Teleseismic Tomography of the Upper Mantle beneath the Bohemian Massif

Abstract

Na území Českého masívu (ČM) se uskutečnilo několik pasivních seismických experimentů, např. MOSAIC, BOHEMA I-III, EgerRift nebo PASSEQ, na základě jejichž dat můžeme podrobněji studovat stavbu svrchního pláště. Předmětem této práce jsou nové tomografické modely svrchního pláště zaměřené na severo-východní a jižní části ČM, které byly získány z dat experimentů BOHEMA II a BOHEMA III (2004-2006). Přestože oblasti s nejvyšším rozlišením se v obou modelech liší, rychlostní odchylky v překrývajících se částech modelů jsou podobné. Ukazuje se, že ve svrchním plášti pod ČM převládají nízké rychlosti vůči radiálně symetrickému modelu Země. Malá vysokorychlostní heterogenita táhnoucí se v SV-JZ směru pod moldanubickou jednotkou může být odrazem ztluštění litosféry v důsledku variské kolize ČM a brunovistulické jednotky. V nejjižnější části tomografického modelu založeného na datech z experimentu BOHEMA III se vymezuje výrazná vysokorychlostní heterogenita, kterou lze interpretovat jako litosféru subdukovanou v oblasti východních Alp. Tomografické testy ukázaly, že vliv nekorigovaných rychlostních heterogenit v kůře se může projevit až do hloubek kolem 100 km a vést k chybné interpretaci rychlostních odchylek ve svrchním plášti. Pro korekci časů šíření teleseismických vln na vliv kůry jsme vytvořili trojrozměrný...

Passive seismic experiments, MOSAIC, BOHEMA I-III, EgerRift, or, PASSEQ, carried out in the region of the Bohemian Massif (BM), allowed a detailed study of velocity structure of the upper mantle. We present results of tomography studies of the upper mantle beneath the north-eastern and southern parts of the BM based on the data from the BOHEMA II and BOHEMA III experiments (2004-2006). Despite the fact that regions with the highest resolution of velocity perturbations differ in the models, tomography images are similar in overlapping parts. Models of the upper mantle show mostly low- velocity perturbations relatively to radially symmetric velocity model of the Earth beneath the BM. Limited high-velocity heterogeneity beneath the Moldanubian unit, extended in the NE-SW direction, reflects thickening of the lithosphere due to a collision of the BM with the Brunovistulian micro-plate during the Variscan orogeny. The tomography based on the data from the BOHEMA III experiment revealed significant high-velocity heterogeneity in the southern margin of the model with a subduction of the lithosphere beneath the Eastern Alps. Tomographic tests showed that effects of uncorrected velocity heterogeneities within the crust can appear as deep as 100 km and, therefore, they could lead to erroneous interpretation of...