Некоторые особенности строения мантии Восточного Средиземноморья и их геодинамическая интерпретация

Abstract

Розглянуто специфічні швидкісні аномалії Східносередземноморсько-Чорноморсько- Каспійського регіону і відповідні їм структури мантії. Аномалії виділено на довготних і широтних сейсмотомографічних розрізах, одержаних під час побудови тривимірної Р-швидкісної моделі Євразії з використанням методу тейлорового наближення. Глибина дослідження від 50 до 2900 км. Точність визначення швидкостей Vр біля ± 0,015 км/с. Швидкісні розрізи представлені у значеннях нев'язок Vр. Для характеристики розрізів використано фізико-мінералогічну модель мантії Пущаровських. На меридіональних розрізах 25 - 30° сх. д. і 34 - 48° пн. ш. виділено відносно високо- швидкісні слеби, що занурюються від північного краю Африканської плити та з південних районів Східноєвропейської плити назустріч одна одній. Слеби з'єднуються на глибині близько 600 км у перехідній зоні верхньої мантії в районі 42-43° пн. ш. Нижче зони зчленування слебів зона відносно високошвидкісної мантії потовщується і поширюється до глибини 1000-1200 км унаслідок накопичення відносно високошвидкісної речовини слебів. З цієї зони починається даунвеллінг, який простежується на широтних розрізах 35-45° у вигляді суцільного похилого шару завширшки ~ 1100 км і протяжністю ~ 1900 км. Даунвеллінг занурюється з глибини 450-550 км від району Мізійської та Егейської мікроплит до глибини 1600-1900 км під Східночорноморською, Анатолійською мікроплитами та північною частиною Аравійської плити. Механізм утворення похилого шару обговорено із залученням даних глобальної сейсмотомографії і чисельного моделювання, виконаного Л.І. Лобковським.

We consider specific velocity anomalies and the corresponding mantle structures of the East Mediterranean-Black Sea-Caspian region. The anomalies are located on latitudinal and longitudinal seismic tomography sections obtained by constructing 3D P-velocity model of Eurasia applying the Taylor approximation method. The depth of the study is of 50-2900 km. The accuracy of determination of the velocity Vр is about ± 0,015 km/s. Velocity sections are shown in residual values Vр. Physical and mineralogical mantle model of Pushcharovsky was used for the cross sections specification. In the 25-30°E cross sections between latitudes of the 34-48°N high-velocity slabs sinking from the northern edge of the African plate and the southern parts of the East-European plate towards each other are seen. Slabs are connected at a depth of about 600 km in the upper mantle transition zone in the area of 42-43°N. Below the slabs junction high-velocity mantle zone thickens and extends to a depth of 1000-1200 km that occurs as a result of slabs relatively high-velocity material accumulation. From this area down-welling begins which can be traced on latitude sections of 35-45°N as an almost continuous inclined layer of ~ 1100 km width and ~ 1900 km length. Down-welling submerges from a depth of 450-550 km at Moesian and Aegean micro-plates area to a depth of 1600-1900 km beneath the East Black Sea, Anatolian micro-plates and the northern part of the Arabian plate. The mechanism of the inclined layer formation is discussed with the involvement of global seismic tomography data, and the numerical simulation performed by L.I. Lobkovsky.