Abstract

The paper presents methods and actual results of new profile MT/MV sounding implemented across Lake Ladoga conductivity anomaly (LA) on the South-Eastern part of the Baltic Shield. The data of synchronous broad-band and long-period observations are used to suppress abundant noises and construct frequency dependences of local and inter-stations transfer functions. The images of MT/MV responses and their invariant transformations are analyzed to estimate strike and dimensionality of geoelectric structures. First results of MT data inversion in quasi-2D manner as well as 3D modeling of regional conductivity structure of LA zone are discussed.

Keywords

Synchronous magnetotelluric soundings, transfer functions, conductivity anomaly, Baltic (Fennoscandian) shield,

Reference

  •  1) Aleksanova E.D., Varencov Iv. M., Kulikov V.A. i dr. Glubinnye anomalii elektroprovodnosti v severnoy chasti Voronezhskoy anteklizy // Geofizika. 2013. №2. S. 32-38.

  •  2) Baglaenko N.V., Varencov Iv. M. i dr. Geoelektricheskaya model Kirovogradskoy anomalii po geomagnitnym dannym // Fizika Zemli. 1996. №4. S. 87-98.

  •  3) Berdichevskiy M.N., Dmitriev V.I. Modeli i metody magnitotelluriki. M.: Nauchnyy mir, 2010. 680 s.

  •  4) Berdichevskiy M.N., Sokolova E.Yu., Varencov Iv. M. i dr. Geoelektricheskiy razrez Centralnogo Tyan-Shanya: analiz magnitotelluricheskih i magnitovariacionnyh otklikov vdol geotraversa NARYN // Fizika Zemli. 2010. №8. S. 36-53.

  •  5) Berzin R.G., Kulikov V.A., Kaplan S.A. Postroenie geoelektricheskogo razreza zemnoy kory po dannym MTZ na uchastke Tihvin-Molokovo profilya 1-EV: Pyatye geofizicheskie chteniya im. V.V. Fedynskogo. M.: GEON, 2002. 1 s.

  •  6) Vasin N.D. Geoelektricheskaya harakteristika razreza yugo-zapadnoy Karelii // Zapiski Gornogo instituta. 1988. T 113. S. 57-63.

  •  7) Varencov Iv. M., Sokolova E.Yu., Martanus E.R., Na-livayko K.V. Metodika postroeniya peredatochnyh operatorov EM-polya dlya massiva sinhronnyh zondirovaniy BEAR // Fizika Zemli. 2003. №2. S. 30-50.

  •  8) Varencov Iv. M., Kovachikova S., Kulikov V.A. i dr. Rabochaya gruppa KIROVOGRAD. Sinhronnye magnitotelluricheskie i magnitovariacionnye zondirovaniya na zapadnom sklone Voronezhskogo massiva // Geofizicheskiy zhurnal. 2012. T. 34. №4. Kiev: Naukova dumka.

  •  9) Glubinnoe stroenie i seysmichnost Karelskogo regiona i ego obramleniya / Pod red. N.V. Sharova. Petrozavodsk: Izd-vo KNC RAN, 2004. 352 s.

  •  10) Zhamaletdinov A.A., Kulik S.N. Krupneyshie anomalii elektroprovodnosti mira // Geofizicheskiy zhurnal. 2012. T. 34. №4. Kiev: Naukova dumka. S. 22-39.

  •  11) Kovtun A.A., Vagin S.A., Vardanyanc I.L. Stroenie kory i mantii po profilyu Suoyarvi-Vyborg po magnitotelluricheskim dannym // Vestnik SPbGU 1998. Ser. 4. Vyp. 4. S. 25-34.

  •  12) Kovtun A.A., Vardanyanc I.L., Uspenskiy N.I. Sopostavlenie seysmicheskoy i geoelektricheskoy modeley Ladozhsko-Botnicheskoy anomalnoy zony // Voprosy geofiziki. SPb., 2011. Vyp. 44. S. 124-133.

  •  13) Minc M.V. i dr. Glubinnoe stroenie, evolyuciya i poleznye iskopaemye rannedokembriyskogo fundamenta Vostochno-Evropeyskoy platformy. Interpretaciya materialov po opornomu profilyu 1-EV, profilyam 4V i Tatseys. M.: Rosnedra. RAN. Centr GEOKART, 2010.

  •  14) Rokityanskiy I.I. Indukcionnye zondirovaniya Zemli. Kiev: Naukova dumka, 1981. 296 s.

  •  15) Rokityanskiy I.I., Kulik S.N., Rokityanskaya D.A. Ladozhskaya anomaliya elektroprovodnosti // Geofiz. zhurnal. Ukrainskaya akademiya nauk. 1981. №3. S. 97-99.

  •  16) Epishkin D. Advances in remote references data processing: using remote electric channels / Abstracts of the 22nd EM Induction Workshop. Germany. Weimar. 2014.

  •  17) Habibian VM., Brasse H., Ernst T., Oskooi B., Sokolova E.Yu., Varentsov Iv.M. The conductivity structure across the Trans-European Suture Zone from MT and MV data modeling // Phys. Earth Planet. Int. 2010. doi:10.1016/j.pepi.2010.08.005.

