Speed structure of the mantle under the Dnieper-Donets Depression and its surroundings. Part I
The article discusses the high-speed structure of the mantle under the Dnieper-Donets Depression (DDD). The solution obtained by the Taylor approximation of the solution of the three-dimensional seismic tomography problem is used. The method is independent of the reference model and gives a better a...
Збережено в:
| Дата: | 2020 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2020
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/201742 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Репозитарії
Geofizicheskiy Zhurnal| _version_ | 1856543441533534208 |
|---|---|
| author | Tsvetkova, T.A. Bugaenko, I.V. Zaets, L.N. |
| author_facet | Tsvetkova, T.A. Bugaenko, I.V. Zaets, L.N. |
| author_sort | Tsvetkova, T.A. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2020-10-07T11:07:03Z |
| description | The article discusses the high-speed structure of the mantle under the Dnieper-Donets Depression (DDD). The solution obtained by the Taylor approximation of the solution of the three-dimensional seismic tomography problem is used. The method is independent of the reference model and gives a better approximation of nonlinearity with respect to the classical solution. The resulting 3D P-velocity model of the mantle is presented in the form of horizontal and vertical sections. Horizontal sections were obtained with a step of 25 km at «true speeds». Vertical sections, longitude and latitude, are shown with a step of 1° in the form of residuals of velocities relative to the generalized average velocity under the mantle of Eurasia and its environment. This paper presents horizontal sections. It is shown that the occurrence of DDD can be associated with the extension of the Earth's crust and its rise under the influence of tangential stresses. The latter can be explained by the subhorizontal penetration of the high-speed layer of the transition zone of the upper mantle from the Black Sea into the low-speed layer of the transition zone of the upper mantle of Sarmatia. An analysis of the distribution of velocities over horizontal sections of the mantle beneath the DDD and its surroundings makes it possible to single out the layering of the upper mantle and its transition zone. Stratification is determined by characteristic velocity regions for a given depth, limited both by zero velocity isolines and by thickening of isolines. A total of 5 areas are allocated: at depths of 50—250 km, 300—400 km, 450—550 km, 600—650 km, 650—800 km. At depths of 300—400 km, the region combines the Kursk-Belgorod block of the Kursk megablock of the Voronezh crystalline massif, the Chernigov and Lokhvitsky segments of the DDV, the Ingul and Pridneprovsky megablocks of the Ukrainian Shield, and is supposedly part of the Sarmatian Shield associated with the mantle beneath the Volga-Uralia-Ural-Ural macrocontinent.The propagation directions of velocity structures associated with the mantle under the DDW are distinguished: south—northeast, south—northwest, north—south, east—west. More generally, it is northeast—southwest, south—north, east—west. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:11:18Z |
| format | Article |
| id | journalsuranua-geofizicheskiy-article-201742 |
| institution | Geofizicheskiy Zhurnal |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-07-17T11:11:18Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | journalsuranua-geofizicheskiy-article-2017422020-10-07T11:07:03Z Speed structure of the mantle under the Dnieper-Donets Depression and its surroundings. Part I Сейсмотомография мантии под Днепровско-Донецкой впадиной и ее окружением. Часть I Сейсмотомографія мантії під Дніпровсько-Донецької западиною і її оточенням. Частина I Tsvetkova, T.A. Bugaenko, I.V. Zaets, L.N. three-dimensional P-velocity model mantle Dnieper-Donets Depression horizontal sections velocity regions The article discusses the high-speed structure of the mantle under the Dnieper-Donets Depression (DDD). The solution obtained by the Taylor approximation of the solution of the three-dimensional seismic tomography problem is used. The method is independent of the reference model and gives a better approximation of nonlinearity with respect to the classical solution. The