Аномалії електропровідності в зонах зчленування архейских і протерозойских геоблоці Українського і Балтійського щитів

Автор(и)

  • I. Rokityansky Інститут геофізики ім. С.І.Субботіна Національної академії наук України, Україна
  • E. Yu. Sokolova Інститут фізики Землі ім. О.Ю. Шмідта РАН, Російська Федерація
  • A. V. Tereshyn Інститут геофізики ім. С.І.Субботіна Національної академії наук України, Україна
  • A. G. Yakovlev Московський державний університет імені М. В. Ломоносова, Російська Федерація
  • Working group LADOGA

DOI:

https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i5.2018.147490

Ключові слова:

magnetovariational sounding, horizontal magnetic tensor, induction vectors, electrical conductivity anomalies, Precambrian Shields, Archean and Proterozoic geoblocks, transregional lineaments and geophysical anomalies

Анотація

Наведено результати вивчення Кіровоградської (КАЕ) та Ладозької (ЛАЕ) аномалій корової електропровідності, розташованих у межах Сарматського і Фенноскандинавсько- го доменів композитного Східноєвропейського кратону. Основна увага приділяється ділянкам аномалій, що маркують регіональні лінійні зони зчленування архейських (AR) і протерозойских (PR) геоблоків. Для Фенноскандії аналіз спирається на дані найновіших детальних магнітотелуричних (МТЗ) і магнітоваріаційних (МВП) зондувань з пріоритетним використанням аномальних полів горизонтальних компонент геомагнітних варіацій (тензора M). Зіставлення геоелектричних параметрів KAE і ЛАЕ розкриває основні риси їх схожості та відмінності. Обидві аномалії складаються з двох квазіпаралельних провідників “А” і “Б”, віддалених один від одного на відстань 50—100 км. Основні провідники “А” розташовані в мегаблоках PR віку. Вони були виявлені за аномальною поведінкою геомагнітних варіацій (метод МВП) і мають максимум частотної характеристики параметрів МВП (вектори індукції і тензор M) на періодах T0 » 1 +- 2 тис. с, що дає близькі оцінки сумарної поздовжньої провідності G » (1—3) • 108 См • м для обох аномалій KAE і ЛАЕ. Суб- паралельні провідники “Б” більш “високочастотні” (T0 » 100 +- 300 с) і менш провідні (G »
» (0,4—2) • 107 См • м). Провідник “Б” приурочений безпосередньо до межі AR-PR, яка маркується регіональними розломами: Яніс'ярвинським на Балтійському щиті і Криворізько-Кременчуцьким на Українському щиті. Недавні дослідження за проектом KIROVOGRAD виявили Барятинську аномалію електропровідності на східному схилі Воронезького масиву, яку можна розглядати як північне продовження КАЕ до 54,5° півн. ш. Південним продовженням ЛАЕ є Ільменська аномалія на 58° півн. ш., що тягнеться до 56° і, ймовірно, має гілку, яка з'єднує її з Барятинською аномалією. Ці дані свідчать про існування Транс'європейського субмеридіонального ланцюга аномалій електропровідності (ТЕЛАЕ) — від північного кінця Ботнічної затоки до Чорного моря. Наведено геофізичні матеріали, які узгоджуються з цим припущенням. Найбільший інтерес становить просторовий збіг деяких ділянок ТЕЛАЕ із зонами градієнта трансрегіональної аномалії постійного магнітного поля (АПМП), причому позитивні АПМП розташовані на схід від аномалій електропровідності, а негативні — на захід від них.

Посилання

Azarov, N. Ya., Antsyferov, A. V., Sheremet, E. M., Hlevasskyi, E. B., Esypchuk, K. E., Kulyk, S. N., ... Kurlov, N. K. (2006). Geological and geophysical model of the Krivoy Rog―Kremenchuk suture zone of the Ukrainian Shield. Kiev: Naukova Dumka (in Russian).

Akramovsky, I. I., Bogdanov, L. A., Bogdanov, Yu. B., Nahabtsev, S. A., & Petrov, B. V. (1998). Sche-me of the deep structure of the Earth’s crust. 1 : 2 500 000. Geological map of the Russian Federation scale 1 : 1 000 000. Map of Quaternary Formations. P-(35)-37. Petrozavodsk (in Russian).

Aleksanova, E. D., Baglaenko, N. V., Varentsov, Iv. M., Kulikov, V. A., Logvinov, I. M., Lozovsky, I. N., ... Yakovlev, D. V. (2011). Comparison of geophysical fields in the Kirovograd and Kursk conductivity anomalies zones: The current state of Earth sciences (Proceedings of the International conference dedicated to the memory of Viktor Khain, Moscow, February 1—4, 2011) (pp. 33—37). Moscow: Faculty of Geo-logy Moscow State University (in Russian).

