Simultaneous magnetotelluric and magnetovariation soundings in the western slope of the Voronezh massif

Authors

  • Iv. M. Varentsov Center for Geoelectromagnetic Studies of the Institute of Physics of the Earth, RAS, Russian Federation
  • S. Kovalchikova Geophysical Institute of the Czech Academy of Sciences, Czechia
  • V. A. Kulikov Lomonosov Moscow State University, Russian Federation
  • I.M. Logvinov Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine
  • V. I. Tregubenko Ukrainian State Geological Prospecting Institute, Ukraine
  • A. G. Yakovlev Lomonosov Moscow State University, Russian Federation

DOI:

https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i4.2012.116758

Abstract

This paper presents the international project KIROVOGRAD studying the geoelectrical structure of the western slope of the Voronezh Massive in Russia and Ukraine by means of the advanced simultaneous deep electromagnetic sounding array with natural field excitation and geological and geophysical analysis of the nature of the revealed crustal conducting anomalies. We discuss the history, goals, tasks and organizing structure of the project, methodical and technological innovations applied, the achieved results and perspective plans. Maps of the most important invariants of magnetotelluric and magnetovariational transfer functions are presented in the area from the Mos- cow Syncline to the Dnepr-Donetsk Trough and from Belorussian borders to the railway Moscow-Kharkov. Geoelectrical sections along the series of profiles and maps of sedimentary and crustal conductance obtained from 2D+ and quasi-3D data interpretations are shown. The complex junction of three quasi-linear crustal anomalies - Kirovograd, Kursk and Kirov-Bariatino is demonstrated.

References

Абрамова Д. Ю., Абрамова Л. М., Варенцов Ив. М., Куликов В. А., Лозинский И. Н., рабочая группа KIROVOGRAD. Корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне Воронежского массива // Геофиз. журн. - 2012. - 32, № 4. - С. 62-69.

Азаров Н. Я., Анциферов А. В., Шеремет Е. М., Глевасский Е. Б., Есипчук К. Е., Кулик С. Н., Бурахович Т. К., Пигулевский П. И., Николаев Ю. И., Николаев И. Ю., Сетая Л. Д., Захаров В. В., Курлов Н. К. Геолого-геофизическая модель Криворожско-Кременчугской шовной зоны Украинского щита. - Киев: Наук. думка, 2006. - 196 с.

Алексанова Е. Д., Баглаенко Н. В., Варенцов Ив. М., Куликов В. А., Логвинов И. М., Лозовский И. Н., Орлюк М. И., Пушкарев П. Ю., Соколова Е. Ю., Соколов Н. С., Тарасов В. Н., Шустов Н. Л., Яковлев А. Г., Яковлев Д. В., рабочая группа KIROVOGRAD. Сопоставление геофизических полей в зоне Кировоградской и Курской аномалий электропроводности // Современное состояние наук о Земле: Матер. Междунар. конф. памяти В. Е. Хаина). - Москва: Изд-во Моск. ун-та, 2011. - С. 33-37.

Алексанова Е. Д., Варенцов Ив. М., Верещагина М. И., Куликов В. А., Пушкарев П. Ю., Соколова Е. Ю., Шустов Н. Л., Хмелевской В. К., Яковлев А. Г. ЭМ зондирование осадочного чехла и консолидированной земной коры в зоне перехода от Московской синеклизы к Воронежской антеклизе: проблемы и перспективы // Физика Земли. - 2010. - № 8. - С. 62-71.

Баглаенко Н. В., Варенцов Ив. М., Гордиенко В. В., Жданов М. С., Кулик С. Н., Логвинов И. М. Геоэлектрическая модель Кировоградской аномалии по геомагнитным данным // Физика Земли. - 1996. - № 4. - С. 87-98.

Белявский В. В., Бурахович Т. К., Кулик С. Н., Сухой В. В. ЭМ методы при изучении Украинского щита и Днепрово-Донецкой впадины. - Киев: Знание, 2001. - 228 с.

Бердичевский М. Н., Соколова Е. Ю., Варенцов Ив. М., Рыбин А. К., Баглаенко Н. В., Баталев В. Ю., Голубцова Н. С., Матюков В. Е., Пушкарев П. Ю. Геоэлектрический разрез Центрального Тянь-Шаня: анализ МТ и МВ откликов вдоль геотраверса НАРЫН // Физика Земли. - 2010. - № 8. - С. 36-53.

Бердичевский М. Н, Дмитриев В. И. Модели и методы магнитотеллурики. - Москва: Науч. мир, 2009. - 680 с.

Бердичевский М. Н., Жданов М. С. Интерпретация аномалий переменного ЭМ поля Земли. - Москва: Недра, 1981. - 327 с.

Бурахович Т. К., Кулик С. Н. Квазитрехмерная геоэлектрическая модель Кировоградской аномалии электропроводности // Геофиз. журн. - 1999. - 21, № 2. - С. 120-125.

Варенцов Ив. М. Общий подход к решению обратных задач магнитотеллурики в кусочно-непрерывных средах // Физика Земли. - 2002. - № 11. - С. 11-33.

Варенцов Ив. М. Прагматическая 2D инверсия синхронных ансамблей МТ/МВ откликов: Матер. V Всерос. школы-семинара им. М. Н. Бердичевского и Л. Л. Ваньяна по ЭМ зондированиям Земли. Т. 2. - Санкт-Петербург: Изд-во СПбГУ, 2011. - С. 17-21.

Варенцов Ив. М. Разрешающая способность современных ЭМ геофизических методов с естественным возбуждением поля // Разведка и охрана недр. - 2006. - № 8. - С. 66-71.

Варенцов Ив. М., Алексанова Е. Д., Баглаенко Н. В., Куликов В. А., Логвинов И. М., Соколова Е. Ю., рабочая группа KIROVOGRAD. Массив синхронных МТ/МВ зондирований KIROVOGRAD: первые модели 2D инверсии: Матер. V Всерос. школы-семинара им. М. Н. Бердичевского и Л. Л. Ваньяна по ЭМ зондированиям Земли. Т. 1. - Санкт-Петербург: Изд-во СПбГУ, 2011а. - С. 188-194.

Варенцов Ив. М., Ковачикова С., Куликов В. А., Логвинов И. М., Пушкарев П. Ю., Соколова Е. Ю., Яковлев А. Г., рабочая группа KIROVOGRAD. Коровые аномалии электропроводности на западном склоне Воронежской антеклизы // Современное состояние наук о Земле: Матер. Междунар. конф. памяти В. Е. Хаина). - Москва: Изд-во Моск. ун-та, 2011б. - С. 290-295.

Варенцов Ив. М., Ковачикова С., Логвинов И. М., рабочая группа KIROVOGRAD. Массив синхронных МТ/МВ зондирований KIROVOGRAD: модели квази-3D инверсии: Матер. V Всерос. школы-семинара им. М. Н. Бердичевского и Л. Л. Ваньяна по ЭМ зондированиям Земли. Т. 1. - Санкт-Петербург: Изд-во СПбГУ, 2011в. - С. 195-200.

Варенцов Ив. М., Корья Т., Смирнов М. Ю., Соколова Е. Ю., Лахти И., Мартанус Е. Р., рабочая группа BEAR. Эксперимент BEAR - синхронное ЭМ зондирование Балтийского щита и его передаточные функции // Строение и динамика литосферы Восточной Европы. Результаты исследований по программе EUROPROBE. - Москва: Геокарт, 2006. - С. 79-94.

Варенцов Ив. М., Соколова Е Ю., Мартанус Е. Р., наливайко К. В., рабочая группа BEAR. Методика построения передаточных операторов ЭМ поля для массива синхронных зондирований BEAR // Физика Земли. - 2003. - № 2. - С. 30-61.

Геотраверс ГРАНИТ: Восточно-Европейская платформа - Урал - Западная Сибирь (строение земной коры по результатам комплексных геолого-геофизических исследований) / Ред. С. Н. Кашубин. - Екатеринбург: Изд. Баженовской геофиз. экспедиции, 2002. - 312 с.

Гордиенко В. В., Гордиенко И. В., Завгородняя О. В., Усенко О. В. Тепловое поле территории Украины. - Киев: Знание, 2002. - 170 с.

