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

УДК 550.347

Аннотация  Литература  Полный текст

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.