Модель скорости. На Среднем Урале, профиль granit обеспечивает Vp (скорость продольных волн)скоростного профиля передового надвига

На Среднем Урале, профиль GRANIT обеспечивает Vp (скорость продольных волн)скоростного профиля передового надвига, складчатого пояса, Тагильской дуги и западной части Восточно-Уральской зоны (рис. 5А). Однако, мы бы хотели предупредить, что низкое разрешение набора данных может искажать модель скорости (Juhlinetal., 1996). Кроме того, в нижней коре скорость ограничена разницей во времени для широкоугольных отражений кровли и подошвы нижней коры, хотя короткие сегменты P-волн, проходящие через нижнюю кору, могут быть приняты, если согласуются с рассчитанными скоростями (Juhlin et al., 1996). Vp в верхней части коры находится в диапазоне около 5,5 км/с⁻¹. Скорость увеличивается примерно до 6,4 км/с⁻¹ на глубине 15 кмпод передовым прогибом и складчатым поясоми на глубине около 10 км в Тагильской и Восточно-Уральской зоне. В средней коре Vp колеблется от 6,4 до 6,8 км/с⁻¹ на глубине около 30 км по всем тектоническим единицам. Ниже, скорости достигают 7,6 км/с⁻¹. В самой нижней коре до достижения верхней мантии более 8,0 км/с⁻¹.Под самым восточным краем складчатого пояса, и дальше на восток под Тагильской и Восточно-Уральской зонами, кора утолщается приблизительно на 10 км, достигая 60 км. Скорости в этой утолщенной зоне увеличиваются с 7,6 до 7,8 км/с⁻¹ до достижения мантийной скорости, которая более 8,0 км/с⁻¹. Скорости Р‑волннижней коры вдоль профиля GRANIT высоки по сравнению с таковыми на Южном Урале (Carbonelletal., 2000) и в среднем по миру (Christtensen and Mooney, 1995), но аналогичны тем, которые интерпретированы в утолщенной коре в центральной Финляндии (Moisio and Kaikkonen, 2004).

На Южном Урале, скоростные модели коры P‑волн (Vp) и S-волн (Vs) составлены ограниченным широкоугольным оборудованием URSEIS. Подробнее о получение, обработке и создании скоростных моделей можно найти в данной статьеCarbonelletal. (1996, 2000). Верхняя кора вдоль URSEIS профиля характеризуется Vp до 6,2 км/с⁻¹ до глубины 13 км в передней части передового надвига и пояса складчатости, и Магнитогорской дуге (рис. 5Б). Восточнее, на Восточно-Уральской и Зауральской зоне, в верхнейчасти коры Vp достигает от 6,2 до 6,3 км/с⁻¹ на глубине между 15 и 18 км. Ниже этих глубин происходит постепенное увеличение Vp до 6,7 км/с⁻¹. В самой западной части передового надвига и складчатого пояса, происходит скачок Vp с 6,5 до 6,7 км/с⁻¹ на глубинахот 25 до 30 км, которая потом пропадает восточнее. От ГУР и восточнее происходит увеличение скорости от 6,4 км/с⁻¹ (в основании верхней коры) до 6,6‑6,8 км/с⁻¹(в верхней части средней коры), а затем постепенное увеличивается до 7,0 км/с⁻¹ над границей Мохо. Vp в этой зоне также увеличивается на восток до максимума в восточной части Магнитогорской дуги и западной части Восточно-Уральской зоны, после чего снова уменьшается.Самая нижняя часть корык востоку от ГУР характеризуется растягивающейся на восток полосой Vp от 7,0 до 7,1 км/с^–1. Граница корыи мантии выделяется увеличением Vp> 8.0 км/с^–1. Толщина коры увеличивается с запада на восток от 42 км до 53 км под Магнитогорской дугой.

Модель Vs (рис. 5C) представляет собой среднее значение для севера и юга и компоненты «восток-запад» модели скорости S-волн (Carbonell et al., 2000). В верхней коре передового надвига и складчатого поясаVs достигает 3,5 до 3,6 км/с⁻¹ на глубине около 13 км, увеличиваясь в зоне Магнитогорской дуги до 3,9 км/с^–1 и снова уменьшается до 3,6 км/с⁻¹при глубине от 15 до 17 км в Восточной и Зауральской зонах. Ниже этой глубины, Vs увеличивается до 3,7-3,9 км/с⁻¹, а затем идет постепенное увеличение с 3,9 до 4,0 км/с⁻¹ у границыМохо. В средней и нижней кореVsувеличивается на восток до максимума в восточной части Магнитогорской дуги и западной части Восточно-Уральской зоны, после чего снова уменьшается. В самой нижней коре под восточной частью Магнитогорской дуги и западной частью Восточно-Уральской зоны были зафиксированы высокие скорости Vs от 3,9 до 4,0 км/с⁻¹. Граница коры и мантии характеризуется резким увеличением скоростей от 4,0 км/с⁻¹ до мантийных скоростей >4.6 км/с⁻¹.

