Structure and geomechanical properties of the earth's crust and upper mantle of the foothill part of North Ossetia


Citar

Texto integral

Resumo

Using the receiver function method applied to data from broadband seismic stations in the foothill part of the Republic of North Ossetia–Alania, the structure of the Earth's crust and upper mantle of the region was obtained, and an equivalent four-layer model was constructed. A complex, “non-standard” crustal structure was revealed. It is characterized by extremely low VS values and high VP/VS ratios in its upper part. The crust-mantle transition is gradational, with a conventionally defined depth of approximately 35 km. In the upper mantle, at a depth of about 100 km, a layer of reduced VS values is observed, likely corresponding to a Mid-Lithospheric Discontinuity (MLD). The values of the physical-mechanical properties of the rocks, necessary for setting the boundary conditions in the 3D modeling of the stress-strain state of the geological environment in the region, were estimated.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

Boris Dzeboev

Geophysical Center of the Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: b.dzeboev@gcras.ru
ORCID ID: 0000-0001-8110-2348
Código SPIN: 9007-9020
Scopus Author ID: 55803344200
Researcher ID: I-6619-2013
https://gcras.ru/cv.php?i=38

Deputy Director for Science

Rússia, 119296, Russia, Moscow, Molodezhnaya St. 3.

Boris Dzeranov

Email: b.dzeranov@gcras.ru

Igor Aleshin

Schmidt Institute of the Physics of the Earth Russian Academy of Sciencies; Geophysical Center of the Russian Academy of Sciences

Email: ima@ifz.ru

Andrey Goev

Email: goev@idg.ras.ru
ORCID ID: 0000-0001-9477-5963
Scopus Author ID: 55479947600

