INTENSITY INDICATORS OF GEODYNAMIC PROCESSES ALONG THE ATLANTIC-ARCTIC RIFT SYSTEM

Seismicity, heat flow, seismic tomography data, prerift and synrift magmatism are considered as intensity indicators of geodynamic processes along the Atlantic-Arctic rift system (AARS). In this rift system, several large (over 100 km ) sub-latitudinal displacements of the rift axis are due to left-...

Full description

Bibliographic Details
Published in:Surveys in Geophysics
Main Authors: S. Yu. Sokolov, N. P. Chamov, M. D. Khutorskoy, S. A. Silantiev, С. Ю. Соколов, Н. П. Чамов, М. Д. Хуторской, С. А. Силантьев
Other Authors: This study was supported by the Russian Foundation for Basic Research (Grant 18-05-70040 – Evolution of the lithosphere of the Western Arctic: processes and mechanisms, development, natural resources and geological hazards). Funds for the heat flow data processing were provided by the RFBR (Grant 19-05-00014 – Geothermal asymmetry of divergent zones of the World Ocean) and the Presidium of the Russian Academy of Sciences (Project P49). The factors of potentially dangerous geological phenomena were analyzed under State Assignment No. 0135-2019-0076 – Dangerous geological processes in the World Ocean: connection with the geodynamic state of the crust and upper mantle and modern movements., Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 18-05-70040 «Эволюция литосферы западной Арктики: процессы и механизмы, направленность развития, природные ресурсы и геологические опасности»), обработка данных теплового потока – РФФИ (проект № 19-05-00014 «Геотермическая асимметрия дивергентных зон Мирового океана») и Программы Президиума РАН П49, анализ факторов потенциально опасных геологических явлений выполнен по теме госзадания № 0135-2019-0076 «Опасные геологические процессы в Мировом океане: связь с геодинамическим состоянием коры и верхней мантии и новейшими движениями».
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:Russian
Published: Institute of the Earth's crust of the Russian Academy of Sciences, Siberian Branch 2020
Subjects:
возраст спрединга
seismicity
seismic tomography
heat flow
magmatism
left-lateral strike-slip fault
transform fault
seismic moment
age of spreading
сейсмичность
сейсмотомография
тепловой поток
магматизм
левый сдвиг
трансформный разлом
сейсмический момент
Arctic
Atlantic Arctic
Atlantic-Arctic
Online Access:https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/1034
https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-2-0476
id ftjgat:oai:oai.gtcrust.elpub.ru:article/1034
record_format openpolar
institution Open Polar
collection Geodynamics & Tectonophysics (E-Journal)
op_collection_id ftjgat
language Russian
topic возраст спрединга
seismicity
seismic tomography
heat flow
magmatism
left-lateral strike-slip fault
transform fault
seismic moment
age of spreading
сейсмичность
сейсмотомография
тепловой поток
магматизм
левый сдвиг
трансформный разлом
сейсмический момент
spellingShingle возраст спрединга
seismicity
seismic tomography
heat flow
magmatism
left-lateral strike-slip fault
transform fault
seismic moment
age of spreading
сейсмичность
сейсмотомография
тепловой поток
магматизм
левый сдвиг
трансформный разлом
сейсмический момент
S. Yu. Sokolov
N. P. Chamov
M. D. Khutorskoy
S. A. Silantiev
С. Ю. Соколов
Н. П. Чамов
М. Д. Хуторской
С. А. Силантьев
INTENSITY INDICATORS OF GEODYNAMIC PROCESSES ALONG THE ATLANTIC-ARCTIC RIFT SYSTEM
topic_facet возраст спрединга
seismicity
seismic tomography
heat flow
magmatism
left-lateral strike-slip fault
transform fault
seismic moment
age of spreading
сейсмичность
сейсмотомография
тепловой поток
магматизм
левый сдвиг
трансформный разлом
сейсмический момент
description Seismicity, heat flow, seismic tomography data, prerift and synrift magmatism are considered as intensity indicators of geodynamic processes along the Atlantic-Arctic rift system (AARS). In this rift system, several large (over 100 km ) sub-latitudinal displacements of the rift axis are due to left-lateral strike-slip faulting. The AARS segments are distinguished by the age of splitting of continental plates from each other. A dependence is revealed between the current thermal state of the mantle under the AARS and the age of spreading start. This dependence is established from both seismic tomography and heat flow data. In section δ(Vp/Vs), the locations of the main segmenting faults and ‘cold’ anomalies in the upper mantle are coincident. Distributions of total seismic moments are practically synchronous in the depth intervals of 0–13, 13–35, and >35 km. The maximum values above the plumes are represented by higher seismic moments in the surface layer. The main demarcation zones differ in maximum energy release values in the AARS with shearing features. Comparison of these values against the age of the start of spreading processes shows trends of heat flow and medium field tomography in the AARS segments. The trends confirm the thermal interpretation of the seismic tomography data and suggest mantle cooling with age and a decrease in the mean temperatures of the mantle. The main factor causing the sublatitudinal asymmetry of heat flow in the AARS is the impact of Coriolis forces on the magma in the asthenospheric source. Most of the synrift igneous formations seem to be related to the influence of long-lived anomalies in the mantle, which had lower rates of magma generation than those typical of the formation of magmatic provinces. In conditions for spreading and the formation of the oceanic crust, the process followed the principle of energy cost minimization, and the prerift magmatic provinces with the pre-processed crust contributed to the choice and positioning of the AARS trajectory. The plume branches ...
