Физика Земли, 2020, № 6, стр. 66-85

Электропроводность фундамента восточно-европейской платформы в юго-восточном Приладожье по данным магнитотеллурических зондирований

В. А. Куликов 1*, Е. Ю. Соколова 23**, А. П. Ионичева 1***, П. Ю. Пушкарев 1****, А. Г. Яковлев 1

1 МГУ им. М.В. Ломоносова
г. Москва, Россия

2 Институт физики Земли РАН им. О.Ю. Шмидта РАН
г. Москва, Россия

3 Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт (ВНИГНИ)
г. Москва, Россия

* E-mail: vic@nw-geophysics.ru
** E-mail: sokol_l@mail.ru
*** E-mail: yaroslavtseva.anna@gmail.com
**** E-mail: pavel_pushkarev@list.ru

Поступила в редакцию 07.06.2019
После доработки 25.01.2020
Принята к публикации 23.04.2020

Аннотация

В статье представлены результаты магнитотеллурических зондирований в юго-восточном Приладожье, проведенных в 2018–2019 гг. с целью изучения глубинного геоэлектрического строения фундамента Восточно-Европейской платформы в области сочленения Русской плиты и Фенноскандинавского щита. Обсуждены материалы помехоподавляющей обработки наблюдений вдоль 180-км профиля Тихвин–Винницы и инвариантного анализа получаемых магнитотеллурических и магнитовариационных передаточных операторов. С помощью двумерной инверсии по линии профиля построена геоэлектрическая модель земной коры до глубин 50 км, в которой ярко проявились структуры ЮВ сегмента Ладожской аномалии коровой электропроводности, приуроченной к протяженной Ладого-Ботнической тектонической зоне на границе AR и PR доменов щита. Выявлены принципиальные черты сходства новой 2D-модели Ладожской аномалии с аналогичной моделью, построенной ранее для профиля Выборг–Суоярви (северное побережье Ладожского озера): генеральное падение в юго-западном направлении проводящих структур коры и существенное увеличение их интегральной проводимости на глубинах 15–20 км в пределах южных участков профилей. Дана предварительная геологическая трактовка построенного разреза сопротивлений по линии Тихвин–Винницы.

Ключевые слова: юго-восток Фенноскандинавского щита, Приладожье, магнитотеллурические зондирования, геоэлектрическое строение, помехоподавляющая обработка наблюдений.

DOI: 10.31857/S0002333720050051

Список литературы

  1. Алексанова Е.Д., Куликов В.А., Пушкарев П.Ю., Яковлев А.Г. Использование полей электрифицированных железных дорог при проведении электромагнитных зондирований // Изв. ВУЗов. Геология и разведка. 2003. № 4. С. 60–64.

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

  3. Берзин Р.Г., Куликов В.А., Каплан С.А. Построение геоэлектрического разреза земной коры по данным МТЗ на участке Тихвин–Молоково профиля 1-ЕВ: Пятые геофизические чтения им. В.В. Федынского. М.: ГЕОН. 2002. 1 с.

  4. Варенцов Ив. М., Соколова Е.Ю., Мартанус Е.Р., Наливайко К.В. Методика построения передаточных операторов ЭМ поля для массива синхронных зондирований BEAR // Физика Земли. 2003. № 2. С. 30–50.

  5. Васин Н.Д. Геоэлектрическая характеристика разреза юго-западной Карелии // Записки Горного института. 1988. Т. 113. С. 57–63.

  6. Голубцова Н.С., Вагин С.А., Варданянц И.Л., Ковтун А.А., Куликов В.А., Ковачикова С., Лозовский И.Н., Пушкарев П.Ю., Смирнов М.Ю., Соколова Е.Ю., Таран Я.В., Успенский Н.И., Шустов Н.Л., Яковлев А.Г. Новые магнитотеллурические зондирования на профиле Выборг–Суоярви через Ладожскую аномалию электропроводности // Вопросы естествознания. 2016. № 2(10). С. 72–76.

  7. Епишкин Д.В. Развитие методов обработки данных синхронных магнитотеллурических зондирований. Дис. … канд. техн. наук. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова. 2018. 132 с.

  8. Жамалетдинов А.А., Кулик С.Н. Крупнейшие аномалии электропроводности мира // Геофиз. журнал. 2012. Т. 34. № 4. С. 22–39.

