Глубина нижней границы литосферных магнитных источников на территории Монголии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

На основании глобальной модели аномального магнитного поля EMAG2v3 методом центроида выполнены оценки глубины залегания нижней границы литосферных магнитных источников на территории Монголии. Проведено сопоставление полученных результатов с независимыми геофизическими данными и распределением эпицентров региональных землетрясений c M ≥ 5.0 за период наблюдений 1900–2023 гг. Установлено, что наименее глубокое положение нижней границы магнитоактивного слоя литосферы (менее 30 км) достигается преимущественно под горными областями Западной и Центральной Монголии и смежными с ними районами, а наиболее глубокое (более 35 км) прослеживается в основном к востоку от 105° E. Таким образом, магнитоактивный слой литосферы в пределах рассматриваемой территории повсеместно расположен в земной коре. При этом прослеживается обратная зависимость между глубиной Мохо и глубиной нижней границы магнитных источников и прямая между мощностью литосферы и глубиной нижней границы магнитных источников. Также в работе показано, что очаги большинства землетрясений с M ≥ 6.0, зарегистрированных в 1900–2023 гг., тяготеют к областям, где происходит резкое (более 5 км) изменение мощности магнитоактивного слоя литосферы.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. И. Филиппова

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: aleirk@mail.ru
Россия, Троицк