author2 This study was supported by the Russian Foundation for Basic Research (Grant 18-05-70040 – Evolution of the lithosphere of the Western Arctic: processes and mechanisms, development, natural resources and geological hazards). Funds for the heat flow data processing were provided by the RFBR (Grant 19-05-00014 – Geothermal asymmetry of divergent zones of the World Ocean) and the Presidium of the Russian Academy of Sciences (Project P49). The factors of potentially dangerous geological phenomena were analyzed under State Assignment No. 0135-2019-0076 – Dangerous geological processes in the World Ocean: connection with the geodynamic state of the crust and upper mantle and modern movements.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 18-05-70040 «Эволюция литосферы западной Арктики: процессы и механизмы, направленность развития, природные ресурсы и геологические опасности»)
обработка данных теплового потока – РФФИ (проект № 19-05-00014 «Геотермическая асимметрия дивергентных зон Мирового океана») и Программы Президиума РАН П49
анализ факторов потенциально опасных геологических явлений выполнен по теме госзадания № 0135-2019-0076 «Опасные геологические процессы в Мировом океане: связь с геодинамическим состоянием коры и верхней мантии и новейшими движениями».
format Article in Journal/Newspaper
author S. Yu. Sokolov
N. P. Chamov
M. D. Khutorskoy
S. A. Silantiev
С. Ю. Соколов
Н. П. Чамов
М. Д. Хуторской
С. А. Силантьев
author_facet S. Yu. Sokolov
N. P. Chamov
M. D. Khutorskoy
S. A. Silantiev
С. Ю. Соколов
Н. П. Чамов
М. Д. Хуторской
С. А. Силантьев
author_sort S. Yu. Sokolov
title INTENSITY INDICATORS OF GEODYNAMIC PROCESSES ALONG THE ATLANTIC-ARCTIC RIFT SYSTEM
title_short INTENSITY INDICATORS OF GEODYNAMIC PROCESSES ALONG THE ATLANTIC-ARCTIC RIFT SYSTEM
title_full INTENSITY INDICATORS OF GEODYNAMIC PROCESSES ALONG THE ATLANTIC-ARCTIC RIFT SYSTEM
title_fullStr INTENSITY INDICATORS OF GEODYNAMIC PROCESSES ALONG THE ATLANTIC-ARCTIC RIFT SYSTEM
title_full_unstemmed INTENSITY INDICATORS OF GEODYNAMIC PROCESSES ALONG THE ATLANTIC-ARCTIC RIFT SYSTEM
title_sort intensity indicators of geodynamic processes along the atlantic-arctic rift system
publisher Institute of the Earth's crust of the Russian Academy of Sciences, Siberian Branch
publishDate 2020
url https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/1034
https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-2-0476
geographic Arctic
geographic_facet Arctic
genre Arctic
Arctic
Atlantic Arctic
Atlantic-Arctic
genre_facet Arctic
Arctic
Atlantic Arctic
Atlantic-Arctic
op_source Geodynamics & Tectonophysics; Том 11, № 2 (2020); 302-319
Геодинамика и тектонофизика; Том 11, № 2 (2020); 302-319
2078-502X
op_relation https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/1034/498
ANSS Earthquake Composite Catalog, 2014. Available from: http://quake.geo.berkeley.edu/anss/ (Last Accessed 11.02.2014).
Aplonov S.V., Trunin A.A., 1995. Migration of Local Spreading Instability along the Divergent Boundary Axis: MidAtlantic Ridge Between Marathon and Kane Transform Faults. Physics of the Earth 9, 24–34 (in Russian) [Аплонов С.В., Трунин А.А. Миграция локальной нестабильности спрединга вдоль оси дивергентной границы: Срединно-Атлантический хребет между трансформными разломами Марафон и Кейн // Физика Земли. 1995. № 9. С. 24–34].
Becker T.W., Boschi L., 2002. A Comparison of Tomographic and Geodynamic Mantle Models. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 3 (1), 2001GC000168. https://doi.org/10.1029/2001GC000168.
Boldyrev S.A., 1998. Seismogeodynamics of the MidAtlantic Range. MGC, Moscow, 124 p. (in Russian) [Болдырев С.А. Сейсмогеодинамика Срединно-Атлантического хребта. М.: МГК, 1998. 124 с.].
Bonatti E., 1996. Origin of the Large Fracture Zones Offsetting the Mid-Atlantic Ridge. Geotectonics 30 (6), 430–440.
Bryan S., Ernst R., 2007. Revised Definition of Large Igneous Province (LIPs). Earth Science Reviews 86 (1–4), 175– 202. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2007.08.008.
Dmitriev L.V., Silantiev S.A., Sokolov S.Yu., Plechov A.A., 2000. The Comparison of Basalt Magmatism in the Conditions of Different Velocity of Spreading by the Example of the Mid-Atlantic Ridge and the East Pacific Rise. Russian Journal of Earth Sciences 2 (3), 207–226 (in Russian) [Дмитриев Л.В., Силантьев С.А., Плечова А.А., Соколов С.Ю. Сравнение базальтового магматизма в условиях разной скорости спрединга на примере Срединно-Атлантического хребта (САХ) и Восточно-Тихоокеанского поднятия (ВТП) // Российский журнал наук о Земле. 2000. Т. 2. № 3. C. 207–226]. https://doi.org/10.2205/2000ES000041.
Dmitriev L.V., Sokolov S.Y., 2003. Geodynamics of Three Contrasting Types of Oceanic Magmatism and Their Reflection in the Data of Seismic Tomography. Petrology 11 (6), 597–613.
