КОРА И МАНТИЯ БАЙКАЛЬСКОЙ РИФТОВОЙ ЗОНЫ ПО ДАННЫМ ПРИЕМНЫХ ФУНКЦИЙ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ ВОЛН

We have obtained P-wave and S-wave receiver functions for 10 broadband seismograph stations in the Baikal rift zone (BRZ) and inverted them for seismic velocity models of the crust and upper mantle. The thinnest crust (30–35 km) is found in the Baikal basin, the thickest in the East Sayan uplift (45–50 km). Intermediate values (40 km) are found in the BRZ at distances around 100 km from Lake Baikal. A high (at least 1.8) Vp/Vs ratio is observed in the middle and lower crust. It exceeds 2.0 at some stations. In our opinion, the highest Vp/Vs ratios are due to fluid-filled porosity with a high pore pressure. The seismic lithosphere – asthenosphere boundary (LAB) is manifested by a shear velocity drop from 4.5 km/s to 4.0–4.2 km/s. Beneath the Baikal basin, the LAB is located at a depth not more than 50 km, and the S velocity drop is maximal (10 %). A similar structure is found outside the basin, underneath a segment of the East Sayan uplift. At other locations in the BRZ, a typical depth of the LAB varies from 80 to 90 km. Having considered changes in the depth of the 410 km seismic discontinuity, we cannot find any evidence of an elevated temperature of a hypothetical thermal plume beneath the BRZ. Для десяти широкополосных сейсмических станций в Байкальской рифтовой зоне получены приемные функции продольных и поперечных волн и выполнено их совместное обращение в скоростные разрезы. Самая тонкая кора (30–35 км) приурочена к Байкальской впадине, самая толстая – к Восточному Саяну (45–50 км). Промежуточные значения (около 40 км) получены в БРЗ на удалениях около 100 км от Байкала. В средней и нижней коре систематически наблюдается высокое (не менее 1.8) отношение скоростей Vp/Vs, которое на нескольких станциях превышает 2.0. Самые высокие значения мы объясняем присутствием флюида с высоким поровым давлением. Сейсмическая граница литосфера – астеносфера проявляется падением скорости поперечных волн с глубиной от 4.5 до 4.0–4.2 км/с. Под Байкальской впадиной эта граница находится на глубинах, не превышающих 50 км, и понижение скорости поперечных волн в астеносфере достигает максимальных значений (около 10 %). За пределами Байкальской впадины сходная структура наблю­дается под частью Восточного Саяна. В остальных случаях характерное значение глубины границы лито­сфера – астеносфера составляет 80–90 км. Повышение температуры в гипотетическом мантийном плюме под БРЗ по изменению глубины 410-километровой сейсмической границы не обнаружено

CRUST AND MANTLE OF THE BAIKAL RIFT ZONE FROM P- AND S-WAVE RECEIVER FUNCTIONS

We have obtained P-wave and S-wave receiver functions for 10 broadband seismograph stations in the Baikal rift zone (BRZ) and inverted them for seismic velocity models of the crust and upper mantle. The thinnest crust (30–35 km) is found in the Baikal basin, the thickest in the East Sayan uplift (45–50 km). Intermediate values (40 km) are found in the BRZ at distances around 100 km from Lake Baikal. A high (at least 1.8) Vp/Vs ratio is observed in the middle and lower crust. It exceeds 2.0 at some stations. In our opinion, the highest Vp/Vs ratios are due to fluid-filled porosity with a high pore pressure. The seismic lithosphere – asthenosphere boundary (LAB) is manifested by a shear velocity drop from 4.5 km/s to 4.0–4.2 km/s. Beneath the Baikal basin, the LAB is located at a depth not more than 50 km, and the S velocity drop is maximal (10 %). A similar structure is found outside the basin, underneath a segment of the East Sayan uplift. At other locations in the BRZ, a typical depth of the LAB varies from 80 to 90 km. Having considered changes in the depth of the 410 km seismic discontinuity, we cannot find any evidence of an elevated temperature of a hypothetical thermal plume beneath the BRZ