С. В. Филиппов

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН

Email: sfilip@izmiran.ru
Россия, Троицк

Список литературы

  1. Абрамова Д.Ю., Абрамова Л.М., Варенцов И.М. Филиппов С.В. Морфология региональных магнитных аномалий Байкальской рифтовой зоны и окружающих ее территорий // Геофизические исслед. Т. 19. № 4. С. 31–45. 2018. https://doi.org/10.21455/gr2018.4-3
  2. Аюушжав Г., Бямбаа Ч., Луговенко В.Н. Основные черты строения аномального магнитного поля на территории Монголии // Анализ пространственно-временной структуры геомагнитного поля. М.: Наука, С. 201–209. 1975.
  3. Блюменцвайг Г.И., Попов А.И. О связи магнитного поля с геологической структурой Центральной Монголии / Геофизические исследования Сибирской платформы. Иркутск: Вост.-Сиб. Изд-во, С. 93–103. 1977.
  4. Голубев В.А. Кондуктивный и конвективный вынос тепла в Байкальской рифтовой зоне. Новосибирск: Академическое изд-во “Гео”, 222 с. 2007.
  5. Гордиенко И.В., Метелкин Д.В., Ветлужских Л.И. Строение Монголо-Охотского складчатого пояса и проблема выделения Амурского микроконтинента // Геология и геофизика. Т. 60. № 3. С. 318–341. 2019. https://doi.org/10.15372/GiG2019018
  6. Зорин Ю.А., Новоселова М.Р., Рогожина В.А. Глубинная структура территории МНР. Новосибирск: Наука, 93 с. 1982.
  7. Коваленко Д.В., Ярмолюк В.В., Козловский А.М. Палеомагнетизм центральной части Центрально-Азиатского складчатого пояса (Тува, Монголия) // Доклады РАН. Науки о Земле. Т. 504. № 1. С. 75–84. 2022. https://doi.org/10.31857/S2686739722050085
  8. Лухнев А.В., Саньков В.А., Мирошниченко А.И., Ашурков С.В., Кале Э. Вращения и деформации земной поверхности в Байкало-Монгольском регионе по данным GPS-измерений // Геология и геофизика. Т. 51. № 71. С. 1006–1017. 2010.
  9. Мельникова В.И., Середкина А.И. Параметры сейсмотектонических деформаций земной коры Монголии по данным о механизмах очагов землетрясений // Опасные геологические процессы и прогнозирование чрезвычайных ситуаций природного характера на территории Центральной Монголии. Ред. Д.П. Гладкочуб. Иркутск: Изд-во ИГУ, С. 61–67. 2017.
  10. Мордвинова В.В., Улзийбат М., Кобелев М.М., Хритова М.А., Кобелева Е.А., Батсайхан Ц. Скоростное строение и азимутальная анизотропия земной коры и верхней мантии Монголии по данным объемных волн // Опасные геологические процессы и прогнозирование чрезвычайных ситуаций природного характера на территории Центральной Монголии. Ред. Д.П. Гладкочуб. Иркутск: Изд-во ИГУ, С. 29–39. 2017.
  11. Середкина А.И., Кожевников В.М., Соловей О.А. Глубинное строение и анизотропные свойства верхней мантии Монголии по данным о дисперсии волн Рэлея и Лява // Опасные геологические процессы и прогнозирование чрезвычайных ситуаций природного характера на территории Центральной Монголии. Ред. Д.П. Гладкочуб. Иркутск: Изд-во ИГУ, С. 20–29. 2017.
  12. Середкина А.И., Соловей О.А. Анизотропные свойства верхней мантии Центральной Азии по данным дисперсии групповых скоростей волн Рэлея и Лява // Геодинамика и тектонофизика. Т. 9. № 2. С. 413–426. 2018. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-2-0354
  13. Середкина А.И., Филиппов С.В. Глубины залегания магнитных источников в Арктике и их связь с параметрами литосферы // Геология и геофизика. Т. 62. № 7. С. 902–916. 2021. https://doi.org/10.15372/GiG2020162
  14. Смекалин О.П., Чипизубов А.В., Имаев В.С. Сейсмогеология Верхнекеруленской впадины (Хэнтей, Северная Монголия) // Геодинамика и тектонофизика. Т. 7. № 1. С. 39–57. 2016. https://doi.org/10.5800/GT-2016-7-1-0196
  15. Филиппова А.И., Филиппов С.В. Глубины залегания литосферных магнитных источников и тепловой режим литосферы под Восточно-Сибирским морем // Физика Земли. № 4. С. 71–84. 2022. https://doi.org/10.31857/S0002333722040032
  16. Филиппова А.И., Филиппов С.В. Глубины залегания литосферных магнитных источников под Балтийским щитом // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 63. № 5. С. 667–679. 2023а. https://doi.org/10.31857/S0016794023600059
  17. Филиппова А.И., Филиппов С.В. Тепловой режим литосферы под полуостровом Таймыр по геомагнитным данным // Геомагнетизм и аэрономия. T. 63. № 3. С. 391–402. 2023б. https://doi.org/10.31857/S0016794022600600
  18. Филиппова А.И., Филиппов С.В. Глубина нижней границы литосферных магнитных источников северо-востока Евразии: тепловой режим литосферы и связь с сейсмичностью // Геомагнетизм и аэрономия. 2024. T. 64. № 1. С. 149–160. https://doi.org/10.31857/S0016794024010155
  19. Хуторской М.Д., Голубев В.А., Козловцева С.В., Митник М.М., Ярмолюк В.В. Тепловой режим недр МНР. М.: Наука, 127 с. 1991.
  20. Яновский Б.М. Земной магнетизм. Л.: Ленинградский университет, 592 с. 1978.
  21. Яновская Т.Б., Кожевников В.М. Анизотропия верхней мантии Азиатского континента по групповым скоростям волн Рэлея и Лява // Геология и геофизика. Т. 47. № 5. С. 622–629. 2006.
  22. Яншин А.Л. Тектоника Монгольской Народной Республики. М.: Наука, 283 с. 1974.
  23. Artemieva I.M. Global 1° × 1° thermal model TC1 for the continental lithosphere: Implications for lithosphere secular evolution // Tectonophysics. V. 416. P. 245–277. 2006. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2005.11.022
  24. Barruol G., Deschamps A., Déverchère J., Mordvinova V., Ulziibat M., Perrot J., Artemiev A., Dugarmaa T., Bokelmann G. Upper mantle flow beneath and around the Hangay dome, Central Mongolia // Earth Planet. Sci. Lett. V. 274. P. 221–233. 2008. https://doi.org/10.1016/epsl.2008.07.027
  25. Calais E., Vergnolle M., San’kov V., Lukhnev A., Miroshnichenko A., Amarjargal S.,
  26. Déverchère J. GPS measurements of crustal deformation in the Baikal-Mongolia area (1994–2002): implications for current kinematics of Asia // J. Geophys. Res. V. 108. 2501. 2003. https://doi.org/10.1029/2002JB002373
  27. Deng Y., Tesauro M. Lithospheric strength variations in Mainland China: Tectonic implications // Tectonics. V. 35. P. 2313–2333. 2016. https://doi.org/10.1002/2016TC004272
  28. Dyment J., Arkani-Hamed J. Equivalent source magnetic dipoles revisited // Geophys. Res. Lett. V. 25. № 11. P. 2003–2006. 1998. https://doi.org/10.1029/98GL51331
  29. Filippova A.I., Golubev V.A., Filippov S.V. Curie point depth and thermal state of the lithosphere beneath the northeastern flank of the Baikal rift zone and adjacent areas // Surv. Geophys. V. 42. № 5. P. 1143–1170. 2021. https://doi.org/10.1007/s10712-021-09651-7
  30. Filippova A.I., Filippov S.V., Radziminovich Ya.B. Thermal state of the lithosphere beneath the Laptev Sea: Geodynamic implications from geomagnetic data // J. Asian Earth Sci. V. 261. 105970. 2024. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2023.105970
  31. Fuchs S.; Norden B., Artemieva I. et al. The Global Heat Flow Data-base: Release 2021. GFZ Data Services. 2021a. https://doi.org/10.5880/fidgeo.2021.014
