1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика Земли
  4. № 5, 2023

Физика Земли, 2023, № 5, стр. 114-130

Глубинные аномалиии электропроводности в районе Чаунской губы по данным магнитовариационного зондирования

С. С. Старжинский 1, *, Д. А. Сормаков 2, **

1 Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН
г. Владивосток, Россия

2 Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
г. , Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: ss_stars@poi.dvo.ru
** E-mail: dimsoa@aari.ru

Поступила в редакцию 17.10.2022
После доработки 23.01.2023
Принята к публикации 24.01.2023

Аннотация

В статье рассматриваются результаты магнитовариационных зондирований в двух пунктах в восточной Арктике в районе Чаунской губы, на метеостанциях “Певек” и “Валькаркай”, посредством выполнения 3D-инверсии типперов по программе ModEM. В результате инверсии была получена геоэлектрическая модель района в подповерхностной области размером 300 × 300 × 200 км. Модули типперов в обеих пунктах принимают значения в диапазоне 0.2–0.85, достигая максимальных значений на периоде 1000 с. На метеостанции “Певек” реальная индукционная стрелка в конвенции Паркинсона ориентирована в западном направлении во всем диапазоне периодов. Во втором пункте ее азимут изменяется от 30° на СВ до –30° на СЗ с увеличением периода вариаций. Во всем диапазоне глубин проводящие неоднородности располагаются западнее и севернее Чаунской складчатой зоны. В области глубин 8–12 км они узкой полосой протягиваются под западной и северной прибрежными участками зоны. При увеличении глубины отмечается их разбиение на блоки, достигающие максимальных размеров в горизонтальной плоскости в диапазоне глубин 20–30 км. Среди них наиболее заметен проводящий блок под южной частью Чаунской губы. Корни этих блоков различимы на глубинах до 100 км. Чаунская складчатая зона представляется высокоомным блоком вплоть до глубин 150 км и с удельным электрическим сопротивлением более 1000 Ом м. При сравнении полученной геоэлектрической модели с ранее выполненными здесь геофизическими исследованиями отмечается корреляция между расположением проводящих образований и положением слабоположительных аномалий в гравитационном поле в редукциях Буге и изостатической в районе прибрежных акваторий.

Ключевые слова: магнитовариационное зондирование, типпер, 3D-инверсия, ModEM, Чаунская губа, геоэлектрический разрез.

Список литературы

  1. Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И., Голубцова И.С., Мерщикова Н.А., Пушкарев П.Ю. Магнитовариационные зондирования: новые возможности // Физика Земли. 2003. № 9. С. 3–30.

  2. Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. М.: Научный мир. 2009. 680 с.

  3. Ватрушкина Е.В., Тучкова М.И., Соколов С.Д. Позднеюрский-раннемеловой налсубдукционный вулканизм Чукотского террейна (Арктический регион, Россия) // Геотектоника. 2019. № 6. С. 78–91.

  4. Геологическая карта СССР. Масштаб 1 : 200 000. Лист R-XXI, XXII, XV, XVI. Серия Анюйско-Чаунская. Объяснительная записка. Магадан: ФГБУ “ВСЕГЕИ”. 1979. 107 с.

  5. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 2 000 000. Лист R-59-ХХХI, ХХХII. Серия Анюйско-Чаунская. Объяснительная записка. М.: Московский филиал ФГБУ “ВСЕГЕИ”. 2016. 102 с.

