Keywords
gravity field inversion
density modeling
Section
Abstract
The results of detailed three-dimensional density modeling of the upper part of the Earth's crust for the area located in the northeastern part of the Voronezh crystalline massif in the area of the junction of the Losevsky and Vorontsovsky terranes are considered. The model obtained by solving the inverse gravimetry problem characterizes the density distribution of the rocks of the crystalline basement of the territory to a depth of 16 km. An important role in such constructions is given to the starting model of the studied environment, which was formed taking into account the available a priori geological and geophysical information: the regional density model of the East European Platform lithosphere and the gravity field, the data on the density of rocks of the sedimentary cover and the crystalline basement, estimates of the “gravity” layer thickness, the geological map of the crystalline basement, and the digital elevation models of the region. The three-dimensional density model allowed specifying the geological structure of the upper crust of the study area and tracing the deep continuation of the surface structures of the basement. The reliability of the obtained results is determined by the consistency of the accepted a priori data on the environment and the consistency of the model and observed gravity fields of the study area.References
Арзамасцев А.А., Арзамасцева Л.В., Глазнев В.Н., Раевский А.Б. Глубинное строение и состав нижних горизонтов Хибинского и Ловозерского комплексов, Кольский полуостров, Россия: петролого-геофизическая модель // Петрология. 1998. Т. 6. № 5. С. 478–496 [Arzamastsev A.A., Arzamastseva L.V., Glaznev V.N., Raevskii A.B. Petrologic-geophysical model for the structure and composition of deep levels of the Khibina and Lovozero complexes, Kola Peninsula // Petrology. 1998. V. 6. № 5. P. 434–450].
Воронова Т.А., Муравина О.М., Глазнев В.Н., Березнева С.И. Трехмерная плотностная модель верхней коры в области сочленения Лосевского и Донского террейнов (Воронежский кристаллический массив) // Вестник КРАУНЦ. Сер. Науки о Земле. 2021. № 1(49). С. 24–35. https://doi.org.10.31431/1816-5524-2021-1-49-24-35 [Voronova T.A., Muravina O.M., Glaznev V.N., Berezneva S.I. Three-dimensional density model of the upper crust at the junction of the Losevsky and Donskoy terranes (Voronezh crystalline massif) // Vestnik KRAUNC. Ser. Nauki o Zemle. 2021. № 1(49). P. 24–35 (in Russian)].
Глазнев В.Н. Комплексные геофизические модели литосферы Фенноскандии. Апатиты: Изд-во «КаэМ», 2003. 252 c [Glaznev V.N. Complex geophysical models of the lithosphere of Fennoscandia. Apatity: Ed. «KaeM», 2003. 252 p. (in Russian)].
Глазнев В.Н., Жаворонкин В.И., Муравина О.М. и др. Строение верхней коры Елецкого участка Лосевского террейна (Воронежский кристаллический массив) по данным плотностного моделирования // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Геология. 2019. № 3. С. 74–83 Glaznev V.N., Zhavoronkin V.I., Muravina O.M. et al. The structure of the upper crust of the Eletsky area of the Losevsky terrane (Voronezh crystalline massif) according to the data of density modeling // Vestnik of the Voronezh State University. Ser. Geology. 2019. № 3. P. 74–83 (in Russian)].
Глазнев В.Н., Жирова А.М., Раевский А.Б. Новые данные о глубинном строении Хибинского и Ловозерского массивов, Кольский полуостров // ДАН. 2008. Т. 422. № 3. С. 391–393 [Glaznev V.N., Zhirova A.M., Raevsky A.B. New data on the deep structure of the Khibiny and Lovozero massifs, Kola Peninsula // Doklady Earth Sciences. 2008. V. 422. № 1. P. 1150–1152]. https://doi.org/10.1134/S1028334X08070349
Глазнев В.Н., Минц М.В, Муравина О.М. Плотностное моделирование центральной части Восточно-Европейской платформы // Вестник КРАУНЦ. Сер. Науки о Земле. 2016. № 1(29). С. 53–63 [Glaznev V.N., Minc M.V, Muravina O.M. Plotnostnoe modelirovanie central’noj chasti Vostochno-Еvropejskoj platformy // Vestnik KRAUNC. Ser. Nauki o Zemle. 2016. № 1(29). P. 53–63 (in Russian)].