  32. Fuchs S., Beardsmore G., Chiozzi P. et al. A new database structure for the IHFC Global Heat Flow Database // International Journal of Terrestrial Heat Flow and Applied Geothermics. V. 4. № 1. P. 1–14. 2021b. https://doi.org/10.31214/ijthfa.v4i1.62
  33. Gard M., Hasterok D. A global Curie depth model utilizing the equivalent source magnetic dipole method // Phys. Earth Planet. Inter. V. 313. 106672. 2021. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2021.106672
  34. Global CMT Web Page. 2024. On-line Catalog. Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO) of Columbia University, Columbia, SC, USA. Available from http://www.globalcmt.org. Last accessed 19 September 2024.
  35. Heidbach O., Rajabi M., Cui X. et al. The World Stress Map database release 2016: Crustal stress pattern across scales // Tectonophysics. V. 744. P. 484–498. 2018. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2018.07.007
  36. Hou J., Fang J., Wang K. The Curie surface and lithospheric thermal structure in Mongolia‐Baikal region // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. V. 129. e2024JB028778. 2024. https://doi.org/10.1029/2024JB028778
  37. International Seismological Centre. 2024. On-line Bulletin. Internatl. Seis. Cent., Thatcham, United Kingdom. Available from http://www.isc.ac.uk. Last accessed 19 September 2024.
  38. Langel R.A., Hinze W.J. The magnetic field of the Earth’s lithosphere. Cambridge University, Cambridge, UK. 450 p. 1998.
  39. Laske G., Masters G., Ma Z., Pasyanos M. Update on CRUST1.0 − A 1-degree global model of Earth’s crust / Abstracts European Geoscience Union General Assembly. Vienna, Austria, 7–12 April, 2013. № EGU2013-2658. 2013.
  40. Lei Y., Jiao L., Huang Q., Tu J. A continental model of Curie Point Depth for China and surroundings based on Equivalent Source Method // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. V. 129. e2023JB027254. 2024. https://doi.org/10.1029/2023JB027254
  41. Li C.-F., Wang J. Variations in Moho and Curie depths and heat flow in Eastern and Southeastern Asia // Mar. Geophys. Res. V. 37. № 1. P. 1–20. 2016. https://doi.org/10.1007/s11001-016-9265-4
  42. Li Y., Wu Q., Pan J., Zhang F., Yu D. An upper-mantle S-wave velocity model for East Asia from Rayleigh wave tomography // Earth Planet. Sci. Lett. V. 377. P. 367–377. 2013. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2013.06.033
  43. Li C.-F., Lu Y., Wang J. A global reference model of Curie-point depths based on EMAG2 // Sci. Rep.V. 7. 45129. 2017. https://doi.org/10.1038/srep45129
  44. Maus, S., Barckhausen U., Berkenbosch H. et al. EMAG2: A 2-arc-minute resolution Earth Magnetic Anomaly Grid compiled from satellite, airborne and marine magnetic measurements // Geochem. Geophys. Geosyst. V. 10. Q08005. 2009. https://doi.org/10.1029/2009GC002471
  45. Meyer B., Chulliat A., Saltus R. Derivation and error analysis of the earth magnetic anomaly grid at 2 arc min resolution version 3 (EMAG2v3) // Geochem. Geophys. Geosyst. V. 18. P. 4522–4537. 2017. https://doi.org/10.1002/2017GC007280
  46. NOAA National Centers for Environmental Information. 2022: ETOPO 2022 15 Arc-Second Global Relief Model. https://doi.org/10.25921/fd45-gt74. Available from https://www.ncei.noaa.gov/products/etopo-global-relief-model. Last accessed 19 September 2024.
  47. Núñez Demarco P., Prezzi C., Sánchez Bettucci L. Review of Curie point depth determination through different spectral methods applied to magnetic data // Geophys. J. Int. V. 224. № 1. P. 17–39. 2021. https://doi.org/10.1093/gji/ggaa361
  48. Okubo Y., Graf R.J., Hansen R.O., Ogawa K., Tsu H. Curie point depths of the island of Kyushu and surrounding areas, Japan // Geophysics. V. 50. P. 481–494. 1985.
  49. Okubo Y., Matsunaga T. Curie point depth in northeast Japan and its correlation with regional thermal structure and seismicity // J. Geophys. Res. V. 99. № B11. P. 22363–22371. 1994.
  50. Olsen N., Ravat D., Finlay C.C., Kother L.K. LCS-1: a high-resolution global model of the lithospheric magnetic field derived from CHAMP and Swarm satellite observations // Geophys. J. Int. V. 211. № 3. P. 1461–1477. 2017. https://doi.org/10.1093/gji/ggx381
  51. Pirttijärvi M. 2D Fourier domain operations, FOURPOT program. 2015. https://wiki.oulu.fi/x/0oU7AQ/
  52. Salazar J. M., Vargas C.A., Leon H. Curie point depth in the SW Caribbean using the radially averaged spectra of magnetic anomalies // Tectonophysics. V. 694. P. 400–413. 2017. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2016.11.023
  53. Seredkina A., Kozhevnikov V., Melnikova V., Solovey O. Seismicity and S-wave velocity structure of the crust and the upper mantle in the Baikal rift and adjacent regions// Phys. Earth Planet. Inter. V. 261. P. 152–160. 2016. http://dx.doi.org/10.1016/j.pepi.2016.10.011
  54. Seredkina A.I., Melnikova V.I. Seismotectonic crustal strains of the Mongol-Baikal seismic belt from seismological data / Moment tensor solutions. Ed. S. D’Amico. Springer, Cham. P. 497–517. 2018. https://doi.org/10.1007/978-3-319-77359-9_22
  55. Sibson R.H. Roughness at the base of the seismogenic zone: Contributing factors // J. Geophys. Res.: Solid Earth. V. 89. № B7. P. 5791–5799. 1984. https://doi.org/10.1029/JB089iB07p05791
  56. Tanaka A., Ishikawa Y. Crustal thermal regime inferred from magnetic anomaly data and its relationship to seismogenic layer thickness: The Japanese islands case study // Phys. Earth Planet. Inter. V. 152. P. 257–266. 2005. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2005.04.011
  57. Tseden T., Murao S., Dorjgotov D. Introduction to geology of Mongolia // Bulletin of the Geological Survey of Japan. V. 43. № 12. P. 735–744. 1992.
  58. Tseesuren B. Geothermal resources in Mongolia and potential uses / Geothermal Training Programme, Iceland. P. 347–374. 2001.
  59. Tserendug Sh., Bayanjargal G., Mungunshagai M. The heat flows via CPD / Book of extended abstracts. The International Conference on Astronomy and Geophysics in Mongolia. Ulaanbaatatar, Mongolia, 20–22 July 2017. P. 74–78. 2017.
  60. Sloan R.A., Jackson J.A., McKenzie D., Priestley K. Earthquake depth distributions in central Asia, and their relations with lithosphere thickness, shortening and extension // Geophys. J. Int. V. 185. № 1. P. 1–29. 2011. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2010.04882.x
  61. Tanaka A., Okubo Y., Matsubayashi O. Curie point depth based on spectrum analysis of the magnetic anomaly data in East and Southeast Asia // Tectonophysics. V. 306. P. 461–470. 1999.
  62. Wu H., Huang Z., Zhao D. Deep structure beneath the southwestern flank of the Baikal rift zone and adjacent areas // Phys. Earth Planet. Inter. V. 310. 106616. 2021. https://doi.org/10.1016/j.pepi. 2020. 106616

