Keywords
crustal conductive anomalies
inversion
Section
Statistic
How to Cite
Abstract
The Sloboda Geodynamic Intersection is considered as an area of convergence for major segments, aulacogens, faults, and suture zones of the East European Platform.Between 2020 and 2022, researchers from the Geological Faculty of Lomonosov Moscow State University and the Geoelectromagnetic Research Center (GEMRC IPE RAS) conducted deep magnetotelluric surveys in this region. The surveys were performed along the Pushkiny Gory – Andreapol, Sebezh – Velikiye Luki – Rzhev, and Ostrov – Ostashkov profiles. Through qualitative analysis of the collected data, the dimensionality of the studied medium, the total longitudinal conductance of the sedimentary cover, and the dominant strike direction of conductive structures were assessed. Quantitative interpretation using 1D, 2D, and 3D inversions resulted in geoelectric models comprising a conductive sedimentary cover and a highly resistive basement. Within the depth range of 10–40 km, transcrustal zones of enhanced electrical conductivity were consistently identified, interpreted as the southwest extension of the Ilmen-Ladoga anomaly. These conductivity anomalies are attributed to the deep submergence of heavily tectonized and metamorphosed sedimentary rocks, initially saturated with organic and carbonate matter.
References
Аксаментова Н.В. Магматизм и палеогеодинамика раннепротерозойского Осницко-Микашевичского вулкано-плутонического пояса. Минск: ИГН НАН Беларуси, 2002. 175 с. [Aksamentova N.V. Magmatizm I paleogeodinamika ranneproterozoiskogo Osnitsko-Mikashevichskogo vulkano-plutonicheskogo poyasa. Minsk: IGNNAN Belarusi, 2002. 175 p. (in Russian)].
Астапенко В.Н. Земная кора и мантия территории Беларуси по МТ данным // Минск: Экономпресс, 2012. 208 c. [Astapenko V.N. Zemnaya kora i mantiya territorii Belarusi po MT dannym // Minsk: Econompress, 2012. 208 p. (in Russian)].
Астапенко В.Н. Оршанско-Ильменская МВ аномалия // Доклады НАН Беларуси. 2008. Т. 52(5). С. 102–106 [Astapenko V.N. Orshansko-Ilmenskaya MV anomaliya // Doklady NAN Belarusi. 2008. V. 52(5). P. 102–106 (in Russian)].
Астапенко В.Н., Дубаневич М.А. Базисная 3D геоэлектрическая модель литосферы Беларуси // Лiтасфера. 2017. № 2(47). С. 80–92 [Astapenko V.N., Dubanevich M.A. Bazisnaya 3D geoelektricheskaya model litosferyBelarusi // Litasfera. 2017. № 2(47). P. 80–92 (in Russian)].
Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. М: Научный мир, 2009. 680 с. [Berdichevsky M.N., Dmitriev V.I. Models and methods of magnetotellurics // Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008. 448 p.].
Варенцов Ив. М., Гордиенко В.В., Гордиенко И.В. и др. Склон Воронежского кристаллического массива (геофизика, глубинные процессы). Киев: Логос, 2013. 118 с. [Varentsov Iv.M., Gordienko V.V., Gordienko I.V. et al. SklonVoronezhskogo kristallicheskogo massiva (geofizika, glubinnyeprocessy). Kiev: Logos, 2013. 118 p. (in Russian)].
Варенцов Ив.М., Иванов П.В., Ионичева А.П. и др. Массив магнитотеллурических зондирований SMOLENSK: изучение глубинной структуры области тройного сочленения крупнейших сегментов Восточно-Европейской платформы // Геофизика. 2021. № 1. С. 46–56. [Varentsov Iv.M., Ivanov P.V., Ionicheva A.P. et al. Array of magnetotelluric soundings SMOLENSK: a deep structure study of the triple junction zone of the East European platform’s largest segments // Geofizika. 2021. № 1. P. 46–56 (in Russian)].