  6. Гравиметрическая карта России масштаба 1 : 5 000 000. Дальневосточный федеральный округ / Петров О.В., Морозов А.Ф., Липилин А.В., Литвинова Т.П. и др. (ред.). СПб.: ВСЕГЕИ. 2004. https://www.vsegei.ru/ru/info/gisatlas/dvfo/okrug/gravika.jpg

  7. Глебовский В.Ю., Черных А.А., Каминский В.Д., Васильев В.В., Корнева М.С., Суханова А.В., Редько А.Г., Яковенко И.В. Основные итоги и планы дальнейших магнитометрических и гравиметрических исследований в Северном Ледовитом океане. 70 лет в Арктике, Антарктике и Мировом океане. Сборник научных трудов / В.Д. Каминский, Г.П. Аветисов, В.Л. Иванов (ред.). СПб.: ВНИИОкеангеология. 2018. 554 с

  8. Ефремов С.В. Геохимия и генезис ультракалиевых и каливыех магматитов восточного побережья Чаунской губы (Чукотка), их роль в металлогенической специализации оловоносных гранитоидов // Тихоокеанская геология. 2009. Т. 28. № 1. С. 84-95.

  9. Заварзина Г.А., Мурзин Р.Р., Захарова О.А., Степанова В.C. Результаты комплексного анализа аэрогравимагнитных и сейсморазведочных данных восточной части Восточно-Сибирского моря // Геофизика. 2017. № 4. С. 69–75.

  10. Карта рельефа подошвы литосферы России / В.В. Соловьев (ред.). Масштаб: 1 : 10 000 000. Серия: обзорные карты Российской Федерации масштаба 1 : 10 000 000. ФГБУ “ВСЕГЕИ”. 1995. URL: http://www.geokniga.org/maps/1229

  11. Лаверов Н.П., Лобковский Л.И., Кононов М.В., Добрецов Н.Л., Верниковский В.А., Соколов С.Д., Шипилов Э.В. Геодинамическая модель развития арктического бассейна и примыкающих территорий для мезозоя и кайнозоя и внешняя граница континентального шельфа России // Геотектоника. 2013. № 1. С. 3–35.

  12. Рекант П.В., Петров О.В., Прищепенко Д.В. Формирование складчато-надвиговой структуры южной части шельфа Восточно-Сибирского моря по результатам структурного анализа сейсмических материалов // Региональная геология и металлогения. 2020. № 82. С. 35–59.

  13. Середкина А.И., Филиппов С.В. Глубины залегания магнитных источников в Арктике и их связь с параметрами литосферы // Геология и геофизика. 2021. № 7. С. 902–916.  https://doi.org/10.15372/GiG2020162

  14. Соловьев В.М., Селезнев В.С., Сальников А.С., Шибаев С.В., Тимофеев В.Ю., Лисейкин А.В., Шенмайер А.Е. Особенности сейсмического строения области сочленения евразийской и охотоморской плит на востоке (в створе опорного профиля 3ДВ) // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 11. С. 2044–2058.

  15. Старжинский С.С., Никифоров В.М., Йошикава А. Опыт магнитовариационного зондирования в Арктике в Лаптевоморском регионе // Физика Земли. 2020. № 2. С. 89–102. https://doi.org/10.31857/S0002333720020106

  16. Старжинский С.С. Йошикава А., Хомутов С.Ю. Особенности геоэлектрического разреза прибрежной области Чукотского моря вблизи обсерватории “мыс Шмидта” // Геология и геофизика. 2022. Т. 63. № 12. С. 1754–1770.  https://doi.org/10.15372/GiG2021139

  17. Яковлев А.В., Бушенкова Н.А., Кулаков И.Ю., Добрецов Н.Л. Структура верхней мантии арктического региона по данным региональной сейсмотомографии // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 10. С. 1261–1272.

  18. Antashchuk K., Atakov A., Mazurkevich K., Petrov O. Tectonic structure and metallogeny of the Western Chukotka: insights from comprehensive geophysical dataset interpretation. EGU General Assembly 2020. Online, 4–8 May 2020. EGU2020-11192. https://doi.org/10.5194/egusphere-egu2020-11192

  19. Campanya J., Ogaya X., Jones A.G., Rath V., Vozar J., Meqbel N. The advantages of complementing MT profiles in 3-D environments with geomagnetic transfer function and interstation horizontal magnetic transfer function data: results from a synthetic case study // Geophys. J. Int., 2016. V. 207. P. 1818–1836.