  9. Ковтун А.А. Строение коры и верхней мантии на северо-западе Восточно-Европейской платформы по данным магнитотеллурических зондировaний. Л.: изд-во: Ленинградского университета. 1989. 284 с.

  10. Ковтун А.А., Вагин С.А., Варданянц И.Л. и др. Строение коры и мантии по профилю Суоярви-Выборг по магнитотеллурическим данным // Вестник СПбГУ.1998. Сер. 4. Вып. 4. С. 25–34.

  11. Ковтун А.А., Варданянц И.Л., Успенский Н.И. Сопоставление сейсмической и геоэлектрической моделей Ладожско-Ботнической аномальной зоны // Вопросы геофизики. 2011. Вып. 44. С. 124–133.

  12. Куликов В.А., Соколова Е.Ю., Десятов Д.О. и др. Новые данные МТЗ-ГМТЗ по профилю Кириши–Подпорожье 2018 г. Сборник тезисов Международной геолого-геофизической конференции и выставки “ГеоЕвразия-2019. Современные технологии изучения и освоения недр Евразии”. М. 2019. С. 446–452.

  13. Лазарева Н.В. Некоторые особенности поведения естественного электромагнитного поля на южном склоне Балтийского щита // Вопросы разведочной геофизики. 1967. Вып. 6.

  14. Минц М.В., Соколова Е.Ю. Рабочая группа LADOGA. Объемная модель глубинного строения Свекофеннского аккреционного орогена по данным МОВ-ОГТ, МТЗ и плотностного моделирования // Труды Карельского НЦ РАН. 2018. Сер. Геология докембрия. № 2. С. 34–61.

  15. Минц М.В., Сулейманов А.К., Бабаянц П.С., Белоусова Е.А., Блох Ю.И., Богина М.М., Буш В.А. Докукина К.А., Заможняя Н.Г., Злобин В.Л., Каулина Т.В., Конилов А.Н., Михайлов В.О., Натапов Л.М., Пийп В.Б., Ступак В.М., Тихоцкий С.А., Трусов А.А., Филиппова И.Б., Шур Д.Ю. Глубинное строение, эволюция и полезные ископаемые раннедокембрийского фундамента Восточно-Европейской платформы. Интерпретация материалов по опорному профилю 1-ЕВ, профилям 4В и Татсейс. М.: ГЕОКАРТ, ГЕОС. 2010. Т. 1. 408 с. Т. 2. 400 с.

  16. Рокитянский И.И., Кулик С.Н., Рокитянская Д.А. Ладожская аномалия электропроводности // Геофизический журнал. 1981. № 3. С. 97–99.

  17. Рокитянский И.И., Соколова Е.Ю., Терешин А.В., Яковлев А.Г. и рабочая группа LADOGA Аномалии электропроводности в зонах сочленения архейских и протерозойских геоблоков Украинского и Балтийского щитов // Геофизический журнал. 2018. Т. 40. № 5. С. 209–244.

  18. Соколова Е.Ю., Голубцова Н.С., Ковтун А.А., Куликов В.А., Лозовский И.Н., Пушкарев П.Ю., Рокитянский И.И., Таран Я.В., Яковлев А.Г. Результаты синхронных магнитотеллурических и магнитовариационных зондирований в районе Ладожской аномалии электропроводности // Геофизика. 2016. № 1. С. 48–61.

  19. Соколова Е.Ю. и рабочая группа ЛАДОГА. Эксперимент синхронного МТ/МВ зондирования Ладожской аномалии электропроводности: новые свидетельства о структуре коры юго-востока Балтийского щита. Глубинное строение и геодинамика Приладожья. Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Институт геологии Карельского научного центра РАН. Петрозаводск. 2017. С. 205–214.

  20. Таран Я.В., Зайцев С.В., Соколова Е.Ю., Пушкарев П.Ю. Опыт инверсии данных новых МТ/МВ зондирований по профилю Выборг-Суоярви через Ладожскую аномалию электропроводности. Глубинное строение и геодинамика Приладожья. Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Институт геологии Карельского научного центра РАН. Петрозаводск. 2017. С. 224–230.

  21. Фельдман И.С., Эринчек Ю.М. Геоэлектрическая модель земной коры вдоль профиля I-EB (Балтийский щит – Прикаспийская синеклиза). Материалы Всероссийской школы-семинара по электромагнитным исследованиям Земли. М. 2009.