Гарецкий Р.Г., Каратаев Г.И. Слободский тектоно-геодинамический узел Восточно-Европейской платформы // Літасфера. 2009. № 2. Вып. 31. С. 50–66 [Garetsky R.G., Karatayev G.I. Slobodskiy tektono-geodinamicheskiy uzel Vostochno-Evropeyskoy platformy // Litasfera. 2009. № 2(31). P. 50–66 (in Russian)].
Гарецкий Р.Г., Каратаев Г.И. Тектоногеодинамическая модель сочленения Фенноскандинавского и Сарматского сегментов Восточно-Европейской платформы // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 10. С. 1557–1566 [Garetsky R.G., Karatayev G.I. A tectonogeodynamic model for the junction zone between the Fennoscandian and Sarmatian segments of the East European platform // Russian Geology and Geophysics. 2011. V. 52. № 10. P. 1228–1235].
Гарецкий Р.Г., Каратаев Г.И. Шовные зоны Фенноскандии, Сарматии и Волго-Уралии. Минск: Беларуская навука, 2014. 120 с. [Garetsky R.G., Karatayev G.I. Shovnye zony Fennoskandii, Sarmatii i Volgo-Uralii. Minsk: Belaruskaya navuka, 2014. 120 p. (inRussian)].
Гарецкий Р.Г., Каратаев Г.И. Слободскийтектоно–геодинамический омутообразный узел в центре Восточно-Европейской платформы // Литосфера. 2019. № 2(51). С. 165–178 [Garetsky R.G., Karatayev G.I. Slobodskiytektono-geodinamicheskiy omutoobrazny uzel v tsentre Vostochno-Evropeyskoy platformy // Litosfera. 2019. № 2 (51). P. 165–178 (inRussian)].
Гарецкий Р.Г., Каратаев Г.И., Голобоков С.В., Данкевич И.В. Глубинное строение Центрально-Белорусской шовной зоны по геофизическим данным // Літасфера. 2006. № 1. Вып. 24. С. 101–112 [Garetsky R.G., Karatayev G.I., Golobokov S.V., Dankevich I.V. Depth structure of the Central-Belarussian suture zone from geophysical data // Litasfera. 2006. № 1(24). P. 101–112 (in Russian)].
Гарецкий Р.Г., Леонов М.Г. «Структуры омута» – новая категория зон взаимодействия литосферных плитопотоков // Доклады Академии наук. 2018. Т. 478. № 5. С. 546–550. https://doi.org/10.7868/S0869565218050110 [Garetskyi R.G., Leonov M.G. Pool structures: a new type of interaction zones of lithospheric plate flows // Doklady Earth Sciences. 2018. V. 478. № 2. P. 152-155. https://doi.org/10.1134/S1028334X18020137].
Жамалетдинов А.А., Кулик С.Н. Крупнейшие аномалии электропроводности мира // Геофизический журнал. 2012. Т. 34(4). С. 22–39 [Zhamaletdinov A.A., Kulik S.N. First-rate anomalies of electro-conductivity on the globe // Goefiz. Zhurnal. 2012. V. 34(4). P. 22–39 (in Russian)].
Иванов П.В., Варенцов Ив.М., Колодяжный С.Ю. и др. Исследование глубинной электропроводности в окрестности Оршанской впадины: двухмерная инверсия синтетических и наблюденных магнитотеллурических данных методом REBOCC // Физика Земли. 2022. № 5. С. 26–44. https://doi.org/10.31857/S0002333722050179 [Ivanov P.V., Varentsov Iv.M., Kolodyazhnyi S.Yu. et al. Deep electrical conductivity in the vicinity of the Orsha depression: 2D REBOCC inversion of synthetic and observed magnetotelluric data // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2022. V. 58. № 5. P. 626–641. https://doi.org/10.1134/S1069351322050032 ].
