Корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне Воронежского массива

Синхронні магнитотелуричні та магнитоваріаційні зондування, які виконано на західному схилі Воронежського кристалічного масиву в межах міжнародного проекту KIROVOGRAD, виявили три яскраві квазілінійні аномалії електропровідності в нижній частині земної кори, які складно зчленовуються південніше м. Б...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2012
Hauptverfasser:	Абрамова, Д.Ю., Абрамова, Л.М., Варенцов, И.М., Куликов, В.А., Лозовский, И.Н.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України 2012
Schriftenreihe:	Геофизический журнал
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97832
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне Воронежского массива / Д.Ю. Абрамова, Л.М. Абрамова, И.М. Варенцов, В.А. Куликов, И.Н. Лозовский // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 4. — С. 62-69. — Бібліогр.: 29 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-97832
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-978322016-04-05T03:02:13Z Корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне Воронежского массива Абрамова, Д.Ю. Абрамова, Л.М. Варенцов, И.М. Куликов, В.А. Лозовский, И.Н. Синхронні магнитотелуричні та магнитоваріаційні зондування, які виконано на західному схилі Воронежського кристалічного масиву в межах міжнародного проекту KIROVOGRAD, виявили три яскраві квазілінійні аномалії електропровідності в нижній частині земної кори, які складно зчленовуються південніше м. Брянськ. Для вияснення природи цих аномалій розглянуто кореляцію електромагнітних (насамперед горизонтальних магнітовариаційних) відкликів і відповідних їм геоелектричних моделей з аномаліями постійного магнітного поля за результатами наземних, супутникових спостережень та аероспостережень. Обговорено можливості виділення відносно низькочастотних літосферних магнітних аномалій, зумовлених нижньокоровими джерелами. Simultaneous magnetotelluric and magnetovariation soundings carried out recently at the western slope of the Voronezh Massif in the network of the international project KIROVOGRAD outlined bright quasi-linear conductivity anomalies in the lower crust, having a complex junction southwards from Briansk. The nature of these anomalies is clarified in the correlation study of electromagnetic (primarily, horizontal magnetovariation) responses and related geoelectrical models with anomalies of the permanent magnetic field resulted from the ground and satellite observations. The approaches for distinction of relatively low frequency lithosphere magnetic anomalies produced by low-crustal sources are further discussed. Синхронные магнитотеллурические и магнитовариационные зондирования, выполненные в последние годы на западном склоне Воронежского массива в рамках международного проекта KIROVOGRAD, выявили три яркие квазилинейные аномалии электропроводности в нижней части земной коры, сложно сочленяющиеся южнее Брянска. Для прояснения природы этих аномалий в настоящей работе на исследуемой территории рассматривается корреляция электромагнитных (прежде всего, горизонтальных магнитовариационных) откликов и соответствующих им геоэлектрических моделей с аномалиями постоянного магнитного поля по результатам наземных, аэро и спутниковых наблюдений. Обсуждаются возможности выделения относительно низкочастотных литосферных магнитных аномалий, обусловленных нижнекоровыми источниками. 2012 Article Корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне Воронежского массива / Д.Ю. Абрамова, Л.М. Абрамова, И.М. Варенцов, В.А. Куликов, И.Н. Лозовский // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 4. — С. 62-69. — Бібліогр.: 29 назв. — рос. 0203-3100 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97832 550.37+550.38 ru Геофизический журнал Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Синхронні магнитотелуричні та магнитоваріаційні зондування, які виконано на західному схилі Воронежського кристалічного масиву в межах міжнародного проекту KIROVOGRAD, виявили три яскраві квазілінійні аномалії електропровідності в нижній частині земної кори, які складно зчленовуються південніше м. Брянськ. Для вияснення природи цих аномалій розглянуто кореляцію електромагнітних (насамперед горизонтальних магнітовариаційних) відкликів і відповідних їм геоелектричних моделей з аномаліями постійного магнітного поля за результатами наземних, супутникових спостережень та аероспостережень. Обговорено можливості виділення відносно низькочастотних літосферних магнітних аномалій, зумовлених нижньокоровими джерелами.
format	Article
author	Абрамова, Д.Ю. Абрамова, Л.М. Варенцов, И.М. Куликов, В.А. Лозовский, И.Н.
spellingShingle	Абрамова, Д.Ю. Абрамова, Л.М. Варенцов, И.М. Куликов, В.А. Лозовский, И.Н. Корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне Воронежского массива Геофизический журнал
author_facet	Абрамова, Д.Ю. Абрамова, Л.М. Варенцов, И.М. Куликов, В.А. Лозовский, И.Н.
author_sort	Абрамова, Д.Ю.