  22. Golubtsova N.S., Kovachikova S., Sokolova E.Yu. LADOGAWG. Study of the deep conductivity structure of the lake-Ladoga region: quasi 3D- and 3D-models. Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Институт геологии Карельского научного центра РАН. Петрозаводск. 2017. С. 287–291.

  23. Hjelt S.E. Deep electromagnetic studies of the Baltic shield // J. Geophysics. 1984. V. 55. № 3. P. 144–152.

  24. Kolesnikov V.E., Nilov M.Yu., Zhamaletdinov AA. Multi-electrod electrical profiling in the Northern Ladoga area. Practical and theoretical aspects of geological interpretation of gravitational, magnetic and electrical fields / D. Nurgaliev, N. Matveeva (eds.). Proceedings in Earth and Environmental Sciences, Springer Nature Switzerland. Proceedings of the 45-th Uspensky International Geophysical seminar. Kazan State University. 2018.

  25. Korja T., Engels M., Zhamaletdinov A.A., Kovtun A.A., Palshin N.A., Smirnov M.Yu.,Tokarev A.D., Asming V.E., Vanyan L.L., Vardaniants I.L. and the BEAR Working Group. Crustal conductivity in Fennoscandia – a compilation of a database on crustal conductance in the Fennoscandian Shield // Earth Planets Space. 2002. V. 54. P. 535–558.

  26. Naganjaneyulu K., Santos M. Geophysical signatures of fluids in a reactivated Precambrian collisional suture in central India // Geoscience Frontiers. 2011. V. 2(3). P. 289–301.

  27. Pajunpää K. Conductivity anomalies in the Baltic Shield in Finland // Geophys. J. R. astr. Soc. 1987. V. 91. P. 657–666.

  28. Rokityansky I.I., Sokolova E.Yu, Golubtsova N.S., Kovachikova S., LADOGA WG. Magnetovariational studies of Lake Ladoga crustal conductivity anomaly: from discovery in 70 th to understanding of its spatial behavior and deep structure on modern observations. 17th EAGE International Conference on Geoinformatics – Theoretical and Applied Aspects, Kyiv, Ukraine. 2018. 14–17. May. P. 1–6.

  29. Stepanov K., Antashchuk K., Saraev A. Clarification of Pasha Rift Structure in Pasha-Ladoga Basin Based on AMT and Gravity Data // Geophysica. 2016. V. 51. № 1–2. P. 51–67.

  30. Sokolova E.Yu., Varentsov Iv.M. EMTESZ WG, The RRMC technique fights highly coherent EM noise. Protokoll uber das 21 Kolloquium “EM Tiefenforschung”. 2005. P. 124–136.

  31. Varentsov Iv.M., Sokolova E.Yu. EMTESZ-Pomerania WG. The magnetic control approach for the reliable estimation of transfer functions in the EMTESZ-Pomerania project. Study of geological structures containing well-conductive complexes in Poland // Publ. Inst. Geoph.Pol. Acad. Sci. 2005. C-95 (386). P. 67–80.

  32. Varentsov Iv.M. Joint robust inversion of magnetotelluric and magnetovariational data. Electromagnetic sounding of the Earth’s interior. Methods in geochemistry and geophysics / Ed. Spichak V.V. Elsevier. 2007. V. 40. P. 189–222.

  33. Weckmann U. Making and Breaking of a Continent: Following the Scent of Geodynamic Imprints on the African Continent Using Electromagnetics // Surv Geophys. 2012. V. 33. P. 107–134.

  34. Yin Y., Unsworth M., Liddell M., Pana D., Craven J.A. Electrical resistivity structure of the Great Slave Lake shear zone, northwest Canada: implications for tectonic history // Geophys. J. Int. 2014. V. 199. P. 178–199.

  35. Zhamaletdinov AA., Rokityansky I.I., Sokolova E.Yu. Evolution of ideas on the nature and structure of Ladoga anomaly of electrical conductivity. Practical and theoretical aspects of geological interpretation of gravitational, magnetic and electrical fields / D. Nurgaliev and N. Matveeva (eds.). Proceedings in Earth and Environmental Sciences, Springer Nature Switzerland. Proceedings of the 45-th Uspensky International Geophysical seminar. Kazan State University. 2018.

Дополнительные материалы отсутствуют.