Eldholm O., Coffin M.F., 2000. Large Igneous Provinces and Plate Tectonics. In: M.A. Richards, R.G. Gordon, R.D. Van der Hilst (Eds), The History and Dynamics of Global Plate Motions. AGU Geophysical Monograph Series, Vol. 121, p. 309–326. https://doi.org/10.1029/GM121p0309.
Foster S.E., Simmons G., Lamb W., 1974. Heat Flow near a North Atlantic Fracture Zone. Geothermics 3 (1), 3–16. https://doi.org/10.1016/0375-6505(74)90030-3.
Gaina C., Medvedev S., Torsvik T.H., Koulakov I., Werner S.C., 2013. 4D Arctic: A Glimpse into the Structure and Evolution of the Arctic in the Light of New Geophysical Maps, Plate Tectonics and Tomographic Models. Surveys in Geophysics 35 (5), 1095–1122. https://doi.org/10.1007/s10712-013-9254-y.
Global Heat Flow Database, 2018. University of North Dakota. Available from: https://engineering.und.edu/research/global-heat-flow-database/data.html.
Grand S.P., van der Hilst R.D., Widiyantoro S., 1997. Global Seismic Tomography: A Snapshot of Convection in the Earth. GSA Today 7 (4), 1–7.
Karyakin Y.V., Shipilov E.V., 2009. Geochemical Specifics and 40Ar/39Ar Age of the Basaltoid Magmatism of the Alexander Land, Northbrook, Hooker, and Hayes Islands (Franz Josef Land Archipelago). Doklady Earth Sciences 425 (1), 260– 263. https://doi.org/10.1134/s1028334x09020196.
Kharin G.S., 2000. Impulses of magmatism of the Icelandic plume. Petrology 8 (2), 115–130 (in Russian) Харин Г.С. Импульсы магматизма Исландского плюма // Петрология. 2000. Т. 8. № 2. С. 115–130.
Khutorskoi M.D., Polyak B.G., 2017. Special Features of Heat Flow in Transform Faults of the North Atlantic and Southeast Pacific. Geotectonics 51 (2), 152–162. https://doi.org/10.1134/s0016852117010022.
Khutorskoy M.D., Teveleva E.A., 2018. Asymmetry of the Heat Fluw at the Mid-Oceanic Ridges in the Northern and Southern Hemispheres. Georesources 20 (2), 122–132 (in Russian) [Хуторской М.Д., Тевелева Е.А. Асимметрия теплового потока на срединно-океанических хребтах в Северном и Южном полушариях Земли // Георесурсы. 2018. Т. 20. № 2. С. 122–132]. https://doi.org/10.18599/grs.2018.2.122-132.
Klein E.M., Langmuir C.H., 1987. Global Correlation of Ocean Ridge Basalt Chemistry with Axial Depth and Crustal Thickness. Journal of Geophysical Research 92 (B8), 8089– 8115. https://doi.org/10.1029/JB092iB08p08089.
Lebedev S., van der Hilst R.D., 2008. Global Upper-Mantle Tomography with the Automated Multimode Inversion of Surface and S-Wave Forms. Geophysical Journal International 173 (2), 505–518. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2008.03721.x.
Ledneva G.V., Bazylev B.A., Layer P.W., Ishiwatari A., Sokolov S.D., Kononkova N.N., Tikhomirov P.L., Novikova M.S., 2014. Intra-Plate Gabbroic Rocks of Permo-Triassic to EarlyMiddle Triassic Dike-and-Sill Province of Chukotka (Russia). In: D.B. Stone, G.E. Grikurov (Eds), ICAM VI: Proceedings of the International Conference on Arctic Margins VI (Fairbanks, Alaska, May 2011). VSEGEI Publishing House, Saint Petersburg, p. 115–156.
Ledneva G.V., Pease V.L., Sokolov S.D., 2011. Permo-Triassic Hypabyssal Mafic Intrusions and Associated Tholeiitic Basalts of the Kolyuchinskaya Bay, Chukotka (NE Russia): Links to the Siberian LIP. Journal of Asian Earth Science 40 (3), 737– 745. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2010.11.007.
Lukina N.V., Patyk-Kara N.G,. Sokolov S.Yu., 2004. Neotectonic Structures and Active Faults of the Arctic Shelf of Russia. In: M.N. Alekseeva (Ed.), Geology and Mineral Resources of the Russian Shelf Areas. Atlas. Nauchny Mir, Moscow, p. 3 (in Russian) [Лукина Н.В., Патык-Кара Н.Г., Соколов С.Ю. Неотектонические структуры и активные разломы Арктического шельфа России // Геология и минеральные ресурсы шельфов России. Атлас / Ред. М.Н. Алексеева. М.: Научный мир, 2004. С. 3].
Lundin E.R., Doré A.G., Redfield T.F., 2018. Magmatism and Extension Rates at Rifted Margins. Petroleum Geoscience 24 (4), 379–392. https://doi.org/10.1144/petgeo2016-158.
Michael P.J., Langmuir C.H., B. Dick H.J., Snow J.E., Goldstein S.L., Graham D.W., Lehnert K., Kurras G., Jokat W., Muhe R., Edmonds H.N., 2003. Magmatic and Amagmatic Seafloor Generation at the Ultraslow-Spreading Gakkel Ridge, Arctic Ocean. Nature 423 (6943), 956–961. https://doi.org/10.1038/nature01704.