title	Корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне Воронежского массива
title_short	Корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне Воронежского массива
title_full	Корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне Воронежского массива
title_fullStr	Корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне Воронежского массива
title_full_unstemmed	Корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне Воронежского массива
title_sort	корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне воронежского массива
publisher	Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
publishDate	2012
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97832
citation_txt	Корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне Воронежского массива / Д.Ю. Абрамова, Л.М. Абрамова, И.М. Варенцов, В.А. Куликов, И.Н. Лозовский // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 4. — С. 62-69. — Бібліогр.: 29 назв. — рос.
series	Геофизический журнал
work_keys_str_mv	AT abramovadû korrelâciâanomalijpostoânnogomagnitnogopolâikorovyhgeoélektričeskihstrukturnazapadnomsklonevoronežskogomassiva AT abramovalm korrelâciâanomalijpostoânnogomagnitnogopolâikorovyhgeoélektričeskihstrukturnazapadnomsklonevoronežskogomassiva AT varencovim korrelâciâanomalijpostoânnogomagnitnogopolâikorovyhgeoélektričeskihstrukturnazapadnomsklonevoronežskogomassiva AT kulikovva korrelâciâanomalijpostoânnogomagnitnogopolâikorovyhgeoélektričeskihstrukturnazapadnomsklonevoronežskogomassiva AT lozovskijin korrelâciâanomalijpostoânnogomagnitnogopolâikorovyhgeoélektričeskihstrukturnazapadnomsklonevoronežskogomassiva
first_indexed	2025-07-07T05:37:07Z
last_indexed	2025-07-07T05:37:07Z
_version_	1836965301379399680
fulltext	Д. Ю. АБРАМОВА, Л. М. АБРАМОВА, ИВ. М. ВАРЕНЦОВ, В. А. КУЛИКОВ, И. Н. ЛОЗОВСКИЙ И ДР. 62 Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 Введение. Синхронные электромагнитные (ЭМ) зондирования международного проекта KIROVOGRAD обеспечили новый уровень де- тальности и точности определения магнито- теллурических (МТ) и магнитовариационных (МВ) передаточных операторов при высоком уровне индустриальных ЭМ шумов. Последу- ющее применение современных методов их совместной интерпретации позволило полу- чить обоснованные 2D и 3D геоэлектрические модели в пределах обширной территории исследований на западном склоне Воронеж- ского массива (ВМ) от южного борта Москов- ской синеклизы до Днепровско-Донецкой впадины (ДДВ) [Варенцов и др., 2012]. Эти ис- следования позволили установить северное продолжение известной Кировоградской ко- ровой аномалии электропроводности (КрвА) УДК 550.37+550.38 Корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне Воронежского массива © Д. Ю. Абрамова1, Л. М. Абрамова2, Ив. М. Варенцов2, В. А. Куликов3, И. Н. Лозовский2,3, Рабочая группа KIROVOGRAD, 2012 1Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН, Москва, Россия 2Центр геоэлектромагнитных исследований, Институт физики Земли РАН, Москва, Россия 3Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия Поступила 8 мая 2012 г. Представлено членом редколлегии В. В. Гордиенко Синхронні магнитотелуричні та магнитоваріаційні зондування, які виконано на західному схилі Воронежського кристалічного масиву в межах міжнародного проекту KIROVOGRAD, виявили три яскраві квазілінійні аномалії електропровідності в нижній частині земної кори, які складно зчленовуються південніше м. Брянськ. Для вияснення природи цих аномалій розглянуто кореляцію електромагнітних (насамперед горизонтальних магнітовариаційних) відкликів і відповідних їм геоелектричних моделей з аномаліями постійного магнітного поля за результатами наземних, супутникових спостережень та аероспостережень. Обговорено можливості виділення відносно низькочастотних літосферних магнітних аномалій, зумовлених нижньокоровими джерелами. Simultaneous magnetotelluric and magnetovariation soundings carried out recently at the western slope of the Voronezh Massif in the network of the international project KIROVOGRAD outlined bright quasi-linear conductivity anomalies in the lower crust, having a complex junction southwards from Briansk. The nature of these anomalies is clarified in the correlation study of electromagnetic (primarily, horizontal magnetovariation) responses and related geoelectrical models with anomalies of the permanent magnetic field resulted from the ground and satellite observations. The approaches for distinction of relatively low frequency lithosphere magnetic anomalies produced by low-crustal sources are further discussed. с Украинского