Keywords
tectonoshere
density contrast
rheology
East Asia
Section
Abstract
Results of the correlation analysis of heat flow anomalies (Q) with distributions of density contrast (µz-parameter) in rifting and plume structures on eastern margin of Asia are considered, which prove selective inverse correlation of these parameters in depth intervals corresponding to the position of the subcrustal viscous layer and asthenosphere. Rifting structures are characterized by ruptures in rigid layers displayed by maxima of the µz-параметра, while plume-type central structures are characterized by concentrically zonal distribution of density contrast. The main contribution to the thermal anomalies in rifts is made by the subcrustal viscous layer. Thermal flow from the asthenosphere at the Ceinozoic boundaries of lithospheric plates is screened by subducting slabs. The identical correlation of Q and µz-parameter in distant regions testifies to the same deep structure and universality of tectonic regimes on the eastern margin of Asia, where subduction, rifting and plume processes are coupled in space and time.
References
Белявский В.В., Егоркин А.Н., Золотов Е.Е. и др. Сейсмоэлектрические параметры тектоносферы Евразийского складчатого пояса // Фундаментальные проблемы тектоники. Материалы XL Тектонического совещания. Т. I. М.: Геос, 2007. С. 79–81 [Belyavskiy V.V., Egorkin A.N., Zolotov E.E. et al. Seismic-electric parameters of the Euro-Asian Folded Belt // Data of XL tectonic conference. Basic problems of a tectonics. V. 1. Mocrow: GEOS, 2007. P. 79–81 (in Russian)].
Блох Ю.И., Каплун Д.В., Коняев О.Н. Возможности интерпретации потенциальных полей методами особых точек в интегрированной системе «СИНГУЛЯР». Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 1993. № 6. С. 123–127 [Bkokh Yu.I., Kaplun D.V., Konyaev O.N. Probabilities of the gravity interpreting of potential fields by methods of singular points within «SINGULAR» system. Izvestiya vizshikh uchebnikh zavedeniy. Geologiya I Razvedka. 1993. №. 6. P. 123–127 (in Russian)].
Ващилов Ю.Я., Гайдай Н.К., Максимов А.Е. и др. Полиастеносфера Северо-Востока России — методы изучения, структура, кинематика, динамика // Астеносфера и литосфера Северо-Востока России (структура, геокинематика, эволюция). Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2003. С. 135–142 [Vachshilov Yu.Ya., Gaidai N.K., Maksimov A.E. et al. Poly astenosphere of the Russian Far East — study methods, structure, kinematics, dynamics // Astenosfera i litosfera Severo-Vostoka Rossii (struktura, geokinematika, evolyutsiya). Magadan: SVKNIIL DVO RAN, 2003. P. 135–142 (in Russian)].
Веселов О.В. Геотермия тектосферы Японо-Охотоморского региона. Дисс. канд. геол.-мин. наук. 2005. Хабаровск: ИТИГДВОРАН. 24 с. [Veselov O.V. Geothermics of the Japan-Okhotsk Sea region. Diss. of the geol.-min. sciences. 2005. Khabarovsk: ITIG DVO RAN. 24 p. (in Russian)].
Викулин А.В. Введение в Физику Земли. Учебное пособие для геофизических специальностей. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2004. 239 с. [Vikulin A.V. Introduction to the Earth Physics. Manuel for geophysical professions. Petropavlovsk-Kamchatskiy: IVIS DVO RAN, 2004. 239 p. (in Russian)].
Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России / Под ред. А.И. Ханчука. Владивосток: Дальнаука, 2006. 981 c. [Geodynamics, magmatism and metallogeny of the Russian Far East. Ed. A.I. Hanchuk. Vladivostok: Dalnauka, 2006. V. 1. 981 p. (in Russian)].
Глубинное строение и металлогения Восточной Азии / Ред. А.Н. Диденко, В.Б. Каплун, Ю.Ф. Малышев. Владивосток: Дальнаука, 2010. 332 с. [Deep structure and metallogeny of the East Asia / Ed. Didenko A.N., Kaplun V.B., Malishev Yu.F. Vladivostok: Dalnauka, 2010. 332 p. (in Russian)].
