Keywords
magnetotelluric sounding
Avacha-Koryaksky group of volcanoes
Kamchatka
Section
Abstract
The article presents the methods and results of the magnetotelluric sounding within the Avacha-Koryaksky group of volcanoes. Geoelectrical section was studied within the period range from 0.0001 to 1000 seconds and above. The authors performed a numerical two-dimensional modeling. Initially, we used test models for possible distortions of curves. The analysis of the magnetotelluric parametres allowed us to characterize the geoelectrical inhomogenuities. Curves along the strike and across the strike were used as main curves. Since longitudinal curves are less prone to coast effect, they were used with transverse curves in order to create a geoelectrical model based on a 2D magnetotelluric field numerical modeling. The created geolectrical model has a conductive bed in the upper part of the section that is connected with an igneous-sedimentary cover. The deep part of the model includes near-vertical conductive zones, which denote a zone with deep faults. The paper describes possible nature of the revealed anomalies and provides rough estimation of rock porosity in the conductive zones.
References
Адамчук Ю.В., Трубников Б.А. Электропроводность текущей лавы южного Ново-Толбачинского прорыва // Институт атомной энергии им. И.В. Курчатова: ИАЭ-2841. М.: ОНТИ ИАЭ, 1977. 8 c. [Adamchuk Yu.V., Trubnikov B.A. Electrical conductivity of the current lava of the southern Novo-Tolbachinsky breakthrough // Institute of Atomic Energy named after I.V. Kurchatov: IAE-2841. M.: OSTI IAE, 1977. 8 p. (in Russian)].
Балеста С.Т. Результаты просвечивания вулканов Авачинско-Корякской группы // Земная кора и магматические очаги областей современного вулканизма. М.: Наука. 1981. С. 75–79 [Balesta S.T. The results of translucence of the volcanoes Avachinsko-Koryakoy group // Earth’s crust and magmatic chambers of areas of modern volcanism. M.: Nauka, 1981. P. 75–79 (in Russian)].
Балеста С.Т., Гонтовая Л.И., Гринь М.Е., Сенюков С.Л. Возможности сейсмического метода при изучении зон питания современных вулканов // Вулканология и сейсмология. 1989. № 6. С. 43–53 [Balesta S.T., Gontovaya L.I., Grin M.E., Senyukov S.L. The possibilities of the seismic method in the study of the feeding zones of modern volcanoes // Volcanologya i Seismologya. 1989. № 6. P. 43–53 (in Russian)].
Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. М.: Научный мир, 2009. 677 с. [Berdichevsky M.N., Dmitriev V.I. Models and methods of magnetotellurics. M.: Nauka, 2009. 677 p. (in Russian)].
Ваньян Л.Л. Электромагнитные зондирования. М.: Научный мир, 1997. 214 с. [Vanyan L.L. Electromagnetic soundings. M.: Nauka, 1997. 214 p. (in Russian)].
Ваньян Л.Л., Хайдман Р.Д. О природе электропроводности консолидированной коры // Физика Земли. 1996. № 4. С. 5–11 [Vanyan L.L., Heidman R.D. About the nature of the electrical conductivity of the consolidated crust // Fizika Zemli. 1996. № 4. P. 5–11 (in Russian)].
Геология СССР. Камчатка, Курильские острова. Геологическое описание. Т. 31. М.: Недра, 1964. 733 с. [Geology of the USSR. Kamchatka, Kuril Islands. Geological description. V. 31. M.: Nedra, 1964. 733 p. (in Russian)].
Действующие вулканы Камчатки / Под ред. С.А. Федотова, Ю.П. Масуренкова. М.: Наука, 1991. Т. 1. 300 с. [Active volcanoes of Kamchatka / Edited by S.A. Fedotov, Yu.P. Masurenkov. M.: Nauka, 1991. V. 1. 300 p. (in Russian)].
Заварицкий А.Н. Вулкан Авача на Камчатке. М.: Наука, 1977. 307 с. [Zavaritsky A.N. Avacha volcano in Kamchatka. M.: Nauka, 1984. 307 p. (in Russian)].
Зубин М.И., Козырев А.И. Гравитационная модель строения Авачинского вулкана (Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 1989. № 1. С. 81–94 [Zubin M.I., Kozyrev A.I. Gravitational model of the structure of the Avacha volcano (Kamchatka) // Volcanologya i Seismologya. 1989. № 1. P. 81–94 (in Russian)].
Карта полезных ископаемых Камчатской области. Масштаб 1 : 500000 / Под ред. Литвинова А.Ф., Патоки М.Г., Марковского Б.А. СПб.: ВСЕГЕИ, 1999. Л. XIII [Map of minerals of the Kamchatka region. Scale 1 : 500000 / Edited by Litvinova A.F., Patoka M.G., Markovskiy B.A. St. Petersburg: VSEGEI, 1999. S. XIII (in Russian)].
Лебедев Е.Б. Влияние воды на физические свойства магматических расплавов // Физико-химические проблемы гидротермальных магматических процессов. М.: Наука, 1975. С. 48–54 [Lebedev E.B. Effect of water on the physical properties magmatic melt // Physico-chemical problems of hydrothermal magmatic processes. M.: Nauka, 1975. P. 48–54 (in Russian)].
