СТРУКТУРА ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ СИБИРСКОГО КРАТОНА ПО СВЕРХДЛИННЫМ СЕЙСМИЧЕСКИМ ПРОФИЛЯМ МЕТЕОРИТ И РИФТ

Abstract

Приведены результаты моделирования сейсмической, термальной и плотностной структуры литосферной мантии Сибирского кратона на глубинах 100—300 км вдоль сверхдлинных сейсмических профилей Метеорит и Рифт. Двухмерные скоростные разрезы отражают основные особенности внутреннего строения кратона с латеральными неоднородностями, рельефом сейсмических границ на глубинах ~ 100, 150, 240 и 300 км и скоростями в интервале 8.3—8.7 км/с, отсутствием зоны пониженных скоростей в низах литосферы. Картирование термального состояния вдоль профилей Метеорит и Рифт показывает существенное понижение температуры в мантии кратона по сравнению со средними температурами окружающей кратон фанерозойской мантии, оцененными из глобальной референц-модели АК135 (не менее 300 °C). Латеральные изменения температур, отражающие аномалии термального состояния в киле кратона, происходят до ~ 200 км с некоторым понижением в его центральной части, в то время как глубже 200 км они имеют незначительный характер. Это подразумевает сохранение остаточных тепловых возмущений до данных глубин и устранение термальных неоднородностей в подошве литосферы, что должно приводить к выравниванию температур в зоне перехода от литосферы к астеносфере. Вариации химического состава практически не сказываются на интерпретации термального состояния, но сильно влияют на плотностную структуру мантии. Результаты моделирования допускают заметную фертилизацию вещества на глубинах ниже 180—200 км и стратификацию литосферной мантии кратона по химическому составу. Проведены оценки мощности химического (петрологического) и термального погранслоев под Сибирским кратоном. Петрологическая литосфера локализована на глубинах порядка 200 км. Нижняя граница термального погранслоя близка к изотерме 1450 °С и находится на уровне 300 км, что согласуется с данными по тепловым потокам и сейсмотомографии.