Колодяжный С.Ю. Долгоживущие структурные ансамбли Восточно-Европейской платформы. Статья 1. Тектоника фундамента // Известия ВУЗОВ. Серия: Геология и разведка. 2018а. № 2. С. 5–13 [Kolodyazhny S.Yu. Long-lived structural ensembles of the East European platform. Article 1. The basement tectonics // Izvestya VUZOV. Seriya: Geologiya i razvedka. 2018а. № 2. P. 5–13 (in Russian)].
Колодяжный С.Ю. Долгоживущие структурные ансамбли Восточно-Европейской платформы. Статья 2. Строение кровли фундамента // Известия ВУЗОВ. Серия: Геология и разведка. 2018б. № 3. С. 5–14 [Kolodyazhny S.Yu. Long-lived structural ensembles of the East European platform. Article 1. The structure of the top of the basement // Izvestya VUZOV. Seriya: Geologiya i razvedka. 2018b. № 3. P. 5–14 (in Russian)].
Колодяжный С.Ю., Певзнер М.М., Полещук А.В. и др. Признаки сейсмичности и новейшей активности древних разломов в районе Слободского геодинамического узла (запад Восточно-Европейской платформы) // Вулканология и сейсмология. 2021. № 6. С. 43–58. https://doi.org/10.31857/S0203030621060067 [Kolodyazhny S.Yu., Pevzner M.M., Poleshchuk A.V. et al. S igns of seismicity and neotectonic activity of ancient faults in the area of the Sloboda geodynamic intersection in the west of the East European platform // Journal of Volcanology and Seismology. 2021. V. 15. № 6. P. 399–413. https://doi.org/10.1134/S0742046321060063].
Кудельский А.В. Высокоминерализованные воды и рассолы в верхнепротерозойских отложениях и кристаллическом фундаменте древних платформ (на примере Восточно-Европейской платформы и территории Беларуси) // Лiтасфера. 2005. Т. 2(23). С. 9–21 [Kudelsky A.V. High-mineralization groundwater and brines in Upper-Proterozoic sedimentary and crystalline formations of Belarus // Litasfera. 2005. V. 2(23). P. 9–21 (in Russian)].
Куликов В.А., Ионичева А.П., Колодяжный С.Ю. и др. Геоэлектрическая модель Южного Приладожья по результатам 3D-инверсии магнитотеллурических данных // Физика земли. 2022. № 5. С. 45–59. https://doi.org/10.31857/S0002333722050192 [Kulikov V.A., Ionicheva A.P., Kolodyazhny S.Yu. et al. A geoelectrical model of the Southern Ladoga region on the basis of 3D magnetotelluric data inversion // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2022. Т. 58. № 5. С. 642–654. https://doi.org/10.1134/S1069351322050056].
Куликов В.А., Ионичева А.П., Лубнина Н.В. и др. Новые магнитотеллурические данные для зоны сочленения Фенноскандии и Сарматии // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. 2021. № 2. С. 3–11 [Kulikov V.A., Ionicheva A.P., Lubnina N.V. et al. New magnetotelluric data for the Fennoscandia–Sarmatia suture zone // Moscow University Geology Bulletin. 2021. V. 76. № 3. P. 239–246].
Куликов В.А., Каминский А.Е., Яковлев А.Г. Совместная инверсия данных электротомографии и магнитотеллурических зондирований при решении рудных задач // Геофизические исследования.2017. Т. 18. № 3. С. 27–44 [Kulikov V.A., Kaminsky A.E., Yakovlev A.G. Combined inversion of electric resistivity tomography and magnetotelluric sounding for solving tasks of ore geophysics // Geofizicheskiye issledovaniya. 2017. V. 18. № 3. P. 27–44 (in Russian)].
Минц М.В. Объемная модель глубинного строения раннедокембрийской коры Восточно-Европейского кратона, палеогеодинамические следствия // Геотектоника. 2011. № 4. C. 3–29 [Mints M.V. 3D model of deep structure of the early precambrian crust in the East European craton and paleogeodynamic implications // Geotectonics. 2011. V. 45. № 4. P. 267–290].
