New constraints on the 3D shear wave velocity structure of the upper mantle underneath Southern Scandinavia revealed from non-linear tomography
New constraints on the 3D shear wave velocity structure of the upper mantle underneath Southern Scandinavia revealed from non-linear tomography
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非线性断层扫描揭示了斯堪的纳维亚半岛南部下方上地幔 3D 剪切波速度结构的新约束
DOI：
10.1016/j.tecto.2012.12.033
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
2.9
通讯作者：
J.R.R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wawerzinek;Ritter;J.R.R.
我们分析了马格努斯台网记录的横波走时，以确定南斯堪的纳维亚半岛下方的三维横波速度(VS)结构。根据挪威南部已知的地壳结构对旅行时间残差进行了校正，并对其进行了加权，以考虑到数据质量和选取的不确定性。由此产生的垂直入射波的残差图案非常均匀和简单。报告显示，与奥斯陆格拉本和波罗的海盾牌下的快速抵达相比，挪威南部海底的延迟抵达人数。通过进行非线性走时层析成像，确定了台网下方的三维上地幔结构。正如从残差图样所预期的那样，由此得到的层析模型显示了一个简单而连续的vS扰动图样：相对于东部的波罗的海盾，在挪威南部下方可以看到负的vS，对比度高达4%的vS和一个陡峭的西-东向倾斜的过渡区。重建试验表明，除了垂直涂抹外，倾角vS过渡带的横向重建也很好，并表明330-410公里深度的深部异常是真实的，而不是反转伪影。挪威南部地下减小的V Sanomaly的上部(深度降至250千米)可能是由于从西边的加里多尼亚南斯堪的斯向东到瑞典的元古界波罗的海地盾增加了岩石圈的厚度。更深的负值(330-410公里深)可能是由温度异常引起的，可能与流体或含水矿物的影响相结合。斯堪的纳维亚半岛南部确定的简单3DVS结构表明，地幔过程可能影响并促进了挪威南部新近纪的隆升。
We analyse travel times of shear waves, which were recorded at the MAGNUS network, to determine the 3D shear wave velocity (vS) structure underneath Southern Scandinavia. The travel time residuals are corrected for the known crustal structure of Southern Norway and weighted to account for data quality and pick uncertainties. The resulting residual pattern of subvertically incident waves is very uniform and simple. It shows delayed arrivals underneath Southern Norway compared to fast arrivals underneath the Oslo Graben and the Baltic Shield. The 3D upper mantlevSstructure underneath the station network is determined by performing non-linear travel time tomography. As expected from the residual pattern the resulting tomographic model shows a simple and continuousvSperturbation pattern: a negativevSanomaly is visible underneath Southern Norway relative to the Baltic Shield in the east with a contrast of up to 4%vSand a sharp W–E dipping transition zone. Reconstruction tests reveal besides vertical smearing a good lateral reconstruction of the dippingvStransition zone and suggest that a deep-seated anomaly at 330–410 km depth is real and not an inversion artefact. The upper part of the reducedvSanomaly underneath Southern Norway (down to 250 km depth) might be due to an increase in lithospheric thickness from the Caledonian Southern Scandes in the west towards the Proterozoic Baltic Shield in Sweden in the east. The deeper-seated negativevSanomaly (330–410 km depth) could be caused by a temperature anomaly possibly combined with effects due to fluids or hydrous minerals. The determined simple 3DvSstructure underneath Southern Scandinavia indicates that mantle processes might influence and contribute to a Neogene uplift of Southern Norway.
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