Горнов П.Ю. Сейсмичность, границы и тепловое поле литосферных плит Северо-Востока Евразии // Геодинамические процессы и природные катастрофы. Опыт Нефтегорска.. Южно-Сахалинск, 2015. C. 55–59 [Gornov P.Yu. Seismicity, boundaries, and the heat flow field of lithospheric plates of the North East Asia // Geodynamic processes and nature disasters. Neftegorsk experience. Yuzhno-Sakhalinsk. 2015. P. 55–59 (in Russian)].
Емельянова Т.А., ПетрищевскийА.М., Изосов Л.А. и др. Позднемезозойско-кайнозойские этапы вулканизма и геодинамика Японского и Охотского морей // Петрология. 2020. Т. 28. № 5. С. 468–481 [Emelyanova T.A., Petrishchevsky A.M., Izosov L.A. et al. Late Mesozoic stages of volcanism and geodynamics of the Sea of Japan and Sea of Okhotsk// Petrology. 2020. V. 28. № 5. P. 418–430]. https://doi.org/10.31857/S0869590320050027
Зидаров Д. О решении некоторых обратных задач потегциальных полей и его применении к вопросам геофизики. София: Издательство Болгарской академии наук, 1986. 143 с. [Zidarov D. About decision of some inverse problems of the potential fields and their application to geophysical questions. Sofia, Izdatel’stvo Bolgarskoi Akademii Nauk, 1986. 143 c. (in Russian)].
Иванов В.К. О распределении особенностей потенциала // УМН. 1956. Т. 11. Вып. 5 (71). С. 67–70 [Ivanov V.K. About distribution of the potential features. UMN. 1956. Issue 5 (71). P. 67–70. (in Russian)].
Изосов Л.А., Коновалов Ю.И., Емельянова Т.А. Проблемы геологи и алмазоносности зоны перехода континент — океан (Япономорский и Желтоморский регионы). Владивосток: Изд-во Дальнаука, 2000. 326 с. [Izosov L.A., Konovalov Yu.P., Emelyanova T.A. Problems of geology and diamond bearing of the transition zone continent-ocean (Sea of Japan and Yellow Sea regions). Vladivostok: Dalnauka, 2000. 326 p. (in Russian)].
Каплун В.Б. Электропроводность и структура литосферы Приамурья. Автореф. канд. дисс. Хабаровск: Институт тектоники и геофизики, 2005. 24 с. [Kaplun V.B. Electric-conductivity and the lithosphere structure of the Priamurie. Diss. of the geol.-min. sciences. 2005. Khabarovsk: ITIG DVO RAN, 24 p. (in Russian)].
Леликов Е.П., Емельянова Т.А., Пугачев А.А. Вулканизм и тектоника Центральной глубоководной котловины Японского моря // Океанология. 2018. Т. 58. № 1. С. 129–144 [Lelikov E.P., Emelyanova T.A., Pugachev A.A. Volcanism and tectonics of the central deep basin, Sea of Japan // Oceanology. 2018. V. 58. № 1. P. 116–132. https://doi.org/10.7868/S0030157418010124].
Лобковский Л.И. Геодинамика спрединга, субдукции и двухъярусная тектоника плит. М.: Наука, 1988. 256 с. [Lobkovsky L.I. Geodynamics of spreading, subduction and two-level tectonics of plates. Moscow: Nauka, 1988. 256 p. (in Russian)].
Лысак С.В. Термальная эволюция, геодинамика и современная геотермальная активность литосферы Китая // Геология и геофизика. 2009. Т. 50. № 8. С. 1058–1071 [Lysak S.V. Thermal history, geodynamics, and current thermal activity of lithosphere in China // Russian Geology and geophysics 2009. V. 50. №. 9. P. 815–825].
Петрищевский А.М. Вязкий слой на границе кора-мантия на Дальнем Востоке // Геотектоника. 2008. № 5. С. 37–48 [Petrishchevsky A.M. A viscous layer at the crust-mantle boundary in the Far East of Russia // Geotectonics. 2008. V. 42. №. 5. P. 357–367. https://doi.org/10.1134/S0016852108050026].