щита (УЩ) под ДДВ до широты г. Брянска, выявить Курскую коровую анома- лию электропроводности (КурА), простираю- щуюся вдоль оси Курской магнитной анома- лии (КМА) на северо-запад и примыкающую к КрвА несколько южнее г. Брянска, а также проследить дальнейшее, менее контрастное северное продолжение КурА до г. Кирова и с. Барятино, получившее название Кирово- Барятинской коровой аномалии (КбрА). Наиболее наглядно выявленные коровые аномалии электропроводности проявляются в горизонтальных МВ откликах на картах их максимальной амплитуды [Varentsov, 2007]. Эти данные явно картируют зоны с домини- рующими квазилинейными субгоризонталь- ными токами, текущими по системе коровых аномалий электропроводности. На рис. 1, а КОРРЕЛЯЦИЯ АНОМАЛИЙ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ И КОРОВЫХ ... Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 63 Рис. 1. Карты аномалий переменного и постоянного маг- нитного поля на западном склоне ВМ и сопредельных территориях: а — максимальная амплитуда аномальной части горизонтального МВ оператора для периода 400 с (отн. ед., базовая точка — на западном окончании про- филя НАВЛЯ (~53,0° с.ш.)); б — наземное магнитное поле dTa (нТл) по цифровой версии [Карта …, 1975]; в — маг- нитное поле Za по спутниковым наблюдениям CHAMP (нТл); черные кружки — точки синхронных МТ/МВ зондирований проекта KIROVOGRAD [Варенцов и др., 2012]; сплошные черные линии — важнейшие тектони- ческие границы [Національний …, 2007]: USH — Укра- инский щит, KRB и PRDB — его палеопротерозойский Кировоградский и архейский Приднепровский мегабло- ки, DDT — Днепровско-Донецкая впадина, VM-200m — изолиния 200 м мощности осадков на ВМ; пунктирные черные линии — важнейшие разломы [Карта …, 1992]: INF — Западно-Ингулецко-Белопольско-Навлинский, KKF — Криворожско-Крупецкой, VSHF — Волчанско- Шаблыкинский, NVF — Новооскольско-Воронцовский. представлена карта максимальной амплитуды аномальной части горизонтального МВ опе- ратора для периода 400 с, рассчитанного отно- сительно базовой точки, выбранной на запад- ном окончании профиля НАВЛЯ (~53,0° с.ш.) вдали от коровых аномалий. На рис. 1, б показаны аномалии постоянно- го магнитного поля dTa в традиционном пред- ставлении по результатам наземных и аэро- магнитных съемок. При построении данной карты для подчеркивания региональных эф- фектов выполнено медианное сглаживание данных по блокам размером 10 км. Характер магнитного поля определяется в первую оче- редь областями интенсивных положительных аномалий, связанных с железистыми кварци- тами (средние значения магнитной воспри- имчивости æ=1,5÷2 ед. СИ). Уровень аномаль- Д. Ю. АБРАМОВА, Л. М. АБРАМОВА, ИВ. М. ВАРЕНЦОВ, В. А. КУЛИКОВ, И. Н. ЛОЗОВСКИЙ И ДР. 64 Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 Рис. 2. Графики потенциальных полей для профиля ЖИЗДРА (а): 1 — гравитационная аномалия Буге dG, мГал, 2—4 — магнитные аномалии dT, нТл (2 — по [Карта …, 1975]; 3 — с ее цифровой версии, показанной на рис. 1, 4 — по де- тальной магнитной съемке, выполненной в рамках проекта KIROVOGRAD); б — геоэлектрический разрез, Ом·м (lg- шкала, в верхней части модели другой вертикальный масштаб) вдоль профиля ЖИЗДРА (см. рис. 1) по результатам 2D+инверсии 8-компонентного ансамбля МТ/МВ данных [Варенцов и др., 2012]. ного поля в этих зонах превышает 2000 нТл. В юго-восточной части области исследования наблюдаются узкие линейные зоны КМА северо-западного простирания. По мере дви- жения на север к границе Московской сине- клизы вместо полосовых магнитных аномалий возникают более сложные высокоинтенсив- ные положительные аномалии разного разме- ра и конфигурации, составляющие Барятин- скую магнитную аномалию (БМА). Сущест- вует предположение [Бродовой, Новиков, 2000; Бродовой и др., 2001], что при развитии структур КМА на север они натолкнулись на жесткое основание Московской синеклизы, образуя разрывы и оторванные промежуточ- ные блоки БМА. К северо-востоку от КМА в магнитном поле фиксируется сопряженная отрицательная аномалия. Другими наиболее распространенными магнитоактивными об- разованиями в фундаменте являются кристал- лические сланцы и гнейсы с магнитной вос- приимчивостью порядка (20—100)×10 5 ед. СИ. Магматизм в данной области представлен пре- имущественно габброидами (æ≈700 10 5 ед. СИ), порождающими умеренные положи- тельные аномалии (500—2000 нТл). На двух представленных картах отчетливо прослеживается отмеченная в нашей пред- шествующей работе [Алексанова и др., 2011] явная корреляция магнитовариационной ано- малии КурА и положительной линейной струк - туры КМА, а далее на север — аномалии КбрА и Барятинской магнитной аномалии. При этом вдоль северного окончания КрвА уровень маг- нитных аномалий заметно ниже и столь явная корреляция отсутствует. В разрезах по результатам совместной 2D инверсии МТ и МВ данных исследованные аномалии электропроводности имеют вид субгоризонтальных структур шириной поряд- КОРРЕЛЯЦИЯ АНОМАЛИЙ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ И КОРОВЫХ ... Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 65 ка 100 км с верхней кромкой ниже 15—20 км и продольной проводимостью 1000—5000 См. На рис. 2, б показан геоэлектрический раз- рез вдоль профиля ЖИЗДРА (~53,7° с.ш.). На этом профиле решение обратной задачи по- лучено с максимальной точностью и устойчи- востью [Варенцов и др., 2012]. В приведенной модели на глубине 20—30 км удельное элек- трическое сопротивление падает до уровня 5—10 Ом·м. Ширина субгоризонтальной про- водящей зоны на этих глубинах превышает 100 км. Выше, на верхнекоровых глубинах 5—15 км, выделяются две менее контраст- ные проводящие зоны с сопротивлением пер- вых сотен омметров. Мощность проводящих осадков не превышает 500 м, а их суммарная продольная проводимость — десятков симен- сов. Вмещающая среда имеет сопротивление выше 3·103 Ом·м. На рис. 1, а приведены графики различных аномалий гравитационного и магнитного поля вдоль профиля ЖИЗДРА. Субгоризонтальная коровая аномалия на всем своем протяжении сопровождается положительной аномалией Буге, достигающей уровня 30 мГл над ее вос- точной, наиболее проводящей частью. Резуль- таты детальной магнитной съемки, выпол- ненной в ходе проекта KIROVOGRAD, пред- ставляют собой две серии высокочастотных аномалий интенсивностью до 1000—2000 нТл над наиболее интенсивными зонами в запад- ной и восточной частях проводящей структу- ры. Более гладкие региональные магнитные аномалии также достигают максимума в этих зонах, но на уровнях менее 500 нТл. Зоны максимумов магнитных аномалий хорошо со- впадают с положением рассмотренных выше малоконтрастных верхнекоровых аномалий электропроводности на глубине 5—15 км, Можно предположить, что эти зоны содержат метаосадки, обогащенные электронно-про- водящими и магнитными породами. На самом северном профиле КИРОВ (~54,0° с.ш.) геоэлектрическая структура весь- ма близка к структуре, показанной на про- филе ЖИЗДРА, а на более южных профилях наблюдается тенденция погружения субго- ризонтальных проводящих структур. Таким образом, наиболее яркие аномалии электро- проводности расположены глубже 20 км. В то же время наиболее интенсивные источни- ки КМА и БМА, связанные с массивами же- лезистых кварцитов, лежат в верхней части фундамента на глубинах первых километров [Геншафт и др., 1997; Бродовой и др., 2001]. Следовательно, выявленная корреляция ано- мальных МВ откликов и наземных магнитных аномалий отражает не наложение аномалие- образующих тел, а лишь генетическую связь процессов формирования верхнекоровых магнитоактивных тел и нижнекоровых ано- мально проводящих структур. Области интенсивных верхнекоровых маг- нитных аномалий должны характеризоваться аномальными свойствами магнитной про- ницаемости, обычно не учитываемыми при интерпретации аномалий переменного ЭМ поля, в том числе МТ и МВ откликов. Воз- можные при этом искажения результатов ин- терпретации обсуждаются в работах [Добро- хотова, Юдин, 1980; Алексанова и др., 2010]. Модельные расчеты МТ полей для 2D тел про- стой формы и повышенной магнитной прони- цаемости указывают на эффекты повышения кажущегося сопротивления. В этом случае интерпретация МТ данных без учета аномаль- ной магнитной проницаемости не порождает ложных проводящих структур, но может не- сколько уменьшить контраст электропровод- ности в пределах магнитоактивных и прово- дящих структур. Впрочем, более сложные распределения магнитной проницаемости и электропроводности заслуживают явного со- вместного моделирования. Для изучения магнитных свойств нижне- коровых проводящих зон необходимо снять влияние интенсивных пространственно- высокочастотных верхнекоровых источни- ков и выделить относительно низкочастот- ные литосферные аномалии. Для достижения этой цели возможно применение алгоритмов частотной фильтрации и аналитического про- должения вверх наземных данных. В настоя- щей же работе реализуется другой подход, и задача решается с привлечением спутнико- вых магнитных наблюдений миссии CHAMP. С запуском магнитометрических спут- ников появилась возможность по-новому взглянуть на крупномасштабные магнитные аномалии. Анализ пространственного рас- пределения магнитного поля на спутниковых высотах показал [Bogdanova et al., 1996; He- mant, Maus, 2005; Marchenko, Orliuk, 2010], что высокочастотные аномалии существенно уменьшаются, а низкочастотные региональ- ные аномалии с характерными размерами порядка сотен километров и интенсивностью порядка первых десятков нанотесла остают- ся. Пространственная структура низкоча- стотных аномалий магнитного поля отражает Д. Ю. АБРАМОВА, Л. М. АБРАМОВА, ИВ. М. ВАРЕНЦОВ, В. А. КУЛИКОВ, И. Н. ЛОЗОВСКИЙ И ДР. 66 Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 изменения локальных магнитных свойств и положения нижней кромки магнитоактивных структур, определяемой изотермой Кюри магнитных минералов. Крупномасштабные тектонические структуры — кратоны, щиты и зоны субдукции характеризуются положи- тельными аномалиями, вызванными повы- шенной магнитной восприимчивостью, а бас- сейны и абиссальные равнины — отрицатель- ными аномалиями, объясняемыми утонением коры и поднятием изотермы Кюри [Hemant, Maus, 2005]. Авторы настоящей работы накопили опыт выделения и анализа литосферных магнитных аномалий по спутниковым данным CHAMP в различных регионах [Абрамова и др., 2009; 2010; 2011]. Спутниковые литосферные аномалии по- стоянного магнитного поля CHAMP. Миссия спутника CHAMP, продолжающаяся с 2000 г., обеспечивает надежные измерения скаляр- ных и векторных параметров геомагнитного поля, равномерно покрывающие c высокими разрешением и точностью поверхность всего земного шара [Reigber et al., 2002]. От своей начальной высоты (~460 км) за 8 лет работы спутник снизился до 330 км, что позволяет анализировать поведение поля на разных вы- сотах. На спутнике были установлены: маг- нитометр OVM, регистрирующий модуль полного вектора геомагнитного поля ( ), и трехкомпонентный феррозондовый магнито- метр FGM, измеряющий три ортогональных векторных компоненты (X, Y, Z). Эксперимен- тальные данные имеют секундное временное разрешение, а пространственное разрешение составляет ~7 км. Обработка спутниковых данных CHAMP для целей настоящего исследования заклю- чается в выделении из измеренных значе- ний геомагнитного поля аномальной части, связанной с намагниченностью литосферы [Абрамова и др., 2009; 2011]. Поле, измерен- ное на спутниковых высотах, является слож- ной функцией пространства и времени и со- стоит из частей, обусловленных внешними и внутренними по отношению к поверхности Земли источниками. Главная проблема — корректное разделение суммарного магнит- ного поля на связанные с различными физи- ческими источниками части, включающие: главное магнитное поле, создаваемое ис- точниками магнитогидродинамической природы в жидкой части земного ядра; низкочастотные поля, возбуждаемые магнитосферно-ионосферными токовы- ми системами; поля, возбуждаемые аномалиями элек- тропроводности структур земной коры и верхней мантии; аномальное поле, обусловленное намаг- ниченностью горных пород литосферы. Для выделения указанного последним поля литосферных аномалий из первичных данных, наблюденных на каждом витке, ис- ключались модельные значения главного поля, относящиеся именно к этому временно- му отрезку [Головков и др., 2007]. Эффекты магнитосферных токовых систем снимались в аппроксимации первой зональной гармо- никой в сферическом разложении, а ионо- сферных — линейными или параболически- ми трендами. Спутниковые данные анализи- ровались только для спокойных в магнитном отношении дней (kp≤2, Dst-индекс ≤20 нТл). Для уменьшения искажающего влияния солнечно-суточной вариации Sq к рассмотре- нию принимались лишь витки, выполненные в ночное время (LT от 22 до 6 ч). С помощью специально разработанной программы выделения из общего объема за- писей со спутника CHAMP геомагнитных по- лей, благоприятных для изучения литосфер- ных аномалий [Абрамова и др., 2009; 2011], сформирована база данных измерений моду- ля и компонент геомагнитного поля на разных высотах полета. В пределах рассматриваемой в настоящей работе территории отобраны и обработаны витки, равномерно покрываю- щие сектор 30—40 в.д. и 48—56 с.ш. Для построения карт литосферных магнитных аномалий использовано порядка трех тысяч точек наблюдений. В процессе построения карт вертикальной компоненты Za были сопо- ставлены независимые определения за 2005 и 2008 г. с высотой полета спутника 300—350 км. Близкое совпадение этих данных позволило выполнить их медианное осреднение по бло- кам размером 40 км и представить сводную карту по результатам двухлетних наблюдений (рис. 1, в). На этой карте, прежде всего, выделяется положительная аномалия северо-западного простирания в зоне КМА шириной порядка 200 км, центром в окрестности г. Белгорода и интенсивностью до 40 нТл. На северо-западе за пределами массива ЭМ зондирований KIROVOGRAD интенсивность этой анома- лии падает и не превышает 15 нТл. Положи- тельная аномалия сопровождается меньшими КОРРЕЛЯЦИЯ АНОМАЛИЙ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ И КОРОВЫХ ... Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 67 по амплитуде отрицательными аномалиями северо-восточнее г. Калуги на границе Мо- сковской синеклизы и на юго-западе в преде- лах УЩ. Спутниковая аномалия следует общей структуре положительной магнитной анома- лии КМА и ее Барятинского продолжения, выделяемым по наземным данным (рис. 1, б), но характеризуется существенно большей шириной и предполагает более глубинную средненижнекоровую природу. Глубинное залегание источников спутниковых магнит- ных аномалий подтверждается и предше- ствующими построениями, базирующимися на использовании данных спутника MAGSAT [Bogdanova et al., 1996]. Рассматриваемой тер- ритории соответствует обширная положи- тельная аномалия (более 14 нТ), также вытя- нутая в северо-западном направлении и обу- словленная, по мнению авторов, наложением эффектов коровых и, возможно, верхнеман- тийных источников. Краевые градиентные зоны этой аномалии T располагается вблизи границ ВМ с ДДВ и Московской синекли- зой, что согласуется с нашими построения- ми по магнитным данным спутника CHAMP. Следует отметить, однако, некоторые разли- чия в контурах и интенсивности полученых аномалий, связанные, в частности, с тем, что аномалии магнитного поля MAGSAT даны для модуля полного поля , в то время как карты по спутниковым наблюдениям CHAMP стро- ились для вертикальной компоненты поля Za, пространственное распределение которой, на наш взгляд, более простое и информативное. Курская коровая аномалия электропровод- ности попадает в зону максимальной анома- лии спутникового вертикального магнитного поля. Вдоль продолжающей ее на север менее интенсивной КбрА положительная аномалия вертикального магнитного поля последова- тельно снижается до уровня 10 нТл на широ- те с. Барятино. Зона КрвА, продолжающейся с УЩ под ДДВ на ВМ до широты г. Брянска, попадает на склон спутниковой магнитной аномалии. Таким образом, практически все яркие коровые аномалии электропроводности, ис- следуемые в эксперименте синхронного МТ/ МВ зондирования KIROVOGRAD, попадают в область значимых положительных анома- лий спутникового вертикального магнитного поля, что может указывать на общие черты природы повышенной электропроводности этих структур. Следует, однако, отметить, что представ- ленное спутниковое поле имеет чрезвычайно гладкую структуру, обусловленную достаточ- но редкой сетью выбранных первичных на- блюдений (реже 25 км) и медианным осредне- нием результатов по двум годам наблюдений. Предстоит повысить плотность используемых спутниковых данных. Целесообразно так- же рассмотреть возможность сопоставления аномалий для различных высот спутника, а также их аналитического продолжения вниз на меньшие высоты. На этом пути представ- ляется важным и рассмотрение результатов аналитического продолжения вверх назем- ных аномалий магнитного поля, а также при- менения других подходов выделения его низ- кочастотных компонент. Геолого-геофизическая природа литос- ферных аномалий магнитного поля. Источ- ники аномалий магнитного поля континен- тальной литосферы сконцентрированы в объ- еме ее магнитоактивного слоя. Его верхняя граница может совпадать с земной поверхно- стью либо находиться в осадочном чехле или в фундаменте, в том числе на глубине свыше 10 км. Нижняя граница магнитоактивного слоя определяется прежде всего положением поверхности температуры Кюри магнетита и других магнитных минералов [Arkani-Hamed et al., 1994; Tanaka et al., 1999]. Анализ магнитных спутниковых анома- лий указывает на их связь с двумя основны- ми факторами. Они могут быть вызваны как изменением средней эффективной намагни- ченности крупных блоков литосферы в соот- ветствии с латеральными изменениями со- става и концентрации магнитных минералов, так и изменением мощности ее магнитоак- тивного слоя в соответствии с изменениями геотермической обстановки в однородном слое литосферы, вызывающими изменение глубины до поверхности Кюри [Крутихов- ская, 1986; Arkani-Hamed, Strangway, 1986; Пашкевич, Печерский, 1994; Печерский, Геншафт, 2001]. Источником большинства выявленных крупномасштабных аномалий, скорее всего, является совместное действие обоих факторов. В пределах древних платформ отмечается низкий средний фон теплового потока. Это, в сочетании с большой мощностью коры, определяет глубокое положение поверхности Кюри и приводит к тому, что мощность маг- нитоактивного слоя древних платформ зна- чительно превышает его мощность в более Д. Ю. АБРАМОВА, Л. М. АБРАМОВА, ИВ. М. ВАРЕНЦОВ, В. А. КУЛИКОВ, И. Н. ЛОЗОВСКИЙ И ДР. 68 Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 молодых тектонических регионах. В них даже при низких глубинных температурах земная кора в целом обладает более слабой намагни- ченностью, что принято связывать с ее более кислым составом. Имеются существенные различия между дорифейскими образованиями — главными источниками магнитных аномалий — и менее магнитными фанерозойскими формациями. Самые сильные аномалии на континентах связаны с протерозойскими провинциями [Goodwin, 1996]. Эта закономерность, однако, может нарушаться в зонах современной плат- форменной активизации по мере подъема по- верхности Кюри под воздействием темпера- турного фактора. Остается открытым вопрос, в какой мере процессы современной плат- форменной активизации с масштабом самых первых сотен километров могут проявляться в спутниковых литосферных аномалиях. Заключение. Две из трех коровых анома- лий электропроводности, КурА и КбрА, вы- явленных на западном склоне ВМ, отчетливо коррелируются в плановом положении с Кур- ской и Барятинской аномалиями постоянного магнитного поля, однако имеют различную глубинность. Этот факт указывает на связан- ную природу геодинамических процессов формирования верхнекоровых магнитных и нижнекоровых геоэлектрических аномалий. На профиле ЖИЗДРА результаты углуб- лен ного сопоставления геоэлектрическо- го разреза с магнитными аномалиями (см. рис. 2) позволяют выделить верхнекоровые магнитоактивные блоки с умеренно пони- женным электрическим сопротивлением, указывающим на присутствие графито- и/ или сульфидосодержащих метаосадков. Эти блоки приурочены к глубинным разломным зонам (см. рис. 1). Магнитные аномалии, полученные по дан- ным спутника CHAMP, в общих чертах со- ответствуют структуре регионального маг- нитного поля по наземным наблюдениям и имеющимся геолого-тектоническим пред- ставлениям о структуре западного склона ВМ и прилегающих осадочных бассейнов. Методика построения и анализа этих анома- лий требует развития, обеспечивающего, во- первых, повышение их детальности и времен- ной устойчивости, а во-вторых, построения алгоритмов совместной инверсии спутнико- вых литосферных аномалий и низкочастот- ных трансформант наземных наблюдений и переход, намеченный в работе [Алексанова и др., 2011], к сопоставлению геоэлектрических моделей с глубинными магнитными [Орлюк, 2000; Marchenko, Orliuk, 2010]. Три коровые аномалии электропровод- ности, КрвА, КурА и КбрА, выявленные на западном склоне Воронежского массива, ха- рактеризуются отчетливыми положительны- ми аномалиями литосферного вертикального магнитного поля CHAMP. В условиях, когда практически вся тер- ритория Восточно-Европейской платформы перекрыта осадочными отложениями, спут- никовое литосферное магнитное поле может стать важной компонентой в современном комплексе геолого-геофизических данных для изучения глубинного строения земной коры. Благодарности. Выполненные исследова- ния частично поддержаны грантами РФФИ 07-05-00437, 11-05-00491, 11-05-00644 и 11-05- 12030офим, а также российско-украинским грантом РФФИ-Укр_Ф 09-05-90439. Приве- денные в статье карты и разрезы построены с использованием программ GMT [Wessel, Smith, 2007]. Авторы благодарны Е. Д. Алекса- новой, Н. В. Баглаенко, Е. Ю. Соколовой и всем участникам Рабочей группы KIROVOGRAD [Варенцов и др., 2012] за участие в сборе и анализе данных проекта и полезные обсужде- ния полученных результатов. Абрамова Д. Ю., Абрамова Л. М., Филиппов С. В., Фрунзе А. Х. О перспективах использования спутниковых измерений для анализа регио- нальных магнитных аномалий // Исследование Земли из космоса. — 2011. — № 6. — С. 1—11. Абрамова Л. М., Абрамова Д. Ю., Филиппов С. В. Ис- следования литосферного спутникового поля Западной Сибири // Геофизика. — 2010. — № 6. — С. 45—54. Список литературы Абрамова Д. Ю., Филиппов С. В., Абрамова Л. М. Длинноволновые магнитные аномалии на территории России по измерениям спутника СНАМР // Геофизические исследования. — 2009. — 10, № 2. — С. 48—63. Алексанова Е. Д., Баглаенко Н. В., Варен- цов Ив. М.,Куликов В. А., Логвинов И. М., Лозов- ский И. Н., Орлюк М. И., Пушкарев П. Ю., Со- колова Е. Ю., Соколов Н. С., Тарасов В. Н., Шу- КОРРЕЛЯЦИЯ АНОМАЛИЙ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ И КОРОВЫХ ... Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 69 стов Н. Л., Яковлев А. Г., Яковлев Д. В., Рабочая группа KIROVOGRAD. Сопоставление геофизи- ческих полей в зоне Кировоградской и Курской аномалий электропроводности // Современное состояние наук о Земле (Материалы междуна- родной конференции памяти В. Е. Хаина). — Москва: МГУ, 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 консо- лидированной земной коры в зоне перехода от Московской синеклизы к Воронежской анте- клизе: проблемы и перспективы // Физика Зем- ли. — 2010. — № 8. — С. 62—71. Бродовой В. В., Булатов Б. С., Новиков П. В., Ива- нов А. А. Новые железорудные объекты в Северо-Калужском районе по результатам маг- нитных исследований // Изв. вузов. Геология и разведка. — 2001. — № 4. — С. 77—84. Бродовой В. В., Новиков П. В. Новые данные маг- нитных исследований о строении и рудоносно- сти Калужского региона // Изв. вузов. Геология и разведка. — 2000. — № 5. — С. 74—80. Варенцов Ив. М., Ковачикова С., Куликов В. А., Лог- винов И. М., Трегубенко В. И., Яковлев А. Г. Син- хронные МТ и МВ зондирования на западном склоне Воронежского массива // Геофиз. журн. — 2012. — 34, № 4. — С. 90—107. Геншафт Ю. С., Лыков А. В., Миронова Н. А., Сал- тыковский А. Я., Афанасьев Н. С. Петромагнит- ное изучение пород фундамента Воронежского кристаллического массива // Физика Земли. — 1997. — № 9. — С. 38—45. Головков В. П., Зверева Т. И., Чернова Т. А. Метод создания пространственно-временной модели главного магнитного поля путем совместного использования методов сферического гармо- нического анализа и естественных ортогональ- ных компонент // Геомагнетизм и аэрономия. — 2007. — 47, № 2. — С. 272—278. Доброхотова И. А., Юдин М. Н. О влиянии магнит- ной проницаемости на результаты работ, про- водимых методами МТ-поля // Глубинные ЭМ зондирования Дальнего Востока. — Москва: Наука, 1980. — С. 99—104. Карта аномального магнитного поля СССP. — 1:1 000 000 / Под. ред. В. Н. Зандер. — Москва: ВСЕГЕИ, 1975. Карта структурного районирования докембрия ЮЗ части Восточно-Европейской платформы, масштаб 1:1 000 000 // Комплект карт «Геология и металлогения юго-западной части Восточно- Европейской платформы» / Под. ред. Л. С. Га- лецкого. — Москва: ВСЕГЕИ, 1992. Крутиховская З. А. Глубинные магнитные неодно- родности — миф или действительность? // Гео- физ. журн. — 1986. — 8, № 5. — С. 3—23. Національний атлас України. — Київ: Картографія, 2007. — 118 с. Орлюк М. И. Пространственные и пространствен- но-временные магнитные модели разноранго- вых структур литосферы континентального ти- па // Геофиз. журн. — 2000. — 22, № 6. — С. 148—165. Пашкевич И. К., Печерский Д. М. Петромагнитная модель литосферы. — Киев: Наук. думка, 1994. — 175 с. Печерский Д. М., Геншафт Ю. С. Петромагне- тизм континентальной литосферы и природа региональных магнитных аномалий: обзор // Рос. журн. наук о Земле. — 2001. — 3, № 2. — С. 4—36. Arkani-Hamed J., Langel R. A., Purucker M. E. Mag- netic anomaly maps of Earth derived from POGO and Magsat data // J. Geophys. Res. — 1994. — 99. — P. 24075—24090. Arkani-Hamed J., Strangway D. W. Effective magnetic susceptibility anomalies of the oceanic upper man- tle derived from Magsat data // Geophys. Res. Let. — 1986. — 13. — P. 999—1002. Bogdanova S. V., Pashkevich I. K., Gorbatschev R., Or- lyuk M. I. Riphean rifting and major Palaeoprotero- zoic crustal boundaries in the basement of the East European Craton: geology and geophysics // Tec- tonophysics. — 1996. — 268. — P. 1—21. Goodwin A. M. Principles of Precambrian Geology. — New York: Academic Press, 1996. — 327 р. Hemant K., Maus S. Geological modeling of the new CHAMP magnetic anomaly maps using a geo- graphical information system technique // J. Geo- phys. Res. — 2005. — 110. — P. 1—23. Marchenko A., Orliuk M. 3D magnetic model of the East European Craton and its effect at near-surface and satellite heights // Геофиз. журн. — 2010. — 32, № 4. — С. 96—98. Reigber C., Luhr H., Schwintzer P. CHAMP mission sta- tus // Adv. Space Res. — 2002 — 30. — P. 129—134. Tanaka A., Okubo Y., Matsubayashi О. Curie point depth based on spectrum analysis of the magnetic anomaly data in East and Southeast Asia // Tecto- nophysics. — 1999. — 306. — P. 461—470. Varentsov Iv. M. Arrays of simultaneous EM soun- dings: design, data processing and analysis // EM sounding of the Earth’s interior (Methods in geo- chemistry and geophysics, 40). — New York: Else- vier, 2007. — P. 263—277. Wessel P., Smith W. H. F. The generic mapping tools. Technical reference and cookbook, ver. 4.2. — 2007. — http://gmt.soest.hawaii.edu.

Корреляция аномалий постоянного магнитного поля и коровых геоэлектрических структур на западном склоне Воронежского массива

Institution

Ähnliche Einträge