Мороз Ю.Ф. Электропроводность земной коры и верхней мантии Камчатки. М.: Наука, 1991. 181 с. [Moroz Yu.F. Electrical conductivity of the earth’s crust and upper mantle of Kamchatka. M: Nauka, 1991. 181 p. (in Russian)].
Мороз Ю.Ф., Гонтовая Л.И. Глубинное строение района Авачинско-Корякской группы вулканов на Камчатке // Вулканология и сейсмология. 2003. № 4. С. 3–10 [Moroz Yu.F., Gontovaya L.I. The deep structure of the Avachinsko-Koryaksky volcanos group. Kamchatka // Volcanologia i Seismologia. 2003. № 4. P. 3–10 (in Russian)].
Мороз Ю.Ф., Мороз Т.А. Численное трехмерное моделирование магнитотеллурического поля Камчатки // Физика Земли. 2011. № 2. С. 64–73 [Moroz Y.F., Moroz T.A. Numerical 3D modeling of the magnetotelluric field in Kamchatka // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2011. V. 5. № 5. P. 138–146. https://doi.org/10.1134/S1069351311010071].
Мороз Ю.Ф., Нурмухамедов А.Г. Магнитотеллурическое зондирование Петропавловского геодинамического полигона на Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1998. № 2. С. 77–84 [Moroz Yu.F., Nurmukhamedov A.G. Magnetotelluric sounding at the Petropavlovsk Geodynamic Test Site. Kamchatka // Volcanologia i Seismologia. 1999. V. 20. № 2. P. 141–149].
Мороз Ю.Ф., Нурмухамедов А.Г., Лощинская Т.А. Магнитотеллурическое зондирование земной коры Южной Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1995. № 4–5. С. 127–138 [Moroz Yu.F., Nurmukhamedov A.G., Loschinskaya T.A. Magnetotelluric Sounding of the Crust in South Kamchatka // Volcanologia i Seismologia. 1996. V. 17. № 4–5. P. 509–534].
Пархоменко Э.И., Бондаренко Л.Т. Электропроводность горных пород при высоких давлениях и температурах. М.: Наука, 1972. 179 с. [Parkhomenko E.I., Bondarenko L.T. The conductivity of rocks at high pressures and temperatures. M.: Nauka, 1972. 179 p. (in Russian)].
Смирнов Я.Б., Сугробов В.М. Земной тепловой поток в Курило-камчатской и Алеутской провинциях // Вулканология и сейсмология. 1980. № 1. С. 16–31 [Smirnov Ya.B., Sugrobov V.M. Earth heat flux in the Kurilo-Kamchatkoy and Aleutskoy provinces // Volcanologia i Seismologia. 1980. № 1. P. 16–31 (in Russian)].
Хмелевской В.К. Электроразведка. М.: МГУ, 1984. 422 с. [Khmelevskoy V.K. Electrical prospecting. M.: MSU, 1984. 422 p. (in Russian)].
Archie G.E. The Electrical Resistivity Log as an Aid in Determining Some
Reservoir Characteristics // Transactions of the AIME. 1942. V. 146. P. 54–62.
Bahr K. Interpretation of magnetotelluric impedance tensor: regional, induction and local telluric distortion // Journal of Geophysics. 1988. V. 62. P. 119–127.
Frischknecht F.C. Fields about an oscillating magnetic dipole over a two-layer earth, and application to ground and airborne electromagnetic surveys // Quarterly Colorado School of Mines. 1967. V. 62. № 1. 326 p.
Keller G.V., Rapolla A. Electrical prospecting methods in volcanic and geothermal environments // Physical Volcanology // Edited by L. Civetta, P. Gasparini, G. Luongo and A. Rapolla. Elsevier, Amsterdam, 1974. P. 133–166.
Mackie R.L., Smith J.T., Madden T.R. Three-dimensional electromagnetic modeling using finite difference equations: The magnetotelluric example // Radio Science. 1994. V. 29. № 4. P. 923–935. https://doi.org/10.1029/94RS00326.
Murase T., McBirney A. Properties of some common igneous rocks and their melts at high temperatures // Bulletin of the Geological Society of America. 1973. V. 84. № 11. P. 3563–3593. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1973)84<3563:POSCIR>2.0.CO;2.
Rai C.S., Manghanani M.H. Electrical conductivity of ultramafic rock to 1820 Kelvin // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1978. V. 17. P. 6–13. https://doi.org/10.1016/0031-9201(78)90004-3.
Rodi W., Mackie R.L. Nonlinear conjugate gradients algorithm for 2-Dmagnetotelluric inversion // Geophysics. 2001.V. 66. № 1. P.174–187.
Shankland T.I., Waff H.S. Conductivity in fluid-bearing rocks // Journal of Geophysical Research. 1974. V. 79. № 32. P. 5409–5417.
Swift C.M. A magnetotelluric investigation of an electrical conductivity anomaly in the southwestern United States. Ph. D. Dissertation, MIT, Cambridge. 1967. 248 p.
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.