михнево” (MHV), расположенных в зоне тройственного сочленения мегаблоков. Для анализа было отобрано 1266 событий, зарегистрированных на станции OBN, и 472 – на станции MHV. Полученные для каждой станции оценки азимута оси максимальной скорости и величины запаздывания квазипоперечных волн позволяют считать анизотропию мантии исследуемого региона слабой. Время запаздывания для станции OBN составляет 0.4 с, для станции MHV – 0.2 с, что является ожидаемым результатом для тектонически-спокойных платформенных областей. Строго субширотное направление оси максимальной скорости (a=90° для станции OBN и 100° для станции MHN) согласуется с известным направлением движения Восточно-Европейской литосферной плиты. Для станции OBN выявлены две группы событий с существенно разными оценками азимута оси максимальной скорости. Для событий с преимущественно западным направлением прихода сейсмических волн запаздывание составляет 0.4 с при азимуте 90°; при обработке событий с восточным направлением прихода, наряду с согласованным решением, выявляется второй выраженный локальный экстремум, соответствующий углам ~160° и запаздыванию ~0.5–1 с. Для станции MHV также выявлен второй локальный экстремум, соответствующий аналогичным углам, однако с меньшим временем запаздывания (~0.1–0.2 с). Можно предположить, что наличие двух экстремумов связано с анизотропными параметрами двух мегаблоков, вблизи границы сочленения которых расположены станции OBN и MHV.

Ключевые слова: анизотропия, сейсмология, тектоника, SKS/SKKS, поперечные волны.

Литература

Ваганова Н.В. Измерение параметров азимутальной сейсмической анизотропии Восточно-Европейской платформы по наблюдениям обменных SKS-волн // Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных: Материалы Седьмой Международной сейсмологической школы. Обнинск: ГС РАН, 2012. С.74–78. 

Винник Л.П., Косарев Г.Л., Макеева Л.И. Анизотропия литосферы по наблюдениям волн SKS и SKKS // Докл. АН СССР. 1984. Т. 278, № 6. С.1335–1339.

Винник Л.П., Косарев Г.Л. Расщепление поперечных волн в мантии переходной зоны мантии // Докл. РАН. 1997. Т. 353, № 4. С.531–534.

Землетрясения России в 2008 году / Под ред. А.А. Маловичко и др. Обнинск: ГС РАН, 2010. 224 с.

Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики: Учебник для студентов геологических специальностей вузов. М.: Изд-во МГУ, 1995. 480 с.

Becker T.W., Schaeffer A.J., Lebedev S., Conrad C.P. Toward a generalized plate motion reference frame // Geophys. Res. Lett. 2015. N 42. P.3188–3196.

Bogdanova S.V., Gorbatschev R., Garetsky R.G. Europe/East European Craton. Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences. Elsevier, 2016. P.1–18.

Dziewonski A.M., Chou T.-A., Woodhouse J.H. Determination of earthquake source parameters from waveform data for studies of global and regional seismicity // J. Geophys. Res. 1981. N 86. P.2825–2852.

Ekström G., Nettles M., Dziewonski A.M. The global CMT project 2004-2010: Centroid-moment tensors for 13,017 earthquakes // Phys. Earth Planet. Int. 2012. N 200-201. P.1–9.

Helffrich G., Silver P.G., Given H. Shear wave splitting variation over short spatial scales on continents // Geophys. J. Int. 1994. N 119. P.561–573.

Kosarev G.L., Makeyeva L.I., Vinnik L.P. Inversion of the P wave particle motion for crystal structure in Fennoscandia // Phys. Earth Planet. Int. 1987. N 47. P.11–24.

Silver P.G., Chan W.W. Shear wave splitting and subcontinental mantle deformation // J. Geophys. Res. 1991. N 96. P.1449–1454.

Vinnik L.P., Farra V., Romanowicz B. Azimuthal anisotropy in the Earth from observations of SKS at Geoscope and NARS broadband stations // Bull. Seismol. Soc. Am. 1989. N 79. P.1542–1558.

Vinnik L.P., Makeyeva L.I., Milev A., Usenko A.Yu. Global patterns of azimuthal anisotropy and deformations in the continental mantle // Geophys. J. Int. 1992. N 111. P.433–447.