Aleksanova, E. D., Varentsov, Iv. M., Kulikov, V. A., Logvinov, I. M., Lozovskiy, I. N., Pushkarev, P. Iu., ... Yakovlev, A. H. (2013). Deep electrical conductivity anomalies in the northern part of the Voronezh anteclise. Geofizika, (2), 32—37 (in Russian).

Berdichevskiy, M. N., & Dmitriev, V. I. (2009). Models and methods of magnetotellurics. Moscow: Nauchnyy Mir (in Russian).

Bystrevskaya, S. S., Gavrish, V. K. Nedoshovenko, A. I. et al. (1985). Cosmotektonic map of Ukraine and its predictive value. Geologicheskiy zhurnal, 45(6), 18—24 (in Russian).

Varentsov, Iv. M., Kovachikova, S., Kulikov, V. A., Logvinov, I. M., Tregubenko, V. I., & Yakovlev, A. G. (2012). Working group KIROVOGRAD. Synchronous magnetotelluric and magnetovariational soundings on the western slope of the Voronezh massif. Geofizicheskiy zhurnal, 34(4), 90—107 (in Russian).

Sharov, N. V. (Ed.). (2004). Deep structure and seismicity of the Karelo-Kola region and its surroundings. Petrozavodsk: Karelian Research Center of the Russian Academy of Sciences (in Russian).

Gordienko, V. V., Gordienko, Iv. V., Zavgorodnya, O. V., Kovachikova, S., Logvinov, I. M., Tarasov, V. N., & Usenko, O. V. (2005). Ukrainian Shield (geophysics, deep processes). Kiev: Publ. of the Institute of Geophysics, NAS of Ukraine (in Russian).

Grachev, A. F. (1987). Rift zones of the Earth. Moscow: Nedra (in Russian).

Dyakonova, A. G., Ingierov, A. I., & Rokityansky, I. I. (1986). Electromagnetic soundings on the East European Platform and the Urals. Kiev: Naukova Dumka (in Rusian).

Zhamaletdinov, A. A., & Kulik, S. N. (2012). First-rate anomalies of electro-conductivity on the Globe. Geofizicheskiy zhurnal, 34(4), 22—39. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i4. 2012.116747.

Zhamaletdinov, A. A., Kolesnikov, V. E., Skoro-hodov, A. A., Shevtsov, A. N., Nilov, M. Yu., Ryazantsev, P. A., ... Kiryakov, I. A. (2018). Results of the constant current electroprofi-ling in complex with AMTZ on the profile crossing the Ladoga anomaly. Trudy KarNTS RAN. Ser. Geologiya Dokembriya, (2), 91—110. doi: 10.17076/geo636. (in Russian).

Ingerov, A. I., Bugrimov, L. P., Pelyushenko, V. M., Boyko, A. Z., Rokityansky, I. I., Lysenko, E. S., ... Tomchakov, L. I. (1990). The regional studies MTS results along the Uzhgorod—Voroshilovgrad and Artashat—Akhaltsikhe geotravers with the aim of deep-seated structure study of the Earth’s crust. Report for 1987—1990 on the title 248/87. Dnipropetrovsk: Ukrgeology (in Russian).

Ingerov, A. I., Bugrimov, L. P., Rokytansky, I. I., & Romashkin, A. I. (1986). Report on MTS researches for geoelectric section study of the crust through of the Uchchyna Kiliya—Kryvyi Rih—Kharkov geotravetes in 1984—1985. Report for 1984—1985 under the title 248/84. Vol. 1. Dnipropetrovsk: Ministry of Geology of the USSR, Funds of the Central Electric Power Station (in Russian).

Kovtun, A. A., Vagin, S. A., Vardanyants, I. L. (1998). Structure of the crust and mantle along the Suoyarvi—Vyborg profile by magnetotelluric data. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Ser. 4. Fizika. Khimiya, (4), 25—34 (in Russian).

Kovtun, A. A., Vardanyants, I. L., Legenkova, N. P., Smirnov, M. Yu., & Uspensky, N. I. (2004). Features of the Karelian region structure according to geoelectric researches. In N. V. Sharov (Ed.), Deep structure and seismicity of the Karelian-Kola region and its surroundings (pp. 102—130). Petrozavodsk: Karelian Research Center of the Russian Academy of Sciences (in Russian).

Kovtun, A. A., Vardanyants, I. L., & Uspensky, N. I. (2011). Comparison of seismic and geoelectric models of the Ladoga-Bothnic anomalous zone. Voprosy geofiziki, (44), 124—133 (in Rus-sian).

Kulikov, V. S., Svetov, S. A., Slabunov, A. I., Kulikova, V. V., Pauline, A. K., Golubev, A. I., ... Gogol, M. A. (2016). Geological map of Southeast Fennoscandia (scale 1 : 750 000): a new approach to mapping. Trudy Karelskogo nauchnogo tsentra RAN, (2), 3—41. doi: 10. 17076/geo444 (in Russian).