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Область исследования. Топография (h, м – высота над уровнем моря) показана в соответствии с глобальной моделью ETOPO 2022 [NOAA…, 2022]. Прямоугольниками обозначены области, рассмотренные в работе [Tserendug et al., 2017].

Скачать (894KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Модуль полного вектора аномального геомагнитного поля (Ta, нТл) на высоте 4 км над уровнем моря над исследуемой территорией согласно модели EMAG2v3 [Meyer et al., 2017] и центральные точки блоков 200 × 200 км (белые кружки), в пределах которых выполнялись расчеты глубин залегания литосферных магнитных источников.

Скачать (943KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Глубина нижней границы литосферных магнитных источников (Zb, км).

Скачать (355KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Глубина границы Мохо (H, км) согласно глобальной модели CRUST 1.0 [Laske et al., 2013].

Скачать (335KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Поверхностный тепловой поток (q, мВт/м2) по [Fuchs et al., 2021a] (а) и источники термальных вод с указанием максимальной температуры (T, °C) по [Tseesuren, 2001] (б) в сопоставлении с полученным нами распределением глубины нижней границы литосферных магнитных источников (Zb, км).

Скачать (643KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Эпицентры региональных землетрясений с M ≥ 5.0, зарегистрированных в 1900–1950 (серые круги) и 1950–2023 гг. включительно (белые круги), по данным каталога ISC [Internarional…, 2024] в сопоставлении с полученным нами распределением глубины нижней границы литосферных магнитных источников (Zb, км).

Скачать (468KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025