Donbas conductivity anomaly in the Karpinsky Swell
Donbas Foldbelt (DF) and Karpinsky Swell (KS) are contiguous parts of a system of elongated sedimentary basins forming lineament from Poland through Pripyat Trough in Belarus, the Dnieper-Donets Basin (DDB) and DF in Ukraine, KS in Russia, across the Caspian Sea, through Mangyshlak in Turanian plate...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/273642 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Репозитарії
Geofizicheskiy Zhurnal| _version_ | 1856543553219461120 |
|---|---|
| author | Rokityansky, I.I. Tereshyn, A.V. |
| author_facet | Rokityansky, I.I. Tereshyn, A.V. |
| author_sort | Rokityansky, I.I. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-02-22T20:41:14Z |
| description | Donbas Foldbelt (DF) and Karpinsky Swell (KS) are contiguous parts of a system of elongated sedimentary basins forming lineament from Poland through Pripyat Trough in Belarus, the Dnieper-Donets Basin (DDB) and DF in Ukraine, KS in Russia, across the Caspian Sea, through Mangyshlak in Turanian plate in Asia. In DF, the Mesozoic-Cenozoic sediments were raised, and subsequent erosion exposed the Carboniferous coal-bearing strata. In contrast to DF, the Paleozoic rocks in KS are covered by 1—3 km thick sediments of Mesozoic-Cenozoic age; productive structures of the earlier age cannot be confidently studied in KS by geological methods. So, geophysical methods are the promising approach for the KS deep structure studies.
This work is devoted to electromagnetic (EM) studies of the electrical conductivity of rocks by the methods of magnetic variation profiling (MVP) and magnetotelluric sounding (MTS). Previously [Rokityansky, Tereshyn, 2022], we described the results of the EM research on DF in detail. MVP reveals the intense Donbas electrical Conductivity Anomaly (DCA) running along the main anticline of the folded Donbas. DCA parameters: maximum possible depth of the anomalous currents center h=18±2 km. Frequency response maximum Т0≈3600 s yields the total longitudinal conductance G=(8±2)∙108 S∙m. 70 MTS at periods 0.1—3000 s yield two conductive stripes, with the upper edge varying from 0.3 to 5 km. The stripes are parallel to the DCA axis and are considered as part of DCA. A very large value of G suggests that the anomalous body extends to some considerable depth. The DCA axis spatially coincides with an intense (up to 90 mW/m2) deep heat flow anomaly. Thus, the nature of the DCA lower part can be a partial melting. Theoretical estimates show that intense anomalous fields of geomagnetic variations arise over highly elongated conductors. Therefore, there is reason to expect that the anomaly continues eastward. We found two MTS profiles crossing the Karpinsky swell, and under both profiles strong conductivity anomalies are clearly seen. We re-interpreted original data and presented parameters of all 3 anomalies in an identical style. The main conclusion: the anomaly parameters on the three profiles are approximately the same, and one can assume with a high probability the existence of a single anomaly of electrical conductivity in the Donbas and Karpinsky Swell with a common length of more than 500 km and longitudinal conductance G≈8×108 S×m. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:13:15Z |
| format | Article |
| id | journalsuranua-geofizicheskiy-article-273642 |
| institution | Geofizicheskiy Zhurnal |
| language | English |
| last_indexed | 2025-07-17T11:13:15Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | journalsuranua-geofizicheskiy-article-2736422023-02-22T20:41:14Z Donbas conductivity anomaly in the Karpinsky Swell Донбаська аномалія електропровідності у валу Карпінського Rokityansky, I.I. Tereshyn, A.V. геомагнітні варіації магнітотелуричне зондування магнітоваріаційне профілювання аномалія електропровідності вал Карпінського geomagnetic variations magnetotelluric sounding magnetic variation profiling electric conductivity anomaly Karpinsky swell Donbas Foldbelt (DF) and Karpinsky Swell (KS) are contiguous parts of a system of elongated sedimentary basins forming lineament from Poland through Pripyat Trough in Belarus, the Dnieper-Donets Basin (DDB) and DF in Ukraine, KS in Russia, across the Caspian Sea, through Mangyshlak in Turanian plate in Asia. In DF, the Mesozoic-Cenozoic sediments were raised, and subsequent erosion exposed the Carboniferous coal-bearing strata. In contrast to DF, the Paleozoic rocks in KS are covered by 1—3 km thick sediments of Mesozoic-Cenozoic age; productive structures of the earlier age cannot be confidently studied in KS by geological methods. So, geophysical methods are the promising approach for the KS deep structure studies. This work is devoted to electromagnetic (EM) studies of the electrical conductivity of rocks by the methods of magnetic variation profiling (MVP) and magnetotelluric sounding (MTS). Previously [Rokityansky, Tereshyn, 2022], we described the results of the EM research on DF in detail. MVP reveals the intense Donbas electrical Conductivity Anomaly (DCA) running along the main anticline of the folded Donbas. DCA parameters: maximum possible depth of the anomalous currents center h=18±2 km. Frequency response maximum Т0≈3600 s yields the total longitudinal conductance G=(8±2)∙108 S∙m. 70 MTS at periods 0.1—3000 s yield two conductive stripes, with the upper edge varying from 0.3 to 5 km. The stripes are parallel to the DCA axis and are considered