Müller R.D., Sdrolias M., Gaina C., Roest W.R., 2008. Age, Spreading Rates, and Spreading Asymmetry of the World’s Ocean Crust. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 9 (4), Q04006. https://doi.org/10.1029/2007GC001743.
Piskarev A.L., Heunemann C., Makar’ev A.A., Makar’eva A.M., Bachtadse V., Aleksyutin M., 2009. Magnetic Parameters and Variations in the Composition of Igneous Rocks of the Franz Josef Land Archipelago. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 45 (2), 150–166. https://doi.org/10.1134/s1069351309020050.
Piskarev A.L., Poselov V.A., Avetisov G.P., Butsenko V.V., Glebovsky V.Yu., Gusev E.A., Zholondz S.M., Kaminsky V.D., Kireev A.A., Smirnov O.E., Firsov Yu.G., Zinchenko A.G., Pavlenkin A.D., Poselova L.G., Savin V.A., Chernykh A.A., Elkina D.V., 2016. Arctic Basin (Geology and Morphology). VNIIOkeangeologia, Saint Petersburg, 291 p. (in Russian) [Пискарев А.Л., Поселов В.А., Аветисов Г.П., Буценко В.В., Глебовский В.Ю., Гусев Е.А., Жолондз С.М., Каминский В.Д., Киреев А.А., Смирнов О.Е., Фирсов Ю.Г., Зинченко А.Г., Павленкин А.Д., Поселова Л.Г., Савин В.А., Черных А.А., Элькина Д.В. Арктический бассейн (геология и морфология). СПб.: ВНИИОкеангеология, 2016. 291 с.].
Podgornykh L.V., Khutorskoy M.D., 1997. Planetary Heat Flow Map. Scale 1:30000000. Explanatory Note. Publishing House of Oceanology Institute, Moscow, Saint Petersburg, 33 p. (in Russian) [Подгорных Л.В., Хуторской М.Д. Карта планетарного теплового потока. Масштаб 1:30000000. Объяснительная записка. М.–СПб.: Изд-во ВНИИОкеангеология, 1997. 33 с.].
Polyak B.G., Kononov V.I., Khutorskoy M.D., 1984. Heat Flow and the Lithosphere Structure of Iceland in the Light of New Data. Geotectonics 1, 111–119 (in Russian) [Поляк Б.Г., Кононов В.И., Хуторской М.Д. Тепловой поток и строение литосферы Исландии в свете новых данных // Геотектоника. 1984. № 1. С. 111–119].
Popova A.K., Smirnov Ya.B., Khutorskoy M.D., 1984. Geothermal Field of Transform Faults. In: Yu.P. Neprochnov (Ed.), Deep Faults of the Oceanic Floor. Nauka, Moscow, p. 78–87 (in Russian) [Попова А.К., Смирнов Я.Б., Хуторской М.Д. Геотермическое поле трансформных разломов // Глубинные разломы океанского дна / Ред. Ю.П. Непрочнов. М.: Наука, 1984. С. 78–87].
Shipilov E.V., 2004. Tectono-Geodynamic Evolution of Arctic Continental Margins during Epochs of Young Ocean Formation. Geotectonics 38 (5), 343–365.
Shipilov E.V., Karyakin Y.V., Matishov G.G., 2009. Jurassic-Cretaceous Barents-Amerasian Superplume and Initial Stage of Geodynamic Evolution of the Arctic Ocean. Doklady Earth Sciences 426 (1), 564–566. https://doi.org/10.1134/s1028334x09040126.
Sokolov S.Yu., 2014. The State of Geodynamic Mobility in the Mantle According to Seismic Tomography and the Ratio of P- and S-Wave Velocities. Bulletin of Kamchatka Regional Association "Educational-Scientific Center". Earth Sciences (2), 55–67 (in Russian) [Соколов С.Ю. Состояние геодинамической подвижности в мантии по данным сейсмотомографии и отношению скоростей Р и S волн // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2014. № 2. С. 55–67.].
Sokolov S.Yu., 2016. Features of Tectonics of the MidAtlantic Ridge According to the Correlation of Surface Parameters with the Geodynamic State of the Upper Mantle. Bulletin of Kamchatka Regional Association "EducationalScientific Center". Earth Sciences (4), 88–105 (in Russian) [Соколов С.Ю. Особенности тектоники Срединно-Атлантического хребта по данным корреляции поверхностных параметров с геодинамическим состоянием верхней мантии // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2016. № 4. С. 88–105].
Sokolov S.Yu., 2017. Atlantic-Arctic Rift System: an Approach to the Geodynamic Description According to Seismic Tomography and Seismicity. Bulletin of Kamchatka Regional Association "Educational-Scientific Center". Earth Sciences (4), 79–88 (in Russian) [Соколов С.Ю. Атлантико-Арктическая рифтовая система: подход к геодинамическому описанию по данным сейсмической томографии и сейсмичности // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2017. № 4. С. 79–88].
Sokolov S.Yu., 2018. Tectonics and Geodynamics of the Equatorial Segment of the Atlantic. Proceedings of GIN RAS. Issue 618. Nauchny Mir, Moscow, 269 p. (in Russian) [Соколов С.Ю. Тектоника и геодинамика экваториального сегмента Атлантики. Труды ГИН РАН. Вып. 618. М.: Научный мир, 2018. 269 с.].
Sorokhtin O.G., 1974. Global Evolution of the Earth. Nauka, Moscow, 184 p. (in Russian) [Сорохтин О.Г. Глобальная эволюция Земли. М.: Наука, 1974. 184 с.].