  20. Dyment J., Choi Y., Hamoudi M., Lesur V., Thebault E. Global equivalent magnetization of the oceanic lithosphere // Earth Planet. Sci. Lett. 2015. V. 430. P. 54–65. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.08.002

  21. Efremov S.V., Travin A.V Isotopic age and paleogeodynamic position of ultrapotassic magmatism of Central Chukotka // Geodynamics & Tectonophysics. 2021. V. 12. № 1. P. 76–83. https://doi.org/10.5800/GT-2021-12-1-0513

  22. Egbert G.D., Kelbert A. Computational recipes for electromagnetics inverse problems // Geophys. J. Int. 2012. V. 189. P. 251–267. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2011.05347.x

  23. Flechtner F., Reigber C.,· Rummel R., Balmino G. Satellite Gravimetry: A Review of Its Realization // Surveys in Geophysics. 2021. V. 42. № 5. P. 1029–1074.

  24. Förste C., Bruinsma S.L., Abrikosov O., Lemoine J.-M., Marty J.C., Flechtner F., Balmino G., Barthelmes F., Biancale R. EIGEN-6C4 The latest combined global gravity field model including GOCE data up to degree and order 2190 of GFZ Potsdam and GRGS Toulouse. 2014. GFZ Data Services: Potsdam. Germany. https://doi.org/10.5880/icgem.2015.1

  25. Gaina C., Medvedev S., Torsvik T.H., Koulakov I., Werner S.C., 4D Arctic: A Glimpse into the Structure and Evolution of the Arctic in the Light of New Geophysical Maps, Plate Tectonics and Tomographic Models // Surv. Geophys. 2014. V. 35. P. 1095–1122, https://doi.org/10.1007/s10712-013-9254-y

  26. Gaina C., Werner S.C., Saltus R., Maus S. and the CAMP-GM group. Circum-Arctic Mapping Project: New Magnetic and Gravity Anomaly Maps of the Arctic / A. M. Spencer, D. Gautier, A. Stoupakova, A. Embry, K. Sørensen (eds). Arctic Petroleum Geology. Geol. Soc. Memoir. 2011. V. 35. P. 39–48. https://doi.org/10.1144/M35.3

  27. Jorgensen M.R., Cuma M., Zhdanov M. S. 3D Joint Inversion of Magnetotelluric and Magnetovariational Data to Image Conductive Anomalies in Southern Alberta, Canada. Paper presented at the 2015 SEG Annual Meeting, New Orleans, Louisiana, October 2015. URL: http://www.cemi.utah.edu/seg15/3.pdf (дата обращения: 31.03.2022).

  28. Kelbert A., Meqbel N.M., Egbert G.D., Tandon K. ModEM: A modular system for inversion of electromagnetic geophysical data // Comp. Geosci. 2014. V. 66. P. 40–53. URL: https://doi.org/10.1016/j.cageo.2014.01.010

  29. Laundal K.M., Richmond A.D. Magnetic Coordinate Systems // Space Sci Rev. 2017. V. 206. № 1–4. P. 27–59. URL: https://doi.org/10.1007/s11214-016-0275-y

  30. Li C.-F., Lu Y., Wang J. A global reference model of Curie-point depths based on EMAG2 // Sci. Rep. 2017. V. 7(1). 45129. https://doi.org/10.1038/srep45129

  31. Lu Y., Li C.-F., Wang J., Wan X. Arctic geothermal structures inferred from Curie-point depths and their geodynamic implications // Tectonophysics. 2022. V. 822. Article 229158. URL: https://doi.org/10.1016/j.tecto/2021.229158

  32. Luchitskaya M.V., Tikhomirov P.L, Shats A.L. U-Pb ages and tectonic setting of mid-Cretaceous magmatism in Chukotka (NE Russia). ICAM VI: Proceedings of the International Conference on Arctic Margins VI. Fairbanks. Alaska. May 2011. SPb.: Press VSEGEI. 2014. 332 p. Chapter 6. P. 157–169. UDC: 005.745(100(98)). https://vsegei.ru/ru/public/icam/cam-all_VVS.pdf (дата обращения: 08.02.2022).