Гордиенко В. В., Гордиенко И. В., Завгородняя О. В., Ковачикова С., логвинов И. М., Тарасов В. н., Усенко О. В. Украинский щит (геофизика, глубинные процессы). - Киев: Корвін пресс, 2005. - 210 с.

Гордиенко В. В., Гордиенко И. В., Завгородняя О. В., Ковачикова С., Логвинов И. М., Пек Й., Тарасов В. Н., Усенко О. В. Днепровско-Донецкая впадина (геофизика, глубинные про цессы). - Киев: Корвін пресс, 2006. - 142 с.

Жданов М. С. Теория обратных задач и регуляризации в геофизике. - Москва: Науч. мир, 2007. - 712 с.

Карта структурного районирования докембрия ЮЗ части Восточно-Европейской платформы. - 1:1 000 000 // Комплект карт «Геология и металлогения юго-западной части Восточно-Европейской платформы»/ Ред. Л. С. Галецкий. - Москва: ВСЕГЕИ, 1992.

Корепанов В. Е., Трегубенко В. И. Особенности построения и тенденции развития современной аппаратуры для МТ и МВ зондирований // Геофиз. журн. - 2009. - 31, № 4. - С. 181-190.

Кулик С. Н. Северная ветвь Евразийских аномалий электропроводности // Геофиз. журн. - 2009. - 31, № 4. - C. 168-180.

Кулик С. Н., Бурахович Т. К. МВ и МТ параметры продольно-неоднородных структур // Физика Земли. - 2010. - № 9. - С. 27-34.

Логвинов И. М., Гордиенко В. В. Электропроводность консолидированной коры и графитизация // Физика Земли. - 2011. - № 2. - С. 43-52.

Логвинов И. М., Тарасов В. Н. Геоэлектрическая 2D модель Кировоградской аномалии электропроводности // Геофиз. журн. - 2005. - 27, № 5. - С. 754-769.

Національний атлас України / Гл. ред. Л. Г. Руденко. - Київ: Картографія, 2007. - 118 с.

Рокитянский И. И. Исследование аномалий электропроводности методом магнитовариационного про филирования. - Киев: Наук. думка, 1975. - 280 с.

Рокитянский И. И., Логвинов И. М., Лугинина Н. А. МВ профилирование на Украинском щите // Физика Земли. - 1969. - № 3. - С. 100-111.

Слоницкая С. Г., Трегубенко В. И. Результаты повысотной аэромагнитной сьемки и электроразведки МТЗ по геотраверсу «Гранит»: Отчет Аэрогеофизической и Правобережной геофизических партий за 1988-1993 гг. - Киев: ГНПП «Геоінформ України», 1993. - 233 с.

Хмелевской В. К., Яковлев А. Г., Модин И. Н., Пушкарев П. Ю., Казурова Н. Р. Комплексные ЭМ исследования в Калужской области при проведении учебно-производственных геофизических практик // Вестн. Моск. ун-та. Сер. Геология. - 1999. - № 5. - C. 64-68.

Baysarovich M. M., Tregubenko V. Iv., Nasad A. G. Geoelectric heterogeneities of Ukrainés litosphere // Геол. журн. - 1998. - № 1-2. - С. 23-35.

Bogdanova S., Gorbatschev R., Grad M., Janik T., Guterch A., Kozlovskaya E., Motuza G., Skridlaite G., Starostenko V., Taran L., EUROBRIDGE and POLONAISE WG. EUROBRDGE: new insight into the geodynamic evolution of the East European Craton // European lithosphere dynamics/ Eds. D. G. Gee, R. A. Stephenson. - London: Geological Society. Memoirs, 2006. - 32. - P. 599-625.

Caldwell T. G., Bibby H. M., Brown C. The MT phase tensor // Geophys. J. Int. - 2004. - 158. - P. 457- 469.

Cerv V., Kovacikova S., Pek J., Pecova J., Praus O. Modelling of conductivity structures generating anomalous induction at the eastern margin of the Bohemian Massif and the West Carpathians // Acta Geophys.ol. - 2002. - 50, № 4. - P. 527-545.

Dehkordi B. H., Brasse H., Ernst T., Oskooi B., Sokolova E. Yu., Varentsov Iv. M. The conductivity structure across the Trans-European Suture Zone from MT and MV data modeling // Phys. Earth Planet. Int. - 2010. - 183. - № 3-4. - P. 377-386. - DOI:10.1016/j.pepi.2010.08.005.