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., Suleymanov A.K., Babayants P.S. et al. Glubinnoye stroyeniye, evolutsiya i poleznye iskopayemye rannedokembriyskogo fundamenta Vostochno-Evropeyskoy platformy: Interpretatsya materialov po opornomu profile 1-EV, 4V i Tatseys // Moscow: Geokart; GEOS. 2010. V. 1. 408 p.; V. 2. 400 p. (in Russian)].
Нагорный М.А. Тектоника Оршанской впадины // Лiтасфера. 2009. № 2(31). С. 67–74 [Nagorny M.A. Tektonica Orshanskoy vpadiny // Litasfera. 2009. № 2(31). P. 67–74 (in Russian)].
Объяснительная записка к комплекту геологических карт масштаба 1:1000000. Лист N-(35), 36 – Смоленск, Минск. СПб.: изд-во ВСЕГЕИ, 1999. 192 с. [Obyasnitelnaya zapiska k komplektu geologicheskikh kart masshtaba 1:1000000. List N-(35), 36 – Smolensk, Minsk. SPb.: izd-vo VSEGEI, 1999. 192 p. (in Russian)].
Рокитянский И.И., Кулик С.Н., Логвинов И.М., Рокитянская Д.А. Аномалии геомагнитных вариаций на СЗ европейской части СССР // Физика Земли. 1982. № 11. С. 101–106 [Rokityanskiy I.I., Kulik S.N., Logvinov I.M., Rokityanskaya D.A. Anomalii geomagnitnyh variatsiy na SZ Evropeyskoy chasti SSSR // FizikaZemli. 1982. № 11. P. 101–106 (in Russian)].
Чамов Н.П. Строение и этапы развития катаплатформенного чехла среднерусско-беломорской провинции // Литология и полезные ископаемые. 2016. № 6. С. 547–563 [Chamov N.P. Structure and stages in development of the cataplatform cover in the Central Russian-Belomorian province // Lithology and Mineral Resources. 2016. V. 51. № 6. P. 484–499].
Bogdanova S.V. Segments of the East European Craton // Europrobe in Jablonna. Warszawa, 1993. P. 33–38.
Bogdanova S., Gorbatschev R., Skridlaite G. et al. Trans-Baltic Palaeoproterozoic correlations towards the reconstruction of supercontinent Columbia/Nuna // Precambrian Research. 2015. V. 259. P. 5–33.
Caldwell T.G., Bibby H.M., Brown C. The magnetotelluric phase tensor // Geophysical Journal International. 2004. V. 158. № 2. P. 457–469. https://doi.org/10.1111/j.1365–246X.2004.02281.x
Gamble T.D., Goubau W.M., Clarke J. Magnetotellurics with a remote magnetic reference // Geophysics. 1979. V. 44. № 1. P. 53–68.
Kelbert A., Meqbel N., Egbert G.D., Tandon K. A modular system for inversion of electromagnetic geophysical data // Computers and Geosciences. 2014. V. 66. P. 40–53. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2014.01.010
Laske G., Masters G., Ma Z., Pasyanos M. Update on CRUST1.0 – A 1-degreeGlobal Model of Earth’s Crust, Geophys. Res. Abstracts, 15, Abstract EGU2013–2658,2013.
Varentsov Iv.M. Methods of joint robust inversion in MT and MV studies with application to synthetic datasets // Electromagnetic sounding of the Earth’s interior, V. 40 (2nd Edition) Amsterdam: Elsevier, 2015a. P. 191–229.
Varentsov Iv.M. Arrays of simultaneous EM soundings: design, data processing, analysis, and inversion // Electromagnetic sounding of the Earth’s interior, V. 40 (2nd Edition) Amsterdam: Elsevier, 2015b. P. 271–299.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Copyright (c) 2023 В.А. Куликов, Ив.М. Варенцов, П.В. Иванов, А.П Ионичева, С.Ю. Колодяжный, А.В. Королькова, И.Н. Лозовский, Т.А. Родина, А.Г. Яковлев