Kulikov, V. A., Aleksanova, E. D., Varentzov, Iv. M., Zaitsev, S. A., Lozovsky, I. N., Lubnina, N. V., ... Ionicheva, A. P. (2018). Baryatin electric conductivity crustal anomaly by results of MT field studies. Geofizika, (1), 31—43 (in Russian).

Logvinov, I. M. (2012). Geoelectrical characteristics of the crust and mantle of the south-west part of the Eastern European Platform and the Carpathians. Doctor¢s thesis. Kyiv: IGF NASU (in Russian).

Logvinov, I. M., & Tarasov, V. N. (2005). Geoelectric 2D model of the Kirovograd electrical conductivity anomaly. Geofizicheskiy zhurnal, 27(5), 754—769 (in Russian).

Mints, M. V., Sokolova, E. Yu. & LADOGA Working group. (2018). Volumetric model of the de-ep structure of the Svekofennian accretionary orogen according to the data of the MOU—OGT, MTS and density modeling. Trudy KarNTS RAN. Ser. Geologiya Dokembriya, (2), 34—61. doi: 10.17076/geo656 (in Russian).

Orlyuk, M. I., & Pashkevich, I. K. (2012). Deep sources of regional magnetic anomalies and the connection with transverse faults. Geofizicheskiy zhurnal, 34(4), 224—234. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i4.2012. 116776 (in Russian).

Starostenko, V. I., & Gintov, O. B. (Eds). (2018). Essays on geodynamics of Ukraine. Kiev: Publ. of the Institute of Geophysics, NAS of Ukraine (in Russian).

Pigulevskiy, P. I. (2012). The structure and mineralogy of the Earth’s crust and upper mantle of the eastern part of the Ukrainian Shield by the complex geological and geophysical studies results. Doctor¢s thesis. Kyiv: Kyiv National University (in Russian).

Rokityansky, I. I. (1975). Investigation of the electrical conductivity anomalies by the magnetovariational profiling method. Kiev: Naukova Dumka (in Russian).

Rokityansky, I. I., Kulik, S. N., Logvinov, I. M., & Rokityanskaya, D. A. (1982). Geomagnetic variations anomalies in the northwest of the European part of the USSR. Izvestiya AN SSSR. Fizika Zemli, (11), 101—106 (in Russian).

Rokityansky, I. I., Kulik, S. N., & Rokityanskaya, D. A. (1981). Ladoga electrical conductivity anomaly. Geofizicheskiy zhurnal, 3(3), 97—99 (in Russian).

Rokityansky, I. I., Logvinov, I. M., & Luginina, N. A. (1969). Magnetovariation profiling on the Ukrainian Shield. Izvestiya AN SSSR. Fizika Zemli, (3), 100—111 (in Russian).

Rokityansky, I. I., Tereshyn, A. V., Tregubenko, V. I., Golubtsova, N. S., Ingerov, A. I., & Savchenko, T. S. (2012). Overview of the observations of the MVP—MTS in the southern part of the Kirovograd electrical conductivity anomaly and the first experience of film modeling of the structure of the Ukrainian Shield. Geofizicheskiy zhurnal, 34(3), 92—101. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i3.2012. 116644 (in Russian).

Sokolova, E. Yu., Golubtsova, N. S., Kovtun, A. A., Kulikov, V. A., Lozovsky, I. N., Pushkarev, ... Yakovlev, A. G. (2016). The results of synchronous magnetotelluric and magnetovariational sounding in the area of the Ladoga elect-rical conductivity anomaly. Geofizika, (1), 48—61 (in Russian).

Sokolova E.Yu. & LADOGA Working group. (2017). Experiment of synchronous MT/MV sounding of Ladoga electrical conductivity anomaly: new evidence of the crust structure on the southeast part Baltic Shield. Depth structure and geodynamics of the Ladoga area: Materials of the All-Russian conference with international participation (pp. 205—214). Petrozavodsk: Publ. Institute of Geology, Karelian Research Center, Russian Academy of Sciences (in Russian).

Taran, Y. V., Zaitsev, S. V., Sokolova, E. Yu., & Pushkarev, P. Yu. (2017). Investigation of the inversion of new MT/MV sounding data by Vyborg—Suoyarvy profile through the Ladoga electric conductivity anomaly. Depth structure and geodynamics of the Ladoga area: Materials of the All-Russian conference with international participation (pp. 224—230). Petrozavodsk: Publ. Institute of Geology, Ka-relian Research Center, Russian Academy of Sciences (in Russian).

Khain, V. E. (2001). Tectonics of the continents and oceans (2000). Moscow: Nauchny Mir (in Russian).