Петрищевский А.М. Гравитационный метод оценки реологических свойств земной коры и верхней мантии (в конвергентных и плюмовых структурах Северо-Восточной Азии). М.: Наука, 2013а. С. 192 [Petrishchevsky A.M. Gravitymethodforevaluationofrheologicalpropertiesofthecrustanduppermantle (in convergent and plume structures of the North East Asia. Moscow: Nauka, 2013a. 192 p. (inRussian)].
Петрищевский А.М. Гравитационные модели двухъярусной коллизии литосферных плит на Северо-Востоке Азии // Геотектоника. 2013б. № 6. С. 60–83 [Petrishchevsky A.M. Gravity models of two-level collision of lithospheric plates in Northeast Asia // Geotectonics. 2013b. V. 47. № 6. P. 424–443. https://doi.org/10.7868/S0016853X13060052].
Петрищевский А.М. Реологическая и геотермическая характеристики Охотоморского плюма // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016,. Т. 327. № 2. С. 65–76 [Petrishchevsky А.М. Rheological and geothermic characteristics of the Sea of Okhotsk Plume // Bulletin of the Tomsk Polytecnic University. 2016b. V. 327. №. 2. P. 65–76 (in Russian)].
Петрищевский А.М. Общие черты глубинного строения тектоносферы западно-тихоокеанских окраин (Северо-Восточная Азия и Австралия). Геотектоника. 2016б. № 6. С. 87–104 [Petrishchevsky А.М. Common Features of the Tectonosphere Deep Structure in the Western Pacific Margins (Northeast Asia Region and Australia) // Geotectonics. 2016a. V. 50. № 6. P. 608–623. https://doi.org/10.7868/S0016853X16060059].
Петрищевский А.М. Рифтогенные структуры и нефтегазоносность в реологических гравитационных моделях земной коры // Геофизика. 2019. № 4. С. 42–51 [Petrishchevsky А.М. The rift sctructures and oil-gas bearing in rheological gravity models of the crust // Geophysics. 2019. № 4. С. 42–51 (in Russian)].
Петрищевский А.М. Одно практическое следствие теорем единственности и эквивалентности обратных задач гравитационного потенциала // Геофизика. 2020а. № 4. С. 98–111 [Petrishchevsky А.М. One practice consequence from theorems of uniqueness and no uniqueness of inverce gravity problem // Geophysics. 2020a. №. 4. С. 98–111 (in Russian)].
Петрищевский А.М. Новые данные о строении земной коры и верхней мантии Юго-Восточнго Китая, полученные в результате статистической интерпретации гравитационных аномалий // Тихоокеанская геология. 2020б. Т. 39. № 2. С. 29–45 [Petrishchevsky. A.M. New data on the crust and upper mantle structure of the Southeast China obtained from statistical processing results of gravity anomalies // // Russian Journal of Pacific Geology. 2020b. V. 14. № 2. P. 119–134]. https://doi.org/10.30911/0207-4028-2020-39-2-29-45
Петрищевский А.М., Злобин Т.К. Плотностная неоднородность тектоносферы Охотоморского региона / Ученые записки Сахалинского государственного университета: Сборник научных статей. Вып.4. Южно-Сахалинск: Изд-во CахГУ, 2004. С. 10–20 [Petrishchevsky A.M., Zlobin T.K. Density inhomogeneity of the Sea of Okhotsk region tectonosphere // Uchenie Zapisk iSakhalinskogo Universiteta: Sbornik nauchnikh statei. Yuzhno-Sakhalinsk: SakhGU, 2004. №. 4. P. 10–22 (in Russian)].