Глазнев В.Н., Муравина О.М., Воронова Т.А., Холин В.М. Оценка мощности гравиактивного слоя земной коры Воронежского кристаллического массива // Вестник Воронежского Государственного университета. Сер. Геология. 2014. № 4. С. 78–84 [Glaznev V.N., Muravina O.M., Voronova T.A., Kholin V.M. Estimation of the thickness of the gravity layer of the earth’s crust of the Voronezh crystalline massif // Vestnik Voronezh state University. Ser. Geology. 2014. № 4. P. 78–84 (in Russian)].
Глазнев В.Н., Муравина О.М., Жаворонкин В.И. и др. Петроплотностная карта докембрийского фундамента Воронежского кристаллического массива. Воронеж: «Научная книга», 2020. 101 с. [Glaznev V.N., Muravina O.M., Zhavoronkin et al. Petro-density map of the Precambrian basement of the Voronezh crystalline massif. Voronezh: Nauchnaya kniga. 2020. 101 p. (in Russian)].
Глазнев В.Н., Раевский А.Б., Балаганский В.В., Маннинен Т. Трехмерная модель верхней коры района Киттила-Соданкюля, Финская Лапландия (север Балтийского щита) // Сборник материалов, посвященный 40-летнему юбилею кафедры геофизики ВГУ. Воронеж: ВГУ, 2002. С. 11–20 [Glaznev V.N., Raevsky A.B., Balagansky V.V., Manninen T. Three-dimensional model of the upper crust of the Kittila-Sodankyla region, Finnish Lapland (north of the Baltic shield) // Collection of materials dedicated to the 40th anniversary of the Department of Geophysics of Voronezh State University. Voronezh: Voronezh State University, 2002. P. 11–20 (in Russian)].
Минц М.В., Глазнев В.Н., Муравина О.М. Глубинное строение коры юго-востока Воронежского кристаллического массива по геофизическим данным: геодинамическая эволюция в палеопротерозое и современное состояние коры // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Геология. 2017. № 4. С. 2–23 [Mints M.V., Glaznev V.N., Muravina O.M. Deep structure of the crust in the southeast of the Voronezh crystalline massif according to geophysical data: geodynamic evolution in the Paleoproterozoic and the current state of the crust // Vestnik Voronezh state university. Ser. Geology. 2017. № 4. P. 2–23 (in Russian)].
Минц М.В., Соколова Е.Ю., Варданянц И.Л. и др. Объемная модель глубинного строения Свекофеннского аккреционного орогена по данным МОВ-ОГТ, МТЗ и плотностного моделирования // Труды Карельского научного центра РАН. 2018. № 2. С. 34–61. http://dx.doi.org/10.17076/geo656 [Mints MV, Sokolova E.Yu, Vardanyants I.L. 3D model of the deep structure of the Svecofennian accretionary orogen based on data from CDP seismic reflection method, MT sounding and density modeling // Transactions of the Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2018. № 2. P. 34–61 (in Russian)].
Минц М.В., Сулейманов А.К., Бабаянц П.С. и др. 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. [Mints M.V., Suleimanov A.K., Babayants P.S. et al. Deep structure, evolution and minerals of the Early Precambrian basement of the East European platform: Interpretation of materials on the reference profile 1-EB, profiles 4B and TATSEIS. // M .: GEOKART; GEOS. 2010. V. 1. 408 p.; V. 2. 400 p. (in Russian)].
Минц М.В., Буш В.А., Агеев С.Н. Строение и эволюция средне-палеопротерозойского Брянск-Курск-Воронежского внутриконтинентального коллизионного орогена (Восточно-Европейский кратон) // Геодинамика и тектонофизика. 2014. Т. 5. № 3. С. 717–742 [Mints M.V., Bush V.A., Ageev S.N. Structure and evolution of the Middle Paleoproterozoic Bryansk-Kursk-Voronezh intracontinental collisional orogen (East European Craton) // Geodynamics and Tectonophysics. 2014. T. 5. № 3. P. 717–742 (in Russian)].
Молотков С.П., Костюков В.И., Лосицкий В.И. и др. Геологическая карта Воронежского кристаллического массива масштаба 1 : 500 000 // Министерство природных ресурсов РФ, ГПП «Воронежгеология», ОАО «Белгородгеология», ВГУ, НКПР «Хорс». Воронеж, 1999 [Molotkov S.P., Kostyukov V.I., Lositsky V.I. et al. Geological map of the Voronezh crystalline massif at a scale of 1: 500,000 // Ministry of Natural Resources of the Russian Federation, GPP «Voronezhgeologiya», OAO «Belgorodgeologiya», VGU, NKPR «Khors». Voronezh, 1999 (in Russian)].