resulting 3D P-velocity model of the mantle is presented in the form of horizontal and vertical sections. Horizontal sections were obtained with a step of 25 km at «true speeds». Vertical sections, longitude and latitude, are shown with a step of 1° in the form of residuals of velocities relative to the generalized average velocity under the mantle of Eurasia and its environment. This paper presents horizontal sections. It is shown that the occurrence of DDD can be associated with the extension of the Earth's crust and its rise under the influence of tangential stresses. The latter can be explained by the subhorizontal penetration of the high-speed layer of the transition zone of the upper mantle from the Black Sea into the low-speed layer of the transition zone of the upper mantle of Sarmatia. An analysis of the distribution of velocities over horizontal sections of the mantle beneath the DDD and its surroundings makes it possible to single out the layering of the upper mantle and its transition zone. Stratification is determined by characteristic velocity regions for a given depth, limited both by zero velocity isolines and by thickening of isolines. A total of 5 areas are allocated: at depths of 50—250 km, 300—400 km, 450—550 km, 600—650 km, 650—800 km. At depths of 300—400 km, the region combines the Kursk-Belgorod block of the Kursk megablock of the Voronezh crystalline massif, the Chernigov and Lokhvitsky segments of the DDV, the Ingul and Pridneprovsky megablocks of the Ukrainian Shield, and is supposedly part of the Sarmatian Shield associated with the mantle beneath the Volga-Uralia-Ural-Ural macrocontinent.The propagation directions of velocity structures associated with the mantle under the DDW are distinguished: south—northeast, south—northwest, north—south, east—west. More generally, it is northeast—southwest, south—north, east—west. В статье рассматривается скоростное строение мантии под Днепрово-Донецкой впадиной (ДДВ). Привлечено решение, полученное методом тейлорового приближения решения трехмерной задачи сейсмической томографии. Метод не зависит от референтной модели и дает лучшее приближение нелинейности по отношению к классическому решению. Полученная 3D P-скоростная модель мантии представляется в виде горизонтальных и вертикальных сечений. Горизонтальные сечения по- лучены с шагом 25 км в «истинных скоростях». Вертикальные сечения, долготные и широтные, показаны с шагом 1° в виде невязок скоростей относительно обобщен- ной средней скорости под мантией Евразии и ее окружением. В настоящей работе представлены горизонтальные сечения. Показано, что ДДВ связана с растяжением земной коры и ее подъемом. Последнее может быть объяснено субгоризонтальным внедрением высокоскоростного слоя переходной зоны верхней мантии со стороны Черного моря в низкоскоростной слой переходной зоны верхней мантии Сарматии. Анализ распределения скоростей по горизонтальным сечениям мантии под ДДВ и ее окружением позволяет выделить расслоенность верхней мантии и ее переходной зоны. Расслоенность определяется характерными скоростными областями для данной глубины, ограниченных как нулевыми изолиниями скоростей, так и сгущением изолиний. Всего выделено пять областей: на глубинах 50—250 км, 300—400 км, 450—550 км, 600—650 км, 650—800 км. На глубинах 300—400 км область объединяет Курско-Белгородский блок Курского мегаблока Воронежского кристаллического массива, Черниговский и Лохвицкий сегменты ДДВ, Ингульский и Приднепровский мегаблоки Украинского щита, и предположительно является частью Сарматского щита, связанного с мантией под Волго-Уралией, возможной частью Сарматско-Уральского макроконтинента. Выделяются направления распространения скоростных структур, связанных с мантией под ДДВ: юг—северо- восток, юг—северо-запад, север—юг, восток—запад. В более общем представлении это северо-восток—юго-запад, юг—север, восток—запад. У статті розглядається швидкісна будова мантії під Дніпровсько-Донецької западиною (ДДЗ). Застосовано розв'язок, отриманий методом тейлорового наближення розв'язання тривимірної задачі сейсмічної томографії. Метод не залежить від референтної моделі і дає краще наближення нелінійності відносно класичного розв'язку. Отримана 3D P-швидкісна модель мантії наведена у вигляді горизонтальних і вертикальних перерізів. Горизонтальні перерізи