Tarakhovsky A.N., Fishman M.V., Shkola I.V., Andreichev V.L., 1982. The Age of Franz Joseph Land Trappes. Reports of the USSR Academy of Sciences 266 (4), 965–969 (in Russian) [Тараховский А.Н., Фишман М.В., Школа И.В., Андреичев В.Л. Возраст траппов Земли Франца-Иосифа // Доклады АН СССР. 1982. Т. 266. № 4. С. 965–969]. Van der Hilst R.D., Widiyantoro S., Engdahl E.R., 1997. Evidence for Deep Mantle Circulation from Global Tomography. Nature 386 (6625), 578–584. https://doi.org/10.1038/386578a0.
Zarayskaya Yu.A., 2013. Seismic Activity of Strong Volcanic Eruptions of Ultra-Slow Spreading Ridges of Gakkel, Southwest Indian and Reykjanes. In: Geology of Seas and Oceans. Materials of the XX International Scientific Conference (School) on Marine Geology. Vol. V. GEOS, Moscow, p. 111–115 (in Russian) [Зарайская Ю.А. Сейсмическая активность сильных вулканических извержений ультра-медленных спрединговых хребтов Гаккеля, ЮгоЗападного Индийского и Рейкьянес // Геология морей и океанов: Материалы XX Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. М.: ГЕОС, 2013. Т. V. C. 111–115].
https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/1034
doi:10.5800/GT-2020-11-2-0476
op_rights Authors who publish with this Online Publication agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the Online Publication right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this Online Publication.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the Online Publication's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this Online Publication.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие статьи в данном сетевом издании, соглашаются на следующее:1. Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют сетевому изданию право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом издании.2. Авторы имеют право размещать свою работу в сети Интернет на ресурсах, не относящихся к другим издательствам (например, на персональном сайте), в форме и содержании, принятыми издателем для опубликования в сетевом издании, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
op_rightsnorm CC-BY
op_doi https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-2-0476
https://doi.org/10.1029/2001GC000168
https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2007.08.008
https://doi.org/10.2205/2000ES000041
https://doi.org/10.1029/GM121p0309
https://doi.org/10.1016/0375-6505(74)90030-3 ;
container_title Surveys in Geophysics
container_volume 35
container_issue 3
container_start_page 661
op_container_end_page 679
_version_ 1766302353076518912
spelling ftjgat:oai:oai.gtcrust.elpub.ru:article/1034 2023-05-15T14:28:11+02:00 INTENSITY INDICATORS OF GEODYNAMIC PROCESSES ALONG THE ATLANTIC-ARCTIC RIFT SYSTEM ИНДИКАТОРЫ ИНТЕНСИВНОСТИ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВДОЛЬ АТЛАНТИКО-АРКТИЧЕСКОЙ РИФТОВОЙ СИСТЕМЫ S. Yu. Sokolov N. P. Chamov M. D. Khutorskoy S. A. Silantiev С. Ю. Соколов Н. П. Чамов М. Д. Хуторской С. А. Силантьев This study was supported by the Russian Foundation for Basic Research (Grant 18-05-70040 – Evolution of the lithosphere of the Western Arctic: processes and mechanisms, development, natural resources and geological hazards). Funds for the heat flow data processing were provided by the RFBR (Grant 19-05-00014 – Geothermal asymmetry of divergent zones of the World Ocean) and the Presidium of the Russian Academy of Sciences (Project P49). The factors of potentially dangerous geological phenomena were analyzed under State Assignment No. 0135-2019-0076 – Dangerous geological processes in the World Ocean: connection with the geodynamic state of the crust and upper mantle and modern movements. Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 18-05-70040 «Эволюция литосферы западной Арктики: процессы и механизмы, направленность развития, природные ресурсы и геологические опасности») обработка данных теплового потока – РФФИ (проект № 19-05-00014 «Геотермическая асимметрия дивергентных зон Мирового океана») и Программы Президиума РАН П49 анализ факторов потенциально опасных геологических явлений выполнен по теме госзадания № 0135-2019-0076 «Опасные геологические процессы в Мировом океане: связь с геодинамическим состоянием коры и верхней мантии и новейшими движениями». 2020-06-20 application/pdf https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/1034 https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-2-0476 rus rus Institute of the Earth's crust of the Russian Academy of Sciences, Siberian Branch https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/1034/498 ANSS Earthquake Composite Catalog, 2014. Available from: http://quake.geo.berkeley.edu/anss/ (Last Accessed 11.02.2014). Aplonov S.V., Trunin A.A., 1995. Migration of Local Spreading Instability along the Divergent Boundary Axis: MidAtlantic Ridge Between Marathon and Kane Transform Faults. Physics of the Earth 9, 24–34 (in Russian) [Аплонов С.В., Трунин А.А. Миграция локальной нестабильности спрединга вдоль оси дивергентной границы: Срединно-Атлантический хребет между трансформными разломами Марафон и Кейн // Физика Земли. 1995. № 9. С. 24–34]. Becker T.W., Boschi L., 2002. A Comparison of Tomographic and Geodynamic Mantle Models. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 3 (1), 2001GC000168. https://doi.org/10.1029/2001GC000168. Boldyrev S.A., 1998. Seismogeodynamics of the MidAtlantic Range. MGC, Moscow, 124 p. (in Russian) [Болдырев С.А. Сейсмогеодинамика Срединно-Атлантического хребта. М.: МГК, 1998. 124 с.]. Bonatti E., 1996. Origin of the Large Fracture Zones Offsetting the Mid-Atlantic Ridge. Geotectonics 30 (6), 430–440. Bryan S., Ernst R., 2007. Revised Definition of Large Igneous Province (LIPs). Earth Science Reviews 86 (1–4), 175– 202. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2007.08.008. Dmitriev L.V., Silantiev S.A., Sokolov S.Yu., Plechov A.A., 2000. The Comparison of Basalt Magmatism in the Conditions of Different Velocity of Spreading by the Example of the Mid-Atlantic Ridge and the East Pacific Rise. Russian Journal of Earth Sciences 2 (3), 207–226 (in Russian) [Дмитриев Л.В., Силантьев С.А., Плечова А.А., Соколов С.Ю. Сравнение базальтового магматизма в условиях разной скорости спрединга на примере Срединно-Атлантического хребта (САХ) и Восточно-Тихоокеанского поднятия (ВТП) // Российский журнал наук о Земле. 2000. Т. 2. № 3. C. 207–226]. https://doi.org/10.2205/2000ES000041. Dmitriev L.V., Sokolov S.Y., 2003. Geodynamics of Three Contrasting Types of Oceanic Magmatism and Their Reflection in the Data of Seismic Tomography. Petrology 11 (6), 597–613. Eldholm O., Coffin M.F., 2000. Large Igneous Provinces and Plate Tectonics. In: M.A. Richards, R.G. Gordon, R.D. Van der Hilst (Eds), The History and Dynamics of Global Plate Motions. AGU Geophysical Monograph Series, Vol. 121, p. 309–326. https://doi.org/10.1029/GM121p0309. Foster S.E., Simmons G., Lamb W., 1974. Heat Flow near a North Atlantic Fracture Zone. Geothermics 3 (1), 3–16. https://doi.org/10.1016/0375-6505(74)90030-3. Gaina C., Medvedev S., Torsvik T.H., Koulakov I., Werner S.C., 2013. 4D Arctic: A Glimpse into the Structure and Evolution of the Arctic in the Light of New Geophysical Maps, Plate Tectonics and Tomographic Models. Surveys in Geophysics 35 (5), 1095–1122. https://doi.org/10.1007/s10712-013-9254-y. Global Heat Flow Database, 2018. University of North Dakota. Available from: https://engineering.und.edu/research/global-heat-flow-database/data.html. Grand S.P., van der Hilst R.D., Widiyantoro S., 1997. Global Seismic Tomography: A Snapshot of Convection in the Earth. GSA Today 7 (4), 1–7. Karyakin Y.V., Shipilov E.V., 2009. Geochemical Specifics and 40Ar/39Ar Age of the Basaltoid Magmatism of the Alexander Land, Northbrook, Hooker, and Hayes Islands (Franz Josef Land Archipelago). Doklady Earth Sciences 425 (1), 260– 263. https://doi.org/10.1134/s1028334x09020196. Kharin G.S., 2000. Impulses of magmatism of the Icelandic plume. Petrology 8 (2), 115–130 (in Russian) Харин Г.С. Импульсы магматизма Исландского плюма // Петрология. 2000. Т. 8. № 2. С. 115–130. Khutorskoi M.D., Polyak B.G., 2017. Special Features of Heat Flow in Transform Faults of the North Atlantic and Southeast Pacific. Geotectonics 51 (2), 152–162. https://doi.org/10.1134/s0016852117010022. Khutorskoy M.D., Teveleva E.A., 2018. Asymmetry of the Heat Fluw at the Mid-Oceanic Ridges in the Northern and Southern Hemispheres. Georesources 20 (2), 122–132 (in Russian) [Хуторской М.Д., Тевелева Е.А. Асимметрия теплового потока на срединно-океанических хребтах в Северном и Южном полушариях Земли // Георесурсы. 2018. Т. 20. № 2. С. 122–132]. https://doi.org/10.18599/grs.2018.2.122-132. Klein E.M., Langmuir C.H., 1987. Global Correlation of Ocean Ridge Basalt Chemistry with Axial Depth and Crustal Thickness. Journal of Geophysical Research 92 (B8), 8089– 8115. https://doi.org/10.1029/JB092iB08p08089. Lebedev S., van der Hilst R.D., 2008. Global Upper-Mantle Tomography with the Automated Multimode Inversion of Surface and S-Wave Forms. Geophysical Journal International 173 (2), 505–518. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2008.03721.x. Ledneva G.V., Bazylev B.A., Layer P.W., Ishiwatari A., Sokolov S.D., Kononkova N.N., Tikhomirov P.L., Novikova M.S., 2014. Intra-Plate Gabbroic Rocks of Permo-Triassic to EarlyMiddle Triassic Dike-and-Sill Province of Chukotka (Russia). In: D.B. Stone, G.E. Grikurov (Eds), ICAM VI: Proceedings of the International Conference on Arctic Margins VI (Fairbanks, Alaska, May 2011). VSEGEI Publishing House, Saint Petersburg, p. 115–156. Ledneva G.V., Pease V.L., Sokolov S.D., 2011. Permo-Triassic Hypabyssal Mafic Intrusions and Associated Tholeiitic Basalts of the Kolyuchinskaya Bay, Chukotka (NE Russia): Links to the Siberian LIP. Journal of Asian Earth Science 40 (3), 737– 745. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2010.11.007. Lukina N.V., Patyk-Kara N.G,. Sokolov S.Yu., 2004. Neotectonic Structures and Active Faults of the Arctic Shelf of Russia. In: M.N. Alekseeva (Ed.), Geology and Mineral Resources of the Russian Shelf Areas. Atlas. Nauchny Mir, Moscow, p. 3 (in Russian) [Лукина Н.В., Патык-Кара Н.Г., Соколов С.