Ernst T., Brasse H., Cerv V., Hoffmann N., Jankowski J., Jozwiak W., Kreutzmann A., Neska A., Palshin N., Pedersen L. B., Smirnov M., Sokolova E., Varentsov Iv. M. EM images of the deep structure of the Trans-European Suture Zone beneath Polish Pomerania // Geophys. Res. Let. - 2008. - 35. - P. 15307. - DOI:10.1029/2008GL034610.

Kovacikova S., Cerv V., Praus O. Modelling of the conductance distribution at the eastern margin of the European Hercynides // Studia Geophys. Geod. - 2005. - 49. - P. 403-421.

Kovacikova S., Varentsov Iv. M., EMTESZ and KIROVOGRAD WG. Quasi-3D inversion of horizontal MV responses // EM soundings: theory and applications, Proc. Int. Workshop on EM sounding in memory of Professors Mark N. Berdichevsky and Peter Weidelt. - Moscow: IPE RAS, 2010. - P. 45-46.

Portniaguine O., Zhdanov M. S. Focussing geophysical inversion images // Geophysics. - 1999. - 64. - P. 874-887.

Rodi W., Mackie R. L. Nonlinear conjugate gradients algorithm for 2D MT inversion // Geophysics. - 2001. - 66. - P. 174-187.

Rokityansky I. I., Ingerov A. I., Tregubenko V. I. Forty years of MTS studies in Ukraine // Earth Planet. Space. - 1999. - 51. - P. 1127-1133.

Schmucker U. Anomalies of geomagnetic variations in the south-west United States. - Berkeley: Univ. of California Press, 1970.

Siripunvaraporn W., Egbert G. An efficient data-subspace inversion method for 2D MT data // Geophysics. - 2000. - 65. - P. 791-803.

Varentsov Iv. M. Arrays of simultaneous EM soundings: design, data processing and analysis // EM soun ding of the Earth’s interior (Methods in geochemistry and geophysics, 40). - New York: Elsevier, 2007a. - P. 263-277.

Varentsov Iv. M. Joint robust inversion of MT and MV data // EM sounding of the Earth’s interior. - New York: Elsevier, 2007b. - P. 189-222.

Varentsov Iv., Baglaenko N., Sokolova E. 2D inversion resolution in the EMTESZ-Pomerania project: data simulation approach // Protokoll uber das 22 Kolloquium «EM Tiefenforschung» (Eds. O. Ritter, H. Brasse). - Potsdam: Dtsch. Geophys. Ges., 2007. - Р. 143-150.

Varentsov Iv. M., EMTESZ-Pomerania WG. Method of horizontal MV sounding: techniques and application in the EMTESZ-Pomerania project // Protokoll uber das 21 Kolloquium «Elektromagnetische Tiefenforschung». - Potsdam: Dtsch. Geophys. Ges., 2005. - P. 111-123.

Varentsov Iv. M., Engels M., Korja T., Smirnov M. Yu., BEAR WG. The generalized geoelectric model of Fennoscandia: a challenging database for long period 3D modelling studies within the Baltic EМ Array Research (BEAR) // Физика Земли. - 2002. - № 10. - С. 64-105.

Varentsov Iv. M., Sokolova E. Yu., Martanus E. R., EMTESZ-Pomerania WG. Array view on EM transfer functions in the EMTESZ-Pomerania project // Study of geological structures containing well-conductive complexes in Poland // Publ. Inst. Geoph., Pol. Acad. Sci. - 2005. - 95 (386). - P. 107-121.

Wessel P., Smith W. H. F. The generic mapping tools. Technical reference and cookbook, ver. 4.2. - 2007. - http://gmt.soest.hawaii.edu.

Published

2012-08-01

How to Cite

Varentsov, I. M., Kovalchikova, S., Kulikov, V. A., Logvinov, I., Tregubenko, V. I., & Yakovlev, A. G. (2012). Simultaneous magnetotelluric and magnetovariation soundings in the western slope of the Voronezh massif. Geofizičeskij žurnal, 34(4), 90–107. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i4.2012.116758

Issue

Section

Articles