Victor Tatarinov

Email: v.tatarinov@gcras.ru

Sergey Oreshin

Email: oreshin@ifz.ru
Rússia

Bibliografia

  1. Алейников А.Л., Егоркин А.В., Немзоров Н.И. Прогноз вещественного состава земной коры по данным ГСЗ // Советская геология. 1990. № 10. С. 91–97.
  2. Алешин И.М. Построение решения обратной задачи по ансамблю моделей на примере инверсии приемных функций // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2021. Т. 496. № 1. С. 74–77. doi: 10.31857/S2686739721010047.
  3. Алешин И.М., Винник Л.П., Косарев Г.Л. Инверсия приемных функций и сопутствующих данных // Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных: Тезисы XIV Международной сейсмологической школы. Ответственный редактор А.А. Маловичко. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2019. С. 9.
  4. Винник Л. П., Эрдуран М., Орешин С.И., Косарев ГЛ., Кутлу Ю.А., Чакир О., Киселев С.Г. Совместное обращение P- и S-приёмных функций, и дисперсионных кривых волн Рэлея: результаты для Центрального Анатолийского плато // Физика Земли. 2014. № 5. С. 33–43. doi: 10.7868/S0002333714040176.
  5. Винник Л.П. Сейсмология приемных функций // Физика Земли. 2019. № 1. С. 16–27. doi: 10.31857/S0002-33372019116-27.
  6. Винник Л.П., Косарев Г.Л., Макеева Л.И., Орешин С.И. Кавказ и Каспий: топография глубинных сейсмических границ // Физика Земли. 2021. № 4. С. 47–60. doi: 10.31857/S0002333721040104.
  7. Винник Л.П., Орешин С.И., Макеева Л.И., Мордвинова В.В., Цыдыпова Л.Р. Структура мантии и процессы в переходной зоне Байкальской рифтовой зоны // Физика Земли. 2022. № 6. С. 3–11. – doi: 10.31857/S000233372206014X.
  8. Кашубин С.Н. Сейсмическая анизотропия и эксперименты по ее изучению на Урале и Восточно-Европейской платформе. – Екатеринбург: УрО РАН, 2001. – 182 с.
  9. Павленкова Г.А. Строение земной коры Кавказа по профилям ГСЗ Степное-Бакуриани и Волгоград-Нахичивань (результаты переинтерпретации первичных данных) // Физика Земли. 2012. № 5. С. 16–25.
  10. Павленкова Н.И., Егорова Т.П., Баранова Е.П., Павленкова Г.А. Глубинное строение и геодинамика Черноморско-Каспийского региона // Геодинамика. 2022. № 2. С. 58–80. doi: 10.31857/S0016853X22020059.
  11. Рогожин Е.А., Горбатиков А.В., Степанова М.Ю., Овсюченко А.Н., Андреева Н.В., Харазова Ю.В. Структура и современная геодинамика мегаантиклинория Большого Кавказа в свете новых данных о глубинном строении // Геотектоника. 2015. № 2. С. 36–49. doi: 10.7868/S0016853X15020058.
  12. Татаринов В.Н., Кафтан В.И., Маневич А.И., Дзебоев Б.А., Дзеранов Б.В., Авдонина А.М., Лосев И.В., Королькова А.А. Новейшая тектоническая эволюция Кавказа: современные вертикальные движения и механизм деформирования земной коры // Физика Земли. 2024. № 4. С. 76–99. doi: 10.31857/S0002333724040068.
  13. Шевченко В.И., Лукк А.А. Глубокофокусные мантийные землетрясения восточной части Кавказского перешейка // Физика Земли. 2020. № 2. С. 50–68. doi: 10.31857/S000233372002009X.
  14. Abrehdari S., Karapetyan J., Rahimi H., Geodakyan E. Tectonic Activities Description in the Ongoing Collision Zone of the Eurasia-Arabia Plates Using 2D Surface Waves Tomography // Russian Journal of Earth Sciences. 2023. Vol. 23. Is. 2. doi: 10.2205/2023ES000835.
  15. Abrehdari S., Karapetyan J.K., Rahimi H., Geodakyan E. 2D Tomographic Maps of Rayleigh and Love Waves for Armenia and Its Surrounding Areas // Russian Journal of Earth Sciences. 2025. Vol. 25. Is. 3. doi: 10.2205/2025es001019.
  16. Birch F. The velocity of compressional waves in rocks to 10 kilobars, Part 1 // Journal of Geophysical Research. 1960. Vol. 65. Is. 4. P. 1083–1102.
  17. Birch F. The velocity of compressional waves in rocks to 10 kilobars, Part 2 // Journal of Geophysical Research. 1961. Vol. 66. Is. 7. P. 2199–2224.
  18. Brown D., Zhang X., Palomeras I., Simancas F., Carbonell R., Juhlin C., Salisbury M. Petrophysical analysis of a mid-crustal reflector in the IBERSEIS profile, SW Spain // Tectonophysics. 2012. Vol. 550–553. P. 35–46. doi: 10.1016/j.tecto.2012.05.004.
  19. Déverchère J., Petit C., Gileva N., Radziminovitch N., Melnikova V., San'kov V. Depth distribution of earthquakes in the Baikal rift system and its implications for the rheology of the lithosphere // Geophysical Journal International. 2001. Vol. 146. Is. 3. P. 714–730.
  20. Dziewonski A.M., Chou T.-A., Woodhouse J.H. Determination of earthquake source parameters from waveform data for studies of global and regional seismicity // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 1981. Vol. 86. Is. B4. Р. 2825–2852. doi: 10.1029/JB086iB04p02825.
  21. Ekström G., Nettles M., Dziewonski A.M. The global CMT project 2004–2010: Centroid-moment tensors for 13,017 Earth-quakes // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2012. Vol. 200–201. doi: 10.1016/j.pepi.2012.04.002.
  22. Gok R., Mellors R.J., Sandvol E., Pasyanos M., Hauk T., Takedatsu R., Yetirmishli G., Teoman U., Turkell N., Godoladze T., Javakishvirli Z. Lithospheric velocity structure of the Anatolian plateau-Caucasus-Caspian region // Journal of Geophysical Research. 2011. Vol. 116. B05303. doi: 10.1029/2009JB000837.
  23. Farra V., Vinnik L. Upper mantle stratification by P and S receiver functions // Geophysical Journal International. 2000. Vol. 141. Is. 3. P. 699–712. doi: 10.1046/j.1365-246x.2000.00118.x.
  24. Fu H.Y., Li Z.H. Roles of continental mid-lithosphere discontinuity in the craton instability under variable tectonic regimes // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2024. Vol. 129. e2023JB028022. doi: 10.1029/2023JB028022.
  25. Kennett B.L.N., Engdahl E.R. Traveltimes for global earthquake location and phase identification // Geophysical Journal International. 1991 Vol. 105. Р. 429–465.
  26. Koulakov I., Zabelina I., Amanataschvili I., Meskhia V. Nature of orogenesis and volcanism in the Caucasus region // Solid Earth. 2012. Vol. 3. Is. 2. P. 327–337. doi: 10.5194/se-3-327-2012.
  27. Onizawa S., Mikada H, Watanabe H., Sakashita S. A method for simultaneous velocity and density inversion and its application to exploration of subsurface structure beneath Izu-Oshima volcano, Japan // Earth, Planets and Space. 2002. Vol. 54. Sup. 8. P. 803–817. doi: 10.1186/BF03352074.
  28. Shumlianska L.A., Burmin V.Yu. Earthquake Focal Mechanisms and Geodynamic Modeling of the North and Central Caucasus // Seismic Instruments. 2022. Vol. 48. P. 89–113. doi: 10.3103/S0747923922020098.
  29. Thybo H. The heterogeneous upper mantle low velocity zone // Tectonophysics. 2006. Vol. 416. Is. 1–4. P. 53–79. doi: 10.1016/j.tecto.2005.11.021.
  30. Vinnik L., Kozlovskaya E., Oreshin S., Kosarev G., Piiponen K., Silvennoinen H. The lithosphere, LAB, LVZ and Lehmann discontinuity under central Fennoscandia from receiver functions // Tectonophysics. 2016. Vol. 667. P. 189–198. doi: 10.1016/j.tecto.2015.11.024.
  31. Vinnik L.P. Detection of waves converted from P to SV in the mantle // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1977. Vol. 15. P. 39–45.
  32. Vorobieva I.A., Dzeboev B.A., Dzeranov B.V., Gvishiani A.D., Zaalishvili V.B., Sergeeva N.A., Nikitina I.M. Integrated Earthquake Catalog of the Ossetian Sector of the Greater Caucasus // Applied Sciences. 2024. Vol. 14. Is. 1. 172. doi: 10.3390/app14010172.
  33. Zor E. Tomographic evidence of slab detachment beneath eastern Turkey and the Caucasus // Geophysical Journal International. 2008. Vol. 175. Is. 3. P. 1273–1282.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».