Петрищевский А.М., Изосов Л.А., Емельянова Т.А. Реология и геометрия плюмов в литосферно-астеносферном диапазоне: результаты новых экспериментов. Фундаментальные проблемы тектоники. Материалы LII Тектонического совещания. Т. 2. М.: Геос, 2020. С. 144–148 [Petrishchevsky A.M., Izosov L.F., Emelyanova T.A. Rheology and geometry of plumes in lithospheric-astenospheric range: results of new experiences // Basic problems of a tectonics. Data of LII tectonic conference. V. 2. Moscow: GEOS. 2020. P. 144–148 (in Russian)].
Петрищевский А.М., Изосов Л. А., Емельянова Т.А. и др. Строение, реология. петрология и геодинамика тектоносферы Японского моря // Океанология. 2021. Т. 61. № 1. С. 116–131 [Petrischevsky A.M., IzosovL.A. Emelyanova T.A. et al. Structure, rheology, petrology and geodynamics of the tectonosphere of the Sea of Japan // Oceanology. 2021. V. 61. № 1. P. 104–118. https://doi.org/10.31857/S00301574210101609].
Петрищевский А.М., Исаев В.И. Глубинные источники теплогенерации и региональный прогноз нефтегазоносности Томской области. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2017. Т. 328. № 5. С. 97–113 [Petrishchevsky A.M., Isaev V.I. Deep sources of heat generation and regional forecast on the oil-gas prospects in the Tomsk Region // Bulletin of the Tomsk Polytecnic University. 2017. V. 328. № 5. С. 97–113 (in Russian)].
Петрищевский А.М., Юшманов Ю.П. Реология и металлогения Мая-Селемджинского плюма // ДАН. 2011. Т. 440. № 2. С. 207–212 [Petrishchevsky A.M., Yushmanov Yu.P. Rheology and metallogeny of the Maya-Selemdzha plume // Doklady Earth Sciences. 2011. V. 440. № 2. P. 207–212].
Петрищевский А.М., Юшманов Ю.П. Геофизические, магматические и металлогенические признаки мантийного плюма в верховьях рек Алдан и Амур // Геология и геофизика. 2014. Т. 55. № 4. С. 568–593 [Petrishchevsky A.M., Yushmanov Yu.P. Geophysical, magmatic, and metallogenic manifestation of a mantle plume in the upper reaches of the Aldan and Amur Rivers // Russian Geology and Geophysics. 2014. V. 55. № 4. P. 443–462]. http://dx.doi.org/10.1016/j.rgg.2014.03.003
Петрищевский А.М., Юшманов Ю.П. Плотностная контрастность, глубинное строение, реология и металлогения земной коры и верхней мантии Верхояно-Колымского региона // Литосфера. 2021. Т. 21. № 4. С. 491–516 [Petrishchevsky A.M., Yushmanov Yu.P. Density contrast, deep structure and metallogeny of the crust and upper mantle of the Verkhoyano-Kolimckiy Region // Lithosphere. 2021. V. 21. №. 4. P. 491–516 (in Russian)). http://doi.org/10.24930/1681-9004-2021-21-4-491-516
Пискарев А.Л., Буценко В.В., Поселов В.А., Савин В.А. Глубинное строение земной коры Охотского моря по данным 3D-сейсмоплотностного моделирования // Океанология. 2012. Т. 52. № 3. С. 437–448 [Piskarev A.L., Butsenko V.V., Poselov V.A., Savin V.A. Deep structure of the crust beneath Sea of Okhotsk inferred from 3D seismic density modeling // Oceanology. 2012, V. 52. № 3. P. 411–421. http://doi.org/10.1134/S0001437012030095].
Прилепко А.И. Об единственности определения плотности и формы тела в обратных задачах теории потенциала. ДАН. 1970. Т.193. № 2. С. 288–291 [Prilepko A.I. About of unequivocal definition for the body density and shape in inversion problems in the potential theory // Doklady Academy Sciences of USSSR. 1970. V. 193. №. 2. P. 288–291 (in Russian)].
Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. РазвитиеЗемли. М: Изд-воМГУ, 2002. 506 с. [Sorokhtin O.G., Ushakov S.A. Evolution of the Earth. Moscow: MGY, 2002. 506 p. (in Russian)].