Муравина О.М. Плотностная модель земной коры Воронежского кристаллического массива // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Геология. 2016. № 1. С. 108–114 [Muravina O.M. Density model of the Earth’s crust of the Voronezh crystalline massif // Vestnik Voronezh State University. Ser. Geology. 2016. №. 1. P. 108–114 (in Russian)].
Муравина О.М., Жаворонкин В.И. Статистический анализ цифровой основы петроплотностной карты Воронежского кристаллического массива // Вестник Воронеж. Государственного университета. Сер. Геология. 2015. № 2. С. 94–99 [Muravina O.M., Zhavoronkin V.I. Statistical analysis of the digital basis of the petro-density map of the Voronezh crystalline massif // Vestnik Voronezh State University. Ser. Geology. 2015. № 2. P. 94–99 (in Russian)].
Муравина О.М., Жаворонкин В.И., Глазнев В.Н. Петрофизическая характеристика осадочного чехла Воронежской антеклизы // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Геология. 2013. № 1. С. 189–196 [Muravina O.M., Zhavoronkin V.I., Glaznev V.N. Petrophysical characteristics of the sedimentary cover of the Voronezh anteclise // Vestnik Voronezh state university. Ser. Geology. 2013. № 1. P. 189–196 (in Russian)].
Муравина О.М., Жаворонкин В.И., Глазнев В.Н. Петроплотностная карта Воронежского кристаллического массива // Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей. Материалы 43-й сессии Международного научного семинара им. Д.Г. Успенского. Воронеж: «Научная книга». 2016. С. 133–136 [Muravina O.M., Zhavoronkin V.I., Glaznev V.N. Petro-density map of the Voronezh crystalline massif // Voprosy teorii i praktiki geologicheskoj interpretacii geofizicheskih polej. Materialy 43-j sessii Mezhdunarodnogo nauchnogo seminara im. D.G. Uspenskogo. Voronezh: Nauchnaya kniga. 2016. P. 133–136 (in Russian)].
Муравина О.М., Жаворонкин В.И., Глазнев В.Н. Пространственный анализ распределения плотности докембрийских образований Воронежской кристаллического массива // Материалы 15-ой международной конференции «Физико-химические и петрофизические исследования в науках о Земле», М.: ИФЗ РАН, 2014. С.171–173 [Muravina, O.M., Zhavoronkin V.I., Glaznev V.N. Spatial analysis of the density distribution of the Precambrian formations of the Voronezh crystalline massif // Proceedings of the 15th international conference «Physicochemical and petrophysical research in the Earth sciences», Moscow: IPE RAS, 2014. P. 171–173. (in Russian)].
Савко К.А., Самсонов А.В., Ларионов А.Н., Ларионова Ю.О., Базиков Н.С. Палеопротерозойские граниты А- и S-типа востока Воронежского кристаллического массива: геохронология, петрогенезис и тектоническая обстановка формированния // Петрология. 2014. Т. 22. № 3. С. 235–264. [Savko K.A., Samsonov A.V., Larionov A.N., Larionova Yu.O, Bazikov N.S. Paleoproterozoic A- and S-granites in the eastern Voronezh Crystalline Massif: Geochronology, petrogenesis, and tectonic setting of origin // Petrology. 2014. V. 22. № 3. P. 205–233.]
Савко К.А., Самсонов А.В., Холин В.М. Базиков Н.С. Мегаблок Сарматия как осколок суперкратона Ваалбара: корреляция геологических событий на границе архея и палеопротерозоя // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2017. Т. 25. № 2. С. 3–26 [Savko K.A., Kholin V.M., Bazikov N.S., Samsonov A.V. The Sarmatia Megablock as a fragment of the Vaalbara supercontinent: correlation of geological events at the Archean-Paleoproterozoic transition // Stratigraphy and Geological Correlation. 2017. T. 25. № 2. C. 123–145]. https://doi.org/10.1134/S0869593817020058
Страхов В.Н. Теория линейных обратных гравиметрических задач // ДАН. 1990. Т. 311. № 5. С. 1093–1096 [Strakhov V.N. The theory of linear inverse gravimetric problems // Doklady Earth Sciences of the USSR. 1990. T. 311. № 5. P. 1093–1096 (in Russian)].