  •  18) Jozwiak W. Large scale conductivity pattern in Central Europe and its correlation to deep tectonic structures // Pure Appl. Geophys. 2012. Vol. 169. Pp. 1737-1747.

  •  19) Korja T., Engels M., Zhamaletdinov A.A., Kovtun A.A., Palshin N.A., Smirnov M.Yu., Tokarev A., Asming V.E., Vanyan L. L., Vardaniants I.L. & the BEAR Working Group. Crustal conductivity in Fennoscandia - a compilation of a database on crustal conductance in the Fennoscandian Shield // Earth Planets Space. 2002. Vol. 54. Pp. 535-558.

  •  20) Pajunpdd K. Conductivity anomalies in the Baltic Shield in Finland // Geophys. J. R. astr. Soc. 1987. Vol. 91. Pp. 657666.

  •  21) Sokolova E.Yu, Varentsov Iv.M., BEAR WG. Deep array electromagnetic sounding on the Baltic Shield: external excitation model and implications for upper mantle conductivity studies // Tectonophysics. 2007. Vol. 445. Pp. 3-25.

  •  22) Vaittinen K., Korja T., Kaikkonen P., Lahti I., Smirnov M. Yu. High-resolution magnetotelluric studies of the Archaean-Proterozoic border zone in the Fennoscandian Shield, Finland // Geophys. J. Int. 2012. Vol. 188. Pp. 908-924.

  •  23) Varentsov Iv.M., Sokolova E.Yu., EMTESZ-Pomerania WG. The magnetic control approach for the reliable estimation of transfer functions in the EMTESZ-Pomerania project // Study of geological structures containing well-conductive complexes in Poland. Publ. Inst. Geoph. Pol. Acad. Sci. 2005. C-95(386). P. 67-80.

  •  24) Weckmann U. Making and Breaking of a Continent: Following the Scent of Geodynamic Imprints on the African Continent Using Electromagnetics // Surv Geophys. 2012. Vol. 33. Pp.107-134.

  •  25) Wybranec S., Jankovski J., Ernst T., Pecova J. and Phfec O. A new method for presentation of induction vector distribution in Europe // Geophys. Polonica. 1999. Vol. XLVII(3). Pp. 323-334.

Результаты синхронных магнитотеллурических и магнитовариационных зондирований в районе Ладожской аномалии электропроводности

Куликов В.А. Яковлев А.Г. Пушкарев П.Ю. Голубцова Н.С. Лозовский И.Н. Соколова Е.Ю. Ковтун А.А. Рокитянский И.И. Таран Я.В.

Аннотация

В статье представлены результаты завершенного полевого этапа синхронных магнитотеллурических и магнитовариационных зондирований вдоль профиля «Выборг-Суоярви-2», секущего область Ладожской аномалии электропроводности (ЛА) на юго-востоке Балтийского щита. Описываются методика эксперимента и граф обработки длиннопериодных и широкополосных данных, нацеленный на борьбу с индустриальными шумами. Результаты инвариантных разложений полученных локальных и двухточечных передаточных функций электромагнитного поля используются для оценки размерности и простирания геоэлектрических структур. Приведены результаты интерпретации зондирований в рамках квази-двумерного подхода, выполнено трехмерное моделирование региональной структуры электропроводности области ЛА.

Финансирование

Работа поддержана грантом РФФИ № 13-05-00786 и Программой развития МГУ.

Ключевые слова

Cинхронные магнитотеллурические зондирования, передаточные функции, аномалия электропроводности, Балтийский (Фенноскандинавский) щит,

Информация об авторах

Библиографическая ссылка

Куликов В.А. Яковлев А.Г. Пушкарев П.Ю. Голубцова Н.С. Лозовский И.Н. Соколова Е.Ю. Ковтун А.А. Рокитянский И.И. Таран Я.В. Результаты синхронных магнитотеллурических и магнитовариационных зондирований в районе Ладожской аномалии электропроводности // Геофизика. 2016. № 1. С. 48-61.

Список литературы

  •  1) Алексанова Е.Д., Варенцов Ив. М., Куликов В.А. и др. Глубинные аномалии электропроводности в северной части Воронежской антеклизы // Геофизика. 2013. №2. С. 32-38.

  •  2) Баглаенко Н.В., Варенцов Ив. М. и др. Геоэлектрическая модель Кировоградской аномалии по геомагнитным данным // Физика Земли. 1996. №4. С. 87-98.

  •  3) Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. М.: Научный мир, 2010. 680 с.

  •  4) Бердичевский М.Н., Соколова Е.Ю., Варенцов Ив. М. и др. Геоэлектрический разрез Центрального Тянь-Шаня: анализ магнитотеллурических и магнитовариационных откликов вдоль геотраверса НАРЫН // Физика Земли. 2010. №8. С. 36-53.