  33. Meyer В., Saltus R., Chulliat A. EMAG2v3: Earth Magnetic Anomaly Grid (2-arc-minute resolution). 2017. Version 3. NOAA National Centers for Environmental Information.https://doi.org/10.7289/V5H70CVX (дата обращения: 28.03.2022)

  34. Miller E.L., Verzhbitsky V.E. Structural studies near Pevek, Russia: implications for formation of the East Siberian Shelf and Makarov Basin of the Arctic Ocean // Stephan Mueller Spec. Publ. Ser. 2009. V. 4. P. 223–241. URL: https://doi.org/10.5194/smsps-4-223-2009

  35. Pace F., Martí A., Queralt P., Santilano A., Manzella A., Ledo J., Godio A. Three-Dimensional Magnetotelluric Characterization of the Travale Geothermal Field (Italy) // Remote Sens. 2022. V. 14. № 3. 542. https://doi.org/10.3390/rs14030542

  36. Petrov O., Morozov A., Shokalsky S., Kashubin S., Artemieva I.M., Sobolev N., Petrov E., Ernst R.E., Sergeev S., Smelror M. Crustal structure and tectonic model of the Arctic region // Earth-Science Reviews. 2016. V. 154. P. 29–71.

  37. Sandwell D., Garcia E., Soofi K., Wessel P., Chandler M., Smith W.H.F. Toward 1-mGal accuracy in global marine gravity from CryoSat-2, Envisat, and Jason-1, Special Section: Gravity and Potential Fields. The Leading Edge. 2013. P. 892–899. https://doi.org/10.1190/tle32080892.1

  38. Sidorov R.V., Kaban M.K., Soloviev A.A., Petrunin A.G., Gvishiani A.D., Oshchenko A.A., Popov A.B., Krasnoperov R.I. Sedimentary basins of the eastern Asia Arctic zone: new details on their structure revealed by decompensative gravity anomalies // Solid Earth. 2021. V. 12. P. 2773–2788. https://doi.org/10.5194/se-12-2773-2021

  39. Sinmyo R., Keppler H. Electrical conductivity of NaCl-bearing aqueous fluids to 600°C and 1 GPa // Contrib. Mineral. Petrol. 2017. V. 172. №4. https://doi.org/10.1007/s00410-016-1323-z

  40. Sims W.E., Bostick F.X. Discussion on “The magnetotelluric method in the exploration of sedimentary basins” by Keeva Vozoff (Geophysics, February 1972. P. 98–114) // Geophysics. 1976. V. 41. № 2. P. 325–328.

  41. Sokolov S.D., Ledneva G.V., Tuchkova M.I., Luchitskaya M.V., Ganelin A.V., Verzhbitsky V.E. Chukchi arctic continental margins: tectonic evolution, link to the opening of the Amerasia Basin. ICAM VI: Proceedings of the International Conference on Arctic Margins VI / David B. Stone, Garrik E. Grikurov, James G. Clough, Gordon N. Oakey, Dennis K. Thurston (eds.). Fairbanks. Alaska. 2014. P. 93–113.

  42. Tietze K., Ritter O., Egbert G.D. 3-D inversion of the magnetotelluric phase tensor and vertical magnetic transfer function // Geophys. J. Int. 2015. V. 203. № 2. P. 11281148.

  43. Tikhomirov P.L., Luchitskaya M.V., Kravchenko-Berezhnoy I.R. Comparison of Cretaceous granitoids of the Chaun tectonic zone to those of the Taigonos Peninsula, NE Asia: rock chemistry, composition of rock forming minerals, and conditions of formation // Stephan Mueller Spec. Publ. Ser. 2009. V. 4. P. 289–311. https://doi.org/10.5194/smsps-4-289-2009

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика Земли

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал