Keywords
tectonosphere
cluster analysis
Section
Abstract
The tectonic zoning of the African-Antarctic sector of the Southern Ocean was carried out on the basis of cluster analysis of a large volume of heterogeneous geophysical and geological data. It is known that the degree of geological and geophysical exploration of this part of the ocean by marine surveys and drilling remains extremely low. The results of such an analysis make it possible in areas with weak geophysical knowledge to quickly draw up tectonic zoning schemes based on regional geophysical data that are freely available throughout the entire territory of the world ocean and use them as a basis for further interpretation. The following materials were used as input data or classification features: ocean floor topography, gravity anomalies in free air and in the Bouger reduction, ∆Ta anomalous magnetic field model, ocean floor age, geoid height data, and the SL2013sv seismotomography model. «K-means» algorithms and the «Gaussian mixtures» method used for clustering. Based on the results of the application of these algorithms, cluster models of the study region were obtained, in which the selected classes fully reflect the main tectonic elements.
References
Васильева Е.Г. Кластерный анализ геофизических полей // Тез. докл. Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей. Москва. 2007. C 56–59 [Vasilyeva E.G. Klasternyi analiz geofizicheskikh polei // Tez. dokl. Voprosy teorii i praktiki geologicheskoi interpretatsii gravitatsionnykh, magnitnykh i elektricheskikh polei. Moscow. 2007. P 56–59 (in Russian)].
Деев М.Г. Южный Океан // Большая российская энциклопедия. Том 35. М.: 2017. 570 с. [Deev M.G. IUzhnyi Okean // Bol’shaia rossiiskaia entsiklopediia. Tom 35. Moscow. 2017. 570 p. (in Russian)].
Дубинин Е.П., Сущевская Н.М., Грохольский А.Л. История развития спрединговых хребтов Южной Атлантики и пространственно-временное положение тройного соединения Буве // Российский журнал наук о Земле. 1999. Т. 1. № 5. С. 423–443 [Dubinin E.P., Sushchevskaya N.M., Grokholsky A.L. The history of South Atlantics spreading ridges development and time — space position of Bouve triple connection // Russian Journal of Earth Sciences. 1999. V. 1. № 5. P. 423–443 (in Russian)].
Дубинин Е.П., Ушаков С.А. Океанический рифтогенез. М.: ГЕОС, 2001. 293 с. [Dubinin E.P, Ushakov S.A. Okeanicheskii riftogenez. Moscow: GEOS, 2001. 293 p. (in Russian)].
Королев В.Ю. ЕМ-алгоритм, его модификации и их применение к задаче разделения смесей вероятностных распределений: Теор. обзор. М.: ИПИ РАН, 2007. 94 с [Korolev V.Yu. EM-algoritm, ego modifikatsii i ikh primenenie k zadache razdeleniia smesei veroiatnostnykh raspredelenii: Teor. obzor. Moscow: IPI RAN, 2007. 94 p. (in Russian)].
Муфазалова Р.И. Алгоритмы классификации многомерных наблюдений в задачах районирования территории по данным гравиразведки и магниторазведки // Новые идеи в науках о Земле. М.: 2021. Т. 4. С. 316–319 [Mufazalova R.I. Algoritmy klassifikatsii mnogomernykh nabliudenii v zadachakh raionirovaniia territorii po dannym gravirazvedki i magnitorazvedki // Novye idei v naukakh o Zemle. Moscow: 2021. T. 4. P. 316–319 (in Russian)].
Никитин А.А. Статистические методы выделения геофизических аномалий. М.: Недра, 1979. 280 с. [Nikitin A.A. Statisticheskie metody vydeleniia geofizicheskikh anomalii. Moscow: Nedra, 1979. 280 p. (in Russian)].
Никитин А.А., Петров А.В. Теоретические основы обработки геофизической информации. Учебное пособие. М.: Издательство 2008. 112 с. [Nikitin A.A, Petrov A.V. Teoreticheskie osnovy obrabotki geofizicheskoi informatsii. Uchebnoe posobie. Moscow: Izdatel’stvo 2008. 112 p. (in Russian)].
Никитин А.А., Булычев А.А. Комплексный анализ и комплексная интерпретация геофизических полей: Учебное пособие. М.: ВНИИгеосистем, 2015. 94 с. [Nikitin A.A., Bulychev A.A. Kompleksnyi analiz i kompleksnaia interpretatsiia geofizicheskikh polei: Uchebnoe posobie. Moscow: VNIIgeosistem, 2015. 94 p. (in Russian)].
Никитин Д.С., Иванов Д.А. Комплексное структурно-тектоническое районирование северо-восточной части Баренцевоморского шельфа. Георесурсы. 2018. 20(4). Ч. 2. C. 404–412. https://doi.org/10.18599/grs.2018.4.404–412 [Nikitin D.S., Ivanov D.A. Kompleksnoe strukturno-tektonicheskoe raionirovanie severo-vostochnoi chasti Barentsevomorskogo shel’fa. Georesursy. 2018. 20(4), Ch.2, P. 404—412. https://doi.org/10.18599/grs.2018.4.404–412 (in Russian)].
Петров А.В., Трусов А.А. Компьютерная технология статистического и спектрально-корреляционного анализа трехмерной геоинформации КОСКАД 3D // Геофизика. 2000. № 4. С. 29–33 [Petrov A.V., Trusov A.A. Komp’iuternaia tekhnologiia statisticheskogo i spektral’no-korreliatsionnogo analiza trekhmernoi geoinformatsii KOSKAD 3D // Geofizika. 2000. № 4. P. 29–33 (in Russian)].
Петров А.В. Обработка и интерпретация геофизических данных методами вероятностно-статистического подхода с использованием компьютерной технологии «КОСКАД 3D» // Вестник Камчатской региональной ассоциации Учебно-научный центр. Серия: Науки о Земле. 2010. № 2(16). С. 126–132 [Petrov A.V. Obrabotka i interpretatsiia geofizicheskikh dannykh metodami veroiatnostno-statisticheskogo podkhoda s ispol’zovaniem komp’iuternoi tekhnologii «KOSKAD 3D» // Vestnik Kamchatskoi regional’noi assotsiatsii Uchebno-nauchnyi tsentr. Seriia: Nauki o Zemle. 2010. № 2(16). P. 126–132 (in Russian)].
Петров А.В. Применение методов кластер анализа для решения задачи геолого-геофизического районирования. // Новые идеи в науках о Земле. Москва. 2019. Т. 4. С. 467–470 [Petrov A.V. Primenenie metodov klaster analiza dlya resheniya zadachi geologo-geofizicheskogo rajonirovaniya. // Novy`eidei v naukax o Zemle. Moskva. 2019. T. 4. P. 467–470 (in Russian)].
Рыжова Д.А., Коснырева М.В., Дубинин Е.П. и др. Геолого-геофизическое строение тектоносферы Мозамбикского и Мадагаскарского хребтов // Геофизические исследования. 2021. Т. 22. № 3. С. 53–69 [Ryzhova D.A., Kosnyreva M.V., Dubinin E.P. et al. Geologo-geofizicheskoe stroenie tektonosfery Mozambikskogo i Madagaskarskogo khrebtov // Geofizicheskie issledovaniia. 2021. T. 22. № 3. P. 53–69 (in Russian)].
Рыжова Д.А., Коснырева М.В., Дубинин Е.П. и др. Строение тектоносферы Мозамбикского и Мадагаскарского хребтов по геофизическим данным // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. 2021. № 6. С. 20–29 [Ryzhova D.A., Kosnyreva M.V., Dubinin E.P. et al. Stroenie tektonosfery Mozambikskogo i Madagaskarskogo khrebtov po geofizicheskim dannym // Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriia 4: Geologiia. 2021. № 6. P. 20–29 (in Russian)].
Рыжова Д.А., Коснырева М.В., Дубинин Е.П. и др. Строение тектоносферы поднятий Метеор и Айлос Оркадас по результатам анализа потенциальных полей // Геофизические исследования. 2022. Т. 23. № 4. С. 5–22 [Ryzhova D.A., Kosnyreva M.V., Dubinin E.P. et al. Stroenie tektonosfery podniatii Meteor i Ailos Orkadas po rezul’tatam analiza potentsial’nykh polei // Geofizicheskie issledovaniia. 2022. T. 23. № 4. P. 5–22 (in Russian)].
Рыжова Д.А., Толстова А.И., Дубинин Е.П. и др. Строение тектоносферы и условия формирования Мозамбикского хребта: плотностное и физическое моделирование // Вестник Камчатской региональной ассоциации Учебно-научный центр. Серия: Науки о Земле. 2022. Т. 53. № 1. С. 46–58 [Ryzhova D.A., Tolstova A.I., Dubinin E.P. et al. Stroenie tektonosfery i usloviia formirovaniia Mozambikskogo khrebta: plotnostnoe i fizicheskoe modelirovanie // Vestnik Kamchatskoi regional’noi assotsiatsii Uchebno-nauchnyitsentr. Seriia: Nauki o Zemle. 2022. T. 53. № 1. P. 46–58 (in Russian)].
Соколов С.Ю. Тектоника и геодинамика Экваториального сегмента Атлантики // Труды Геологического института. 2018. № 618. 269 c. [Sokolov S.Yu. Tektonika i geodinamika Ekvatorial’nogo segmenta Atlantiki // Trudy Geologicheskogo instituta. 2018. № 618. 269 p. (in Russian)].
Leinweber V.T., Jokat W. The Jurassic history of the Africa-Antarctica corridor — new constraints from magnetic data on the conjugate continental margins // Tectonophysics. 2011. V. 530–531. P. 87–101. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2011.11.008
Lesur V., Hamoudi M., Choi Y. et al. Building the second version of the World Digital Magnetic Anomaly Map (WDMAM). // Earth, Planets and Space. 2016. V. 68. № 27 P. 1–13. https://doi.org/10.1186/s40623-016-0404-6
Maus S., Barckhausen U., Berkenbosch H. et al. EMAG2: A 2-arc min resolution Earth Magnetic Anomaly Grid compiled from satellite, airborne, and marine magnetic-measurements // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2009. V. 10. № 8. 12 p.
Meyer B., Chulliat A., Saltus R. Derivation and Error Analysis of the Earth Magnetic Anomaly Grid at 2 arc min Resolution Version 3 (EMAG2v3) // Geochem., Geophys., Geosystems. 2017. V. 18. P. 4522–4537. https://doi.org/10.1002/2017GC007280
Sandwell D.T., Müller R.D., Smith W.H.F. et al. New global marine gravity from CryoSat-2 and Jason-1revealsburied tectonic structure // Science. 2014. V. 346. № 6205. P. 65–67. https://doi.org/10.1126/science.1258213
Schaeffer A.J., Lebedev S. Global shear speed structure of the upper mantle and transition zone. Geophysical Journal International. 2013. 194 (1). P. 417–49. https://doi.org/10.1093/gji/ggt095
Sokolov S.Yu., Sokolov N.S., Dmitriev L.V. Geodynamic zonation of the Atlantic Ocean lithosphere: Application of cluster analysis procedure and zoning inferred from geophysical data. Russian Journal of Earth Sciences. 2008. V. 10. ES4001. https://doi.org/10.2205/2007ES000218
Sokolov S.Yu., Mazarovich A.O. Cluster analysis of geological and geophysical parameters of the Arctic region as the base for geodynamic interpretation. Geodynamics & Tectonophysics 7 (1). 2016. P. 59–83. https://doi.org/10.5800/GT-2016-7-1-019
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Copyright (c) 2024 М.В. Коcнырева, Д.А. Рыжова, А.А. Булычев, Е.П. Дубинин, Л.С. Чепиго, А.А. Шайхуллина