  •  5) Берзин Р.Г., Куликов В.А., Каплан С.А. Построение геоэлектрического разреза земной коры по данным МТЗ на участке Тихвин-Молоково профиля 1-ЕВ: Пятые геофизические чтения им. В.В. Федынского. М.: ГЕОН, 2002. 1 с.

  •  6) Васин Н.Д. Геоэлектрическая характеристика разреза юго-западной Карелии // Записки Горного института. 1988. Т 113. С. 57-63.

  •  7) Варенцов Ив. М., Соколова Е.Ю., Мартанус Е.Р., На-ливайко К.В. Методика построения передаточных операторов ЭМ-поля для массива синхронных зондирований BEAR // Физика Земли. 2003. №2. С. 30-50.

  •  8) Варенцов Ив. М., Ковачикова С., Куликов В.А. и др. Рабочая группа KIROVOGRAD. Синхронные магнитотеллурические и магнитовариационные зондирования на западном склоне Воронежского массива // Геофизический журнал. 2012. Т. 34. №4. Киев: Наукова думка.

  •  9) Глубинное строение и сейсмичность Карельского региона и его обрамления / Под ред. Н.В. Шарова. Петрозаводск: Изд-во КНЦ РАН, 2004. 352 с.

  •  10) Жамалетдинов А.А., Кулик С.Н. Крупнейшие аномалии электропроводности мира // Геофизический журнал. 2012. Т. 34. №4. Киев: Наукова думка. С. 22-39.

  •  11) Ковтун А.А., Вагин С.А., Варданянц И.Л. Строение коры и мантии по профилю Суоярви-Выборг по магнитотеллурическим данным // Вестник СПбГУ 1998. Сер. 4. Вып. 4. С. 25-34.

  •  12) Ковтун А.А., Варданянц И.Л., Успенский Н.И. Сопоставление сейсмической и геоэлектрической моделей Ладожско-Ботнической аномальной зоны // Вопросы геофизики. СПб., 2011. Вып. 44. С. 124-133.

  •  13) Минц М.В. 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.: Роснедра. РАН. Центр ГЕОКАРТ, 2010.

  •  14) Рокитянский И.И. Индукционные зондирования Земли. Киев: Наукова думка, 1981. 296 с.

  •  15) Рокитянский И.И., Кулик С.Н., Рокитянская Д.А. Ладожская аномалия электропроводности // Геофиз. журнал. Украинская академия наук. 1981. №3. С. 97-99.

  •  16) Epishkin D. Advances in remote references data processing: using remote electric channels / Abstracts of the 22nd EM Induction Workshop. Germany. Weimar. 2014.

  •  17) Habibian ВМ., Brasse H., Ernst T., Oskooi B., Sokolova E.Yu., Varentsov Iv.M. The conductivity structure across the Trans-European Suture Zone from MT and MV data modeling // Phys. Earth Planet. Int. 2010. doi:10.1016/j.pepi.2010.08.005.

  •  18) Jozwiak W. Large scale conductivity pattern in Central Europe and its correlation to deep tectonic structures // Pure Appl. Geophys. 2012. Vol. 169. Pp. 1737-1747.

  •  19) Korja T., Engels M., Zhamaletdinov A.A., Kovtun A.A., Palshin N.A., Smirnov M.Yu., Tokarev A., Asming V.E., Vanyan L. L., Vardaniants I.L. & the BEAR Working Group. Crustal conductivity in Fennoscandia - a compilation of a database on crustal conductance in the Fennoscandian Shield // Earth Planets Space. 2002. Vol. 54. Pp. 535-558.

  •  20) Pajunpdd K. Conductivity anomalies in the Baltic Shield in Finland // Geophys. J. R. astr. Soc. 1987. Vol. 91. Pp. 657666.

  •  21) Sokolova E.Yu, Varentsov Iv.M., BEAR WG. Deep array electromagnetic sounding on the Baltic Shield: external excitation model and implications for upper mantle conductivity studies // Tectonophysics. 2007. Vol. 445. Pp. 3-25.

  •  22) Vaittinen K., Korja T., Kaikkonen P., Lahti I., Smirnov M. Yu. High-resolution magnetotelluric studies of the Archaean-Proterozoic border zone in the Fennoscandian Shield, Finland // Geophys. J. Int. 2012. Vol. 188. Pp. 908-924.

  •  23) Varentsov Iv.M., Sokolova E.Yu., EMTESZ-Pomerania WG. The magnetic control approach for the reliable estimation of transfer functions in the EMTESZ-Pomerania project // Study of geological structures containing well-conductive complexes in Poland. Publ. Inst. Geoph. Pol. Acad. Sci. 2005. C-95(386). P. 67-80.

  •  24) Weckmann U. Making and Breaking of a Continent: Following the Scent of Geodynamic Imprints on the African Continent Using Electromagnetics // Surv Geophys. 2012. Vol. 33. Pp.107-134.

  •  25) Wybranec S., Jankovski J., Ernst T., Pecova J. and Phfec O. A new method for presentation of induction vector distribution in Europe // Geophys. Polonica. 1999. Vol. XLVII(3). Pp. 323-334.