as part of DCA. A very large value of G suggests that the anomalous body extends to some considerable depth. The DCA axis spatially coincides with an intense (up to 90 mW/m2) deep heat flow anomaly. Thus, the nature of the DCA lower part can be a partial melting. Theoretical estimates show that intense anomalous fields of geomagnetic variations arise over highly elongated conductors. Therefore, there is reason to expect that the anomaly continues eastward. We found two MTS profiles crossing the Karpinsky swell, and under both profiles strong conductivity anomalies are clearly seen. We re-interpreted original data and presented parameters of all 3 anomalies in an identical style. The main conclusion: the anomaly parameters on the three profiles are approximately the same, and one can assume with a high probability the existence of a single anomaly of electrical conductivity in the Donbas and Karpinsky Swell with a common length of more than 500 km and longitudinal conductance G≈8×108 S×m. Донбаський складчастий пояс (ДСП) і вал Карпінського (ВК) є суміжними частинами системи витягнутих осадових басейнів, що утворюють лінеамент від Польщі через Прип’ятський прогин у Білорусі, Дніпровсько-Донецький басейн (ДДБ) і ДСП в Україні, ВК у Росії, через Каспійське море та через Мангишлак у Туранській плиті в Азії. У ДСП відбулося підняття осадових відкладів мезозойсько-кайнозойського віку і подальша ерозія оголила кам’яновугільні вугленосні товщі. На відміну від порід ДСП палеозойські породи у ВК вкриті відкладами мезозойсько-кайнозойського віку потужністю 1—3 км, і продуктивні структури більш раннього віку не можуть бути впевнено досліджені у ВК геологічними методами. Отже, геофізичні методи є перспективним підходом для дослідження глибинної будови ВК. Стаття присвячена електромагнітним дослідженням електропровідності гірських порід методами магнітоваріаційного профілювання та магнітотелуричного зондування. У попередній статті, що вийшла другом 2022 р., детально описано результати електромагнітних досліджень ДСП. За допомогою даних МВП було виявлено інтенсивну Донбаську аномалію електропровідності, яка проходить уздовж Головної антикліналі Складчастого Донбасу. Параметри ДСП: максимально можлива глибина центру аномальних струмів h=18±2 км. Максимум частотної характеристики Т0≈3600 с дає повну поздовжню провідність G=(8±2)·108 См·м. 70 досліджень МТЗ на періодах 0,1—3000 с дають дві провідні смуги, верхній край яких змінюється від 0,3 до 5 км. Смуги паралельні осі ДСП їх розглянуто як частина у цього поясу. Дуже велике значення G дає змогу зробити припущення, що аномальне тіло простягається на значну глибину. Вісь ДСП просторово збігається з інтенсивною (до 90 мВт/м2) глибинною аномалією теплового потоку. Цей факт свідчить про те, що природа нижньої частини ДСП може бути спричинена частковим плавленням. Теоретичні оцінки показують, що над сильно витягнутими провідниками виникають інтенсивні аномальні поля геомагнітних варіацій. Тому є підстави очікувати, що аномалія продовжується у східному напрямку. Ми знайшли два профілі МТЗ, що містять аномалії з приблизно такими ж параметрами, як ДСП; обидві аномалії в межах валу Карпінського. Подано оригінальні матеріали, зроблено доповнення та уточнення в їх інтерпретації та описі. Основний висновок: параметри аномалії на трьох профілях приблизно однакові, і можна з високою ймовірністю припустити існування єдиної аномалії електропровідності Донбасу та валу Карпінського загальною довжиною понад 500 км і поздовжньою електропровідністю G≈8·108 См·м. S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2023-02-22 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/273642 10.24028/gj.v44i6.273642 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 44 No. 6 (2022); 101-111 Геофизический журнал; Том 44 № 6 (2022); 101-111 Геофізичний журнал; Том 44 № 6 (2022); 101-111 2524-1052 0203-3100 en https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/273642/269503 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | geomagnetic variations magnetotelluric sounding magnetic variation profiling electric conductivity anomaly Karpinsky swell Rokityansky, I.I. Tereshyn, A.V. Donbas conductivity anomaly in the Karpinsky Swell |
| title | Donbas conductivity anomaly in the Karpinsky Swell |
| title_alt | Донбаська аномалія електропровідності у валу Карпінського |
| title_full | Donbas conductivity anomaly in the Karpinsky Swell |
| title_fullStr | Donbas conductivity anomaly in the Karpinsky Swell |
| title_full_unstemmed | Donbas conductivity anomaly in the Karpinsky Swell |
| title_short | Donbas conductivity anomaly in the Karpinsky Swell |
| title_sort | donbas conductivity anomaly in the karpinsky swell |
| topic | geomagnetic variations magnetotelluric sounding magnetic variation profiling electric conductivity anomaly Karpinsky swell |
| topic_facet | геомагнітні варіації магнітотелуричне зондування магнітоваріаційне профілювання аномалія електропровідності вал Карпінського geomagnetic variations magnetotelluric sounding magnetic variation profiling electric conductivity anomaly Karpinsky swell |
| url | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/273642 |
| work_keys_str_mv | AT rokityanskyii donbasconductivityanomalyinthekarpinskyswell AT tereshynav donbasconductivityanomalyinthekarpinskyswell AT rokityanskyii donbasʹkaanomalíâelektroprovídnostíuvalukarpínsʹkogo AT tereshynav donbasʹkaanomalíâelektroprovídnostíuvalukarpínsʹkogo |