Структура и динамика литосферы и астеносферы Охотоморского региона. Результаты исследований по международным геофизическим проектам / ред. Родников А.Г. М.: РАН. Национальный геофизический комитет, 1996. 337 с. [Structure and dynamics of the lithosphere and astenosphere of the Okhotsk Sea Region / Results of researches on international geophysical projects. Moscow: National geophysical committee, 1996. 337 p. (in Russian)].
Тектоника и геодинамика и металлогения территории республики Саха (Якутия). М.: МАИК «Наука / Интерпериодика», 2001. 571 с. [Tectonics and geodynamics of the Sakha republic territory. Moscow: Nauka / Interpiodika, 2001. 571 p. (in Russian)].
Тектоносфера Тихоокеанской окраины Азии / под ред. В.В. Гордиенко. Владивосток: ДВО РАН, 1992. 238 с. [Tectonosphere of the Pacific-Asian Margin. Vladivostok: DVO RAN, 1992. 238 p. (in Russian)].
Туезов И.К., Епанешников В.Д., Хаякава М. Геотермия. Региональные проблемы. Моделирование. Практические приложения. М.: Недра, 1995. 303 с. [Tuezov I.K., Epaneshnikov V.I., Khayakawa M. Geothermics. Regional problems. Modelling. Practics. Appendixes. Moscow: Nedra, 1995. 303 p. (in Russian)].
Цирульский А.В., Никонова Ф.И., Федорова Н.В. Метод интерпретации гравитационных и магнитных аномалий с построением эквивалентных семейств решений. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1980. 135 с. [Tsirulckiy A. V., Nikonova F.I., Fedorova N.V. Interpreting method for gravity and magnetic anomalies with a construction of the family decision // Sverdlovsk: Ural Center of the RUS. 1980, 135 p. (in Russian)].
Шахтыров В.Г. Верхне-Колымский золотоносный район в свете сдвиговой тектоники // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. 2009. Вып. 35. С. 89–98 [Shakhtirov V.G. The Upper Kolimskiy ore bearing region in the slight of shear tectonics // Bulletin of the Siberian branch. Section of the Earth sciences. 2009. №. 35. P. 89–98 (in Russian)].
Шашкин Ю.А. К вопросу об обратной задаче теории потенциала // Докл. АН СССР. 1958. Т. 118. № 1. С. 45–56 [Shashkin Yu.A. To the question of inverse problem in the potential theory // Doklady of the Academy Science USSR. 1958. Vol. 118. №, 1. P. 45–56 (inRussian)].
Юшманов Ю.П. Золотоносные вихревые структуры всдвиговых дуплексах Дальнего Востока: Центральная Колыма и НижнееПриамурье // Отечественная геология. 2019. № 3. С. 55–62 [Yushmanov Yu.P. Ore bearing vortex structures in shear duplexes of the Russian Far East: Central Kolima anf lower Amur regions // Native Geology. 2019. № 3. P. 55–62 (in Russian)].
Cai G., Wan Zh., Yao Y. et al. Mesozoic Northward subduction along the SE Asian. Continental margin inferred from magmatic records in the South China Sea // Minerals . 2019. V. 9. 598. P. 2–25. https://doi.org/10.3390/min9100598
Chen Y., Xie J. Resolution, uncertainty and data predictability of tomographic Lg attenuation models application to Southeastern China // Geophys. J. Int. 2017. V. 210. P. 166–183. https://doi.org/10.1093/gji/ggx147
Evans G.C. Application of Poincare’s sweeping-out process. Mathematic. 1933. V. 19. P. 457–461.
Faure M., Chen Y., Feng Z. et al. Tectonics and Geodynamics of South China: an introductory note // Journal of Asian Earth Sciences. 2017. Journal of Asian Earth Sciences, 2017. V. 141. P. 1–6. http://dx.doi.org/10.1016/j.jseaes. 2016.11.031
He C., Dong S.. Santosh M., Chen X. Seismic Evidence for a Geosuture between the Yangtze and Cathaysia Blocks, South China // Scientific Reports. 2013. SREP-12-04023.3d. 3/7/13. (https://www.researchgate.net/publication/24964854
He G., Santosh M. Mantle roots of the Emeishan plume: an evaluation based on teleseismic P-wave tomography // Solid Earth. 2017. V. 8. P. 1141–115.
Jia L., Mao J., Liu P., Miao Yu M. Crust-mantle interaction during subduction zone processes: Insight from late Mesozoic I-type granites in eastern Guangdong, SE China // Journal of Asian Earth Sciences. 2020. V. 192. P. 1–18. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2020.104284
Jiang Q., Qiu N., Zhu C. Heat flow study of the Emeishan large igneous province region: Implications for the geodynamics of the Emeishan mantle plume // Tectonophysics. 2018. V. 724–725. P. 11–27. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2017.12.027
Klemperer S.I. A relation between continental heat flow and the seismic reflectivity of the lower crust // Geophysics. 1987. V. 63. P. 1–11.
Land Gravity Data.bgi.omp.obs-mip.fr / модель: GM08_CBA_global _2190_2.5m.
Li T. The principal characteristics of the lithosphere of China // Geoscience Frontiers. 2010. V. 1. P. 45–56. http://dx.doi.org/10.1016/j.gsf.2010.08.005
Lin J., Xu T., Cai H. et al. Crustal velocity structure of Cathaysia Block from an active-source seismic profile between Wanzai and Hui'an in SE China // Tectonophysics. 2021. V. 811. №. 1. P. 228–274. DOI:10.1016/j.tecto.2021.228874
Ren J., Tamaki S. Li., Zhan J. Late Mesozoic and Cretaceous rifting and its dynamic setting in Eastern China and adjacent areas // Tectonophysics. 2002. V. 344. P. 175–205
Tao W., Shen Z. Heat flow distribution in Chinese continent and its adjacent areas // Natural Science. 2008. V. 18. P. 843–849. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2008.01.018
Wang Y., Zhang F., Fan W. et al. Tectonic setting of the South China Block in the early Paleozoic: Resolving intracontinental and ocean closure models from detrital zircon U-Pb geochronology // Tectonic. 2010. V. 29. TC6020 P. 1–16. https://doi.org/11029/2010TC002750
Wang F.Y., Ling M.X., Ding X. et al. Mesozoic large magmatic events and mineralization in SE China: oblique subduction of the Pacific plate // International Geology Review. 2011. V. 53. № 5–6. P. 704–726.
Xia Y., Xu X., Niu Y., Liu L. Neoproterozoic amalgamation between Yangtze and Cathaysia blocks: the magmatism in various tectonic settings and continent-arc-continent collision // Precambrian Research. 2018. V. 309. P. 56–87 https://doi.org/10.1016/j.precamres.2017.02.020
Yao, J.L., Cawood, P.A., Shu, L.S. et al. An early Neoproterozoic accretionary prism ophiolitic Mélange from the Western Jiangnan Orogenic Belt, South China // Journal of Geol. 2016. V. 124. № 5. P. 587–601. https://doi.org/10.1086/687754
Zhai M., Zhou Ya. General Precambrian Geology in China. In: Precambrian Geology of China. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2015. P. 3–58. http://www.springer.com/series/10172
Zhang C., Mushayandebvu F.M., Reid A.B. et al. Euler deconvolution of gravity tensor data. Geophysics. 2000. V. 65. № 2. P. 512–520. https://doi.org/110.1190/1.1444745
Zhang Z., Wang Y. Crustal structure and contact relationship revealed from deep seismic sounding data in South China. Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2007. V. 165. № 1–2. P.114. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2007.08.005
Zhou L., Xie J., Shen W. et al. The structure of the crust and uppermost mantle beneath South China from ambient noise and earthquake tomography // Geophysics Journal International. 2012. Vol 189. No. 3. P. 1565–1583. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2012.05423.x
Zhu J.S., Cai X.L., Cao J.M., Yan Z.Q. Lithosphere structure and geodynamics in China and its adjacent areals // Geology in China. 2006. V. 33. No. 4. P. 793–803.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.