Терентьев Р.А. Геология, вещественный состав и палеогеодинамические условия формирования Лосевской серии (Воронежский кристаллический массив) // Серия геология докембрия ВКМ. Вып. 1. Воронеж. 2013. 222 с. [Terentyev R.A. Geology, material composition and paleogeodynamic conditions of the formation of the Losevo Series (Voronezh crystalline massif) / Series: Precambrian Geology of VKM. Issue 1. Voronezh. 2013. 222 p. (in Russian)].
Терентьев Р.А., Савко К.А. Минеральная термобарометрия и геохимия палеопротерозойских магнезиально-калиевых гранитоидов павловского плутона, Восточно-Европейский кратон // Вестник ВГУ. Сер. Геология. 2017. № 3. С. 34–45 [Terentyev R.A., Savko K.A. Mineral thermobarometry and geochemistry of the Paleoproterozoic magnesian-potassium granitoids of the Pavlovsk pluton, East European Craton // Vestnik VSU. Ser. Geology. 2017. № 3. P. 34–45 (in Russian)].
Чернышов Н.М., Ненахов В.М., Стрик Ю.Н., Лебедев И.П. Модель геодинамического формирования Воронежского кристаллического массива // Геотектоника. 1997. № 3. С. 21–30 [Chernyshov N.M., Nenakhov V.M., Strik Yu.N, Lebedev I.P. Geodynamic model of the formation of the Voronezh crystalline massif // Geotectonics. 1997. № 3. P. 21–31 (in Russian)].
Berezneva S.I., Muravina O.M., Voronova T.A. Technology for studying the structure of the upper crust of the Voronezh Crystalline Massif by detailed density modeling data // Eleventh symposium on structure, composition and evolution of the lithosphere. Institute of seismology university of Helsinki, report s-71. 2021. P. 9–12.
Glaznev V.N., Mints M.V., Muravina O.M. et al. Complex geological-geophysical 3D model of the crust in the southeastern Fennoscandian Shield: Nature of density layering of the crust and crust-mantle boundary // Geodynamics & Tectonophysics. 2015. V. 6. № 2. P. 133–170. https://doi.org/10.5800/GT-2015-6-2-0176
Mints M.V., Glaznev V.N., Muravina O.M., Sokolova E.Yu. 3D model of Svecofennian Accretionary Orogen and Karelia Craton based on geology, reflection seismics, magnetotellurics and density modelling: Geodynamic speculations // Geoscience Frontiers 11 (3). 2020. P. 999–1023. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2019.10.003
Terentiev R.A., Savko K.A., Petrakova M.E. et al. Paleoproterozoic granitoids of the Don terrane, East-Sarmatian Orogen: age, magma source and tectonic implications // Precambrian Research. 2020. V. 346. № 105790. https://doi.org/10.1016/j.precamres. 2020.105790
Terentiev R.A., Skryabin V.Yu., Santosh M. U-Pb zircon geochronology and geochemistry of Paleoproterozoic magmatic suite from East Sarmatian Orogen: tectonic implications on Columbia supercontinent // Precambrian Research. 2016a. V. 273. P. 165–184. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2015.12.009
Terentiev R.A., Savko K.A., Santosh M. Paleoproterozoic crustal evolution in the East Sarmatian Orogen: Petrology, geochemistry, Sr-Nd isotopes and zircon U-Pb geochronology of andesites from the Voronezh massif, Western Russia // Lithos. 2016b. T. 246–247. C. 61–80. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2015.12.025
Terentiev R.A., Savko K.A., Santosh M. Paleoproterozoic evolution of the arc-back-arc system in the east Sarmatian Orogen (East European Craton): Zircon SHRIMP geochronology and geochemistry of the Losevo volcanic suite // American Journal of Science. 2017. V. 317. № 6. P. 707–753. https://doi.org/10.2475/06.2017.03
Terentiev R.A., Savko K.A., Santosh M. Post-collisional two-stage magmatism in the East Sarmatian Orogen, East European Craton: evidence from the Olkhovsky ring complex // Journal of the Geological Society. 2018. V. 175. P. 86–99. https://doi.org/10.1144/jgs2017-017
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.