Ю. Неотектонические структуры и активные разломы Арктического шельфа России // Геология и минеральные ресурсы шельфов России. Атлас / Ред. М.Н. Алексеева. М.: Научный мир, 2004. С. 3]. Lundin E.R., Doré A.G., Redfield T.F., 2018. Magmatism and Extension Rates at Rifted Margins. Petroleum Geoscience 24 (4), 379–392. https://doi.org/10.1144/petgeo2016-158. Michael P.J., Langmuir C.H., B. Dick H.J., Snow J.E., Goldstein S.L., Graham D.W., Lehnert K., Kurras G., Jokat W., Muhe R., Edmonds H.N., 2003. Magmatic and Amagmatic Seafloor Generation at the Ultraslow-Spreading Gakkel Ridge, Arctic Ocean. Nature 423 (6943), 956–961. https://doi.org/10.1038/nature01704. Müller R.D., Sdrolias M., Gaina C., Roest W.R., 2008. Age, Spreading Rates, and Spreading Asymmetry of the World’s Ocean Crust. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 9 (4), Q04006. https://doi.org/10.1029/2007GC001743. Piskarev A.L., Heunemann C., Makar’ev A.A., Makar’eva A.M., Bachtadse V., Aleksyutin M., 2009. Magnetic Parameters and Variations in the Composition of Igneous Rocks of the Franz Josef Land Archipelago. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 45 (2), 150–166. https://doi.org/10.1134/s1069351309020050. Piskarev A.L., Poselov V.A., Avetisov G.P., Butsenko V.V., Glebovsky V.Yu., Gusev E.A., Zholondz S.M., Kaminsky V.D., Kireev A.A., Smirnov O.E., Firsov Yu.G., Zinchenko A.G., Pavlenkin A.D., Poselova L.G., Savin V.A., Chernykh A.A., Elkina D.V., 2016. Arctic Basin (Geology and Morphology). VNIIOkeangeologia, Saint Petersburg, 291 p. (in Russian) [Пискарев А.Л., Поселов В.А., Аветисов Г.П., Буценко В.В., Глебовский В.Ю., Гусев Е.А., Жолондз С.М., Каминский В.Д., Киреев А.А., Смирнов О.Е., Фирсов Ю.Г., Зинченко А.Г., Павленкин А.Д., Поселова Л.Г., Савин В.А., Черных А.А., Элькина Д.В. Арктический бассейн (геология и морфология). СПб.: ВНИИОкеангеология, 2016. 291 с.]. Podgornykh L.V., Khutorskoy M.D., 1997. Planetary Heat Flow Map. Scale 1:30000000. Explanatory Note. Publishing House of Oceanology Institute, Moscow, Saint Petersburg, 33 p. (in Russian) [Подгорных Л.В., Хуторской М.Д. Карта планетарного теплового потока. Масштаб 1:30000000. Объяснительная записка. М.–СПб.: Изд-во ВНИИОкеангеология, 1997. 33 с.]. Polyak B.G., Kononov V.I., Khutorskoy M.D., 1984. Heat Flow and the Lithosphere Structure of Iceland in the Light of New Data. Geotectonics 1, 111–119 (in Russian) [Поляк Б.Г., Кононов В.И., Хуторской М.Д. Тепловой поток и строение литосферы Исландии в свете новых данных // Геотектоника. 1984. № 1. С. 111–119]. Popova A.K., Smirnov Ya.B., Khutorskoy M.D., 1984. Geothermal Field of Transform Faults. In: Yu.P. Neprochnov (Ed.), Deep Faults of the Oceanic Floor. Nauka, Moscow, p. 78–87 (in Russian) [Попова А.К., Смирнов Я.Б., Хуторской М.Д. Геотермическое поле трансформных разломов // Глубинные разломы океанского дна / Ред. Ю.П. Непрочнов. М.: Наука, 1984. С. 78–87]. Shipilov E.V., 2004. Tectono-Geodynamic Evolution of Arctic Continental Margins during Epochs of Young Ocean Formation. Geotectonics 38 (5), 343–365. Shipilov E.V., Karyakin Y.V., Matishov G.G., 2009. Jurassic-Cretaceous Barents-Amerasian Superplume and Initial Stage of Geodynamic Evolution of the Arctic Ocean. Doklady Earth Sciences 426 (1), 564–566. https://doi.org/10.1134/s1028334x09040126. Sokolov S.Yu., 2014. The State of Geodynamic Mobility in the Mantle According to Seismic Tomography and the Ratio of P- and S-Wave Velocities. Bulletin of Kamchatka Regional Association "Educational-Scientific Center". Earth Sciences (2), 55–67 (in Russian) [Соколов С.Ю. Состояние геодинамической подвижности в мантии по данным сейсмотомографии и отношению скоростей Р и S волн // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2014. № 2. С. 55–67.]. Sokolov S.Yu., 2016. Features of Tectonics of the MidAtlantic Ridge According to the Correlation of Surface Parameters with the Geodynamic State of the Upper Mantle. Bulletin of Kamchatka Regional Association "EducationalScientific Center". Earth Sciences (4), 88–105 (in Russian) [Соколов С.Ю. Особенности тектоники Срединно-Атлантического хребта по данным корреляции поверхностных параметров с геодинамическим состоянием верхней мантии // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2016. № 4. С. 88–105]. Sokolov S.Yu., 2017. Atlantic-Arctic Rift System: an Approach to the Geodynamic Description According to Seismic Tomography and Seismicity. Bulletin of Kamchatka Regional Association "Educational-Scientific Center". Earth Sciences (4), 79–88 (in Russian) [Соколов С.Ю. Атлантико-Арктическая рифтовая система: подход к геодинамическому описанию по данным сейсмической томографии и сейсмичности // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2017. № 4. С. 79–88]. Sokolov S.Yu., 2018. Tectonics and Geodynamics of the Equatorial Segment of the Atlantic. Proceedings of GIN RAS. Issue 618. Nauchny Mir, Moscow, 269 p. (in Russian) [Соколов С.Ю. Тектоника и геодинамика экваториального сегмента Атлантики. Труды ГИН РАН. Вып. 618. М.: Научный мир, 2018. 269 с.]. Sorokhtin O.G., 1974. Global Evolution of the Earth. Nauka, Moscow, 184 p. (in Russian) [Сорохтин О.