отримано з кроком 25 км у «справжніх швидкостях». Вертикальні перерізи, довготні і широтні, показано з кроком 1° у вигляді нев'язок швидкостей щодо узагальненої середньої швидкості під мантією Євразії та її оточенням. У праці наведено горизонтальні перетини. Показано, що ДДЗ пов'язана з розтягуванням земної кори і її підйомом. Останнє може бути пояснено субгоризонтальним поширенням високошвидкісного шару перехідної зони верхньої мантії з боку Чорного моря в низькошвидкісний шар перехідної зони верхньої мантії Сарматії. Аналіз розподілу швидкостей за горизонтальними перерізами мантії під ДДЗ і її оточенням дає змогу виділити розшарування верхньої мантії та її перехідної зони. Розшарування визначається характерними швидкісними зонами для даної глибини, що обмежені як нульовими ізолініями швидкостей, так і згущенням ізоліній. Усього виділено 5 зон на глибинах: 50—250 км, 300—400 км, 450—550 км, 600—650 км, 650—800 км. На глибинах 300—400 км зона об'єднує Курсько-Бєлгородський блок Курського мегаблоку Воронезького кристалічного масиву, Чернігівський і Лохвицький сегменти ДДЗ, Інгульський і Придніпровський мегаблоки Українського щита і, ймовірно, є частиною Сарматського щита, пов'язаного з мантією під Волго-Уралією, можливої частиною Сарматсько-Уральського макроконтіненту. Виділяються напрямки поширення швидкісних структур, пов'язаних з мантією під ДДЗ: південь—північний схід, південь—північний захід, північ—південь, схід—захід. У більш загальному уявленні це північний схід—південний захід, південь—північ, схід—захід. S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2020-05-18 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/201742 10.24028/gzh.0203-3100.v42i2.2020.201742 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 42 No. 2 (2020); 71-85 Геофизический журнал; Том 42 № 2 (2020); 71-85 Геофізичний журнал; Том 42 № 2 (2020); 71-85 2524-1052 0203-3100 ru https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/201742/203098 Copyright (c) 2020 Geofizicheskiy Zhurnal https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | three-dimensional P-velocity model mantle Dnieper-Donets Depression horizontal sections velocity regions Tsvetkova, T.A. Bugaenko, I.V. Zaets, L.N. Speed structure of the mantle under the Dnieper-Donets Depression and its surroundings. Part I |
| title | Speed structure of the mantle under the Dnieper-Donets Depression and its surroundings. Part I |
| title_alt | Сейсмотомография мантии под Днепровско-Донецкой впадиной и ее окружением. Часть I Сейсмотомографія мантії під Дніпровсько-Донецької западиною і її оточенням. Частина I |
| title_full | Speed structure of the mantle under the Dnieper-Donets Depression and its surroundings. Part I |
| title_fullStr | Speed structure of the mantle under the Dnieper-Donets Depression and its surroundings. Part I |
| title_full_unstemmed | Speed structure of the mantle under the Dnieper-Donets Depression and its surroundings. Part I |
| title_short | Speed structure of the mantle under the Dnieper-Donets Depression and its surroundings. Part I |
| title_sort | speed structure of the mantle under the dnieper-donets depression and its surroundings. part i |
| topic | three-dimensional P-velocity model mantle Dnieper-Donets Depression horizontal sections velocity regions |
| topic_facet | three-dimensional P-velocity model mantle Dnieper-Donets Depression horizontal sections velocity regions |
| url | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/201742 |
| work_keys_str_mv | AT tsvetkovata speedstructureofthemantleunderthednieperdonetsdepressionanditssurroundingsparti AT bugaenkoiv speedstructureofthemantleunderthednieperdonetsdepressionanditssurroundingsparti AT zaetsln speedstructureofthemantleunderthednieperdonetsdepressionanditssurroundingsparti AT tsvetkovata sejsmotomografiâmantiipoddneprovskodoneckojvpadinojieeokruženiemčastʹi AT bugaenkoiv sejsmotomografiâmantiipoddneprovskodoneckojvpadinojieeokruženiemčastʹi AT zaetsln sejsmotomografiâmantiipoddneprovskodoneckojvpadinojieeokruženiemčastʹi AT tsvetkovata sejsmotomografíâmantíípíddníprovsʹkodonecʹkoízapadinoûíííotočennâmčastinai AT bugaenkoiv sejsmotomografíâmantíípíddníprovsʹkodonecʹkoízapadinoûíííotočennâmčastinai AT zaetsln sejsmotomografíâmantíípíddníprovsʹkodonecʹkoízapadinoûíííotočennâmčastinai |