Рис. 6 А) Карта теплового потока Южного и Среднего Урала. Кружки показывают место измерения Kukkonenetal. (1997). В) Модель тепловыделения (k) и теплопроводности (А) Уралидов – удельного теплового потока вдоль профиля URSEIS. Средние значения температуры с глубин вдоль URSEIS профиля. Серые линии показывают различные тепловые параметры, изменяемые с глубиной.

Рис. 7 А) Гравитационная карта Уралидов. Данные представлены GETECH. В) Гравитационная карта Южного и Среднего Урала. С) Плотностная модель вдоль профиля URSEIS(Kimbelletal., 2002). Плотность (Мг/м3). MUF-Главный Уральский разлом; ZF – Зюраткульский разлом. Зона показана на рис. 7 В.

 3. Тепловая модель по пересечению URSEIS

Южный и Средний Урал характеризуется поверхностным удельным тепловым потоком со значениями между 30-40 мВт/м^–2, с локальными максимумами между 40 и 50 мВт/м^–2и сильнымкоротковолновыми минимумами 10 мВт/м^–2по центру вдоль западного края Магнитогорской дуги и ГУР (рис. 6А). Значения удельного теплового потока на Южном и Среднем Урале низкие по сравнению с измеренными в других Палеозойских складчатых структурах, они варьируются между 45 и 68 мВт/м^–2(Pollacketal., 1993; JaupartandMareschal, 2003). Данные Тепловой модели поверхностногоудельного теплового потока (рис. 6B) были представленыBrown et al. (2003) а сюдачитатель пришел ради параметров моделирования и выстроенных предположений. Короткаядлина волнывдоль ГУР моделируется с использованием слабых теплых выделений (k = от 2,5 до 2,6) ниже Магнитогорской дуги. Несмотря на низкие значения теплового потока на поверхности, глубинная зона Уралидов вдоль профиля URSEIS не кажется такой холодной. Температура на границе Мохо (около 50 км) достигает 600 + 50°C(рис. 6C). Функция^оС/км, полученная из нашей модели, является более низкой по сравнению со значениями для среднего удельного теплового потока поверхности континентальной коры (65 мВт/м⁻²) (Pollacketal., 1993) (рим.6D). Однако мы подчеркиваем, что неопределенности в значенияхудельной проводимости и теплопроводимости, а также низкие пограничные условия означают, что температура, рассчитанная на глубины 50 км может быть точной до + 100^oC (Kukkonenetal., 1999).

Рис. 8 А) Аэромагнитная карта Уралидов. В) Детальная аэромагнитная карта Южного и Среднего Урала с отмеченными главными системами разломов, обсуждаемые в статье.

3.4. Модели плотности по пересечению URSEIS

Бугеровская аномалия на Южном и Среднем Урале характеризуется низкими между -60 и ‑45 мГал вдоль передового надвига и складчатого пояса, которые потом резко увеличивается-40 до 0 мГал вдоль Магнитогорской дуги (рис. 7A и В). Восточно-Уральская зона характеризуется низким значением от -70 до -40 мГал, снова увеличиваясь между -30 и -10 мГал вдоль Восточно-Уральской зоны. Вдоль профиля URSEIS подробный набор гравитационных данных позволяет выполнить модель плотности (Kimbelletal., 2002). Верхняя и средняя кора передового надвига и складчатого пояса имеет плотности около 2,8 и 2,9 мг/м³ с небольшими локальными вариациями для учета коротковолновых характеристик (рис. 7С). Нижняя кора отображает более высокие плотности 2,98 и 3,02 мг/м³. К востоку от ГУР, большая часть верхней коры может быть отображена с плотностями от 2,71 до 2,8 мг/м³, хотя плотности в некоторой степени выше на Магнитогорской дуге. Средняя кора (и часть верхней коры в

Рис. 9 Модель состава коры вдоль профиля URSEIS определенных из петрофизических данных (Brownetal. (2003).

Магнитогорской дуге) моделируется с плотностями от 2,92 до 2,95 мг/м³. Нижняя корка смоделирована с помощью плотностей от 2,98 до 3,07 мг/м³. Верхняя мантия, на показанной глубине, моделируется с плотностью 3,34 мг/м³.