Г. Глобальная эволюция Земли. М.: Наука, 1974. 184 с.]. Tarakhovsky A.N., Fishman M.V., Shkola I.V., Andreichev V.L., 1982. The Age of Franz Joseph Land Trappes. Reports of the USSR Academy of Sciences 266 (4), 965–969 (in Russian) [Тараховский А.Н., Фишман М.В., Школа И.В., Андреичев В.Л. Возраст траппов Земли Франца-Иосифа // Доклады АН СССР. 1982. Т. 266. № 4. С. 965–969]. Van der Hilst R.D., Widiyantoro S., Engdahl E.R., 1997. Evidence for Deep Mantle Circulation from Global Tomography. Nature 386 (6625), 578–584. https://doi.org/10.1038/386578a0. Zarayskaya Yu.A., 2013. Seismic Activity of Strong Volcanic Eruptions of Ultra-Slow Spreading Ridges of Gakkel, Southwest Indian and Reykjanes. In: Geology of Seas and Oceans. Materials of the XX International Scientific Conference (School) on Marine Geology. Vol. V. GEOS, Moscow, p. 111–115 (in Russian) [Зарайская Ю.А. Сейсмическая активность сильных вулканических извержений ультра-медленных спрединговых хребтов Гаккеля, ЮгоЗападного Индийского и Рейкьянес // Геология морей и океанов: Материалы XX Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. М.: ГЕОС, 2013. Т. V. C. 111–115]. https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/1034 doi:10.5800/GT-2020-11-2-0476 Authors who publish with this Online Publication agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the Online Publication right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this Online Publication.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the Online Publication's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this Online Publication.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном сетевом издании, соглашаются на следующее:1. Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют сетевому изданию право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом издании.2. Авторы имеют право размещать свою работу в сети Интернет на ресурсах, не относящихся к другим издательствам (например, на персональном сайте), в форме и содержании, принятыми издателем для опубликования в сетевом издании, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). CC-BY Geodynamics & Tectonophysics; Том 11, № 2 (2020); 302-319 Геодинамика и тектонофизика; Том 11, № 2 (2020); 302-319 2078-502X возраст спрединга seismicity seismic tomography heat flow magmatism left-lateral strike-slip fault transform fault seismic moment age of spreading сейсмичность сейсмотомография тепловой поток магматизм левый сдвиг трансформный разлом сейсмический момент info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2020 ftjgat https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-2-0476 https://doi.org/10.1029/2001GC000168 https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2007.08.008 https://doi.org/10.2205/2000ES000041 https://doi.org/10.1029/GM121p0309 https://doi.org/10.1016/0375-6505(74)90030-3 ; 2022-07-19T15:37:10Z Seismicity, heat flow, seismic tomography data, prerift and synrift magmatism are considered as intensity indicators of geodynamic processes along the Atlantic-Arctic rift system (AARS). In this rift system, several large (over 100 km ) sub-latitudinal displacements of the rift axis are due to left-lateral strike-slip faulting. The AARS segments are distinguished by the age of splitting of continental plates from each other. A dependence is revealed between the current thermal state of the mantle under the AARS and the age of spreading start. This dependence is established from both seismic tomography and heat flow data. In section δ(Vp/Vs), the locations of the main segmenting faults and ‘cold’ anomalies in the upper mantle are coincident. Distributions of total seismic moments are practically synchronous in the depth intervals of 0–13, 13–35, and >35 km. The maximum values above the plumes are represented by higher seismic moments in the surface layer. The main demarcation zones differ in maximum energy release values in the AARS with shearing features. Comparison of these values against the age of the start of spreading processes shows trends of heat flow and medium field tomography in the AARS segments. The trends confirm the thermal interpretation of the seismic tomography data and suggest mantle cooling with age and a decrease in the mean temperatures of the mantle. The main factor causing the sublatitudinal asymmetry of heat flow in the AARS is the impact of Coriolis forces on the magma in the asthenospheric source. Most of the synrift igneous formations seem to be related to the influence of long-lived anomalies in the mantle, which had lower rates of magma generation than those typical of the formation of magmatic provinces. In conditions for spreading and the formation of the oceanic crust, the process followed the principle of energy cost minimization, and the prerift magmatic provinces with the pre-processed crust contributed to the choice and positioning of the AARS trajectory. The plume branches ... Article in Journal/Newspaper Arctic Arctic Atlantic Arctic Atlantic-Arctic Geodynamics & Tectonophysics (E-Journal) Arctic Surveys in Geophysics 35 3 661 679

Similar Items