Sharov, N. V. (2017). Lithosphere of Northern Europe by seismic data. Petrozavodsk: Karelian Research Center of the Russian Academy of Sciences (in Russian).

Artemieva, I. M., & Shulgin, A. (2015). Is the Proterozoic Ladoga Rift (SE Baltic Shield) a rift? Precambrian Research, 259, 34—42. https: //doi.org/10.1016/j.precamres.2014.08.011.

Bogdanova, S. V., Pashkevich, I. K., Gorbachev, R., & Orlyuk, M. I. (1996). Riphean rifting and major Palaeoproterozoic crustal boundaries in the basement of the East European Craton: geology and geophysics. Tectonophys, 268(1-4), 1—21. https://doi.org/10.1016/S0040-1951 (96)00232-6.

Fujiwara, S., & Toh, H. (1996). Geomagnetic transfer functions in Japan obtained by first order geomagnetic Survey. Journal of geomagnetism and geoelectricity, 48(8), 1071—1101. https://doi.org/10.5636/jgg.48.1071.

Hjelt, S. E., Korja, T., Kozlovskaya, E., Lahti, I., Yliniemi, J. & BEAR and SVEKALAPKO Seismic Tomography Working Group. (2006). Electrical conductivity and seismic velocity structures of the lithosphere beneath the Fennoscandian Shield. Geol. Soc., London, Memoirs, 32, 541—559. https://doi.org/10.1144/GSL. MEM.2006.032.01.33.

Ingerov, A. I., Rokityansky, I. I., & Tregubenko, V. I. (1999). Forty years of MTS studies in the Ukraine. Earth, Planets and Space, 51(10), 1127—1133. https://doi.org/10.1186/BF03351586.

Kukkonen, I. T. (2011). Outokumpu Deep Drilling Project 2003—2019. Geological Survey of Finland, Espoo. Special Paper 51.

Korja, T., Engels, M., Zhamaletdinov, A. A., Kovtun, A. A., Palshin, N. A., Smirnov, M. Yu., ... the BEAR Working Group. (2002). Crustal conductivity in Fennoscandia — a compilation of a database on crustal conductance in the Fennoscandian Shield. Earth, Planets and Space, 54(5), 535—558. https://doi.org /10.1186/BF03353044.

Marchenko A., & Orliuk M. (2010). 3D magnetic model of the East European Craton and its effect at near-surface and satellite heights. Geofizicheskiy zhurnal, 32(4), 96—98.

Mints, M. V., Dokukina, K. A., Konilov, A. N., Philippova, I. B., Zlobin, V. L., Babayants, P. S., ... Zamozhniaya, N. G. (2015). East European Craton: Early Precambrian history and 3D models of deep crustal structure (Vol. 510). Geological Society of America Special Paper. http://dx.doi.org/10.1130/2015.2510.

Mints, M. V., Bush, W. A., & Ageev, S. N. (2014). Bryansk—Kursk—Voronezh intra-continental collisional orogen (East European craton). Geodynamics and Tectonophysics, 5(3), 717—742. doi: 10.5800/GT-2014-5-3-0151.

Pajunpää, K. (1987). Conductivity anomalies in the Baltic Shield in Finland. Geophysical Journal International, 91(3), 657—666. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1987.tb01663.x.

Pajunpää, K., Heikka, J., & Korja, T. (1983). Magnetometer array studies in Finland. Journal of Geomagnetism and Geoelectricity, 35(11-12), 543—553. https://doi.org/10.5636/jgg.35. 543.

Schmucker, U. (1970). Anomalies of geomagnetic variations in the southwestern United States. Bull. Scripps. Inst. Oceanogr, 13, 165.

Vaittinen, K., Korja, T., Kaikkonen, P., Lahti, I., & Smirnov, M. Yu. (2012). High-resolution magnetotelluric studies of the Archaean-Proterozoic border zone in the Fennoscandian Shield, Finland. Geophysical Journal International, 188(3), 908—924. https://doi.org/10. 1111/j.1365-246X.2011.05300.x.

Varentsov, Iv. M. (2007). Arrays of simultaneous EM soundings: design, data processing and analysis. In V. V. Spichak (Ed.), EM sounding of the Earth’s interior. Methods in geochemistry and geophysics (Vol. 40, pp. 259—273). Amsterdam: Elsevier.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-11-26

Як цитувати

Rokityansky, I., Sokolova, E. Y., Tereshyn, A. V., Yakovlev, A. G., & LADOGA, W. group. (2018). Аномалії електропровідності в зонах зчленування архейских і протерозойских геоблоці Українського і Балтійського щитів. Геофізичний журнал, 40(5), 208–244. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i5.2018.147490

Номер

Том 40 № 5 (2018)

Розділ

Статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Геофізичний журнал

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .

 2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.

 3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).