RomUkrSeis profile: a model of the deep structure of the lithosphere and its geological and geophysical interpretation. P. I. Density heterogeneity and electrical conductivity anomalies
For the first time, a 2D gravity model was calculated for the RomUkrSeis profile, and the lithosphere density heterogeneity was analyzed. The synthetic model of the geoelectric heterogeneities of the Earth’s crust and upper mantle was created. It was obtained from 2D―3D modeling of the Earth’s elect...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/314130 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Репозитарії
Geofizicheskiy Zhurnal| id |
journalsuranua-geofizicheskiy-article-314130 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Geofizicheskiy Zhurnal |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-12-15T15:25:43Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
RomUkrSeis lithosphere density distribution electrical conductivity anomalies |
| spellingShingle |
RomUkrSeis lithosphere density distribution electrical conductivity anomalies Makarenko, I.B. Burakhovych, T.K. Kozlenko, M.V. Murovskaya, G.V. Kozlenko, Yu.V. Savchenko, O.S. RomUkrSeis profile: a model of the deep structure of the lithosphere and its geological and geophysical interpretation. P. I. Density heterogeneity and electrical conductivity anomalies |
| topic_facet |
RomUkrSeis літосфера розподіл густини аномалії електропровідності RomUkrSeis lithosphere density distribution electrical conductivity anomalies |
| format |
Article |
| author |
Makarenko, I.B. Burakhovych, T.K. Kozlenko, M.V. Murovskaya, G.V. Kozlenko, Yu.V. Savchenko, O.S. |
| author_facet |
Makarenko, I.B. Burakhovych, T.K. Kozlenko, M.V. Murovskaya, G.V. Kozlenko, Yu.V. Savchenko, O.S. |
| author_sort |
Makarenko, I.B. |
| title |
RomUkrSeis profile: a model of the deep structure of the lithosphere and its geological and geophysical interpretation. P. I. Density heterogeneity and electrical conductivity anomalies |
| title_short |
RomUkrSeis profile: a model of the deep structure of the lithosphere and its geological and geophysical interpretation. P. I. Density heterogeneity and electrical conductivity anomalies |
| title_full |
RomUkrSeis profile: a model of the deep structure of the lithosphere and its geological and geophysical interpretation. P. I. Density heterogeneity and electrical conductivity anomalies |
| title_fullStr |
RomUkrSeis profile: a model of the deep structure of the lithosphere and its geological and geophysical interpretation. P. I. Density heterogeneity and electrical conductivity anomalies |
| title_full_unstemmed |
RomUkrSeis profile: a model of the deep structure of the lithosphere and its geological and geophysical interpretation. P. I. Density heterogeneity and electrical conductivity anomalies |
| title_sort |
romukrseis profile: a model of the deep structure of the lithosphere and its geological and geophysical interpretation. p. i. density heterogeneity and electrical conductivity anomalies |
| title_alt |
Профіль RomUkrSeis: модель глибинної будови літосфери та її геолого-геофізична інтерпретація. Ч. I. Густинна неоднорідність та аномалії електропровідності |
| description |
For the first time, a 2D gravity model was calculated for the RomUkrSeis profile, and the lithosphere density heterogeneity was analyzed. The synthetic model of the geoelectric heterogeneities of the Earth’s crust and upper mantle was created. It was obtained from 2D―3D modeling of the Earth’s electromagnetic field. An overview of modern ideas about the geological structure of tectonic units along the profile is presented. We propose a deep position of crustal and crustal-mantle faults dividing the Earth’s crust and upper mantle into separate blocks according to the gravity model, taking into account the seismic model and geological-geophysical data. The southwest part of the profile is mainly characterized by a high fragmentation into blocks, while the northeast, by horizontal stratification. The lower densities (2.36―2.76 g/cm3) of the whole Earth’s crust up to 36 km depth in relation to the surrounding structures is confirmed in the Outer Carpathians. According to the gravity model, a low-density zone (2.55―2.60 g/cm3) in the upper crust, which covers the northeastern part of the Apuseni Mountains and partially the Transylvanian basin, is revealed. From the northeast, this zone is limited by the Bistrica-Pryde fault. We identified compaction zones in the lower crust and in two upper mantle blocks in the narrow keel of the Moho boundary; the blocks with the highest densities of 3.41 g/cm3 (to the southwest) and 3.42 g/cm3 (to the northeast) are separated by the Pre-Carpathian fault. The synthetic model of the resistivity distribution along the RomUkrSeis profile is a generalization of the results of geoelectrical models of various degrees of approximation of the geological environment, which were obtained from the experimental data of magnetotelluric sounding and magnetovariational profiling. Anomalies of high electrical conductivity in the Earth’s crust and upper mantle have a complex configuration, different intensity, and depth. They do not always correspond to surface geology. Electrical conductive objects are located at depths from 15 to 25―30 km and are characterized by anomalous resistivity from the first units of Ohm∙m in the Carpathian-Pannonian region to 10―20 Ohm∙m under the Volyn-Podilsk monocline and the western part of the Ukrainian Shield. As a result of the review of available geoelectrical data in the Pannonian-Carpathian region, the lithosphere-asthenosphere boundary depth is assumed to be 70―90 km with a total longitudinal conductivity of up to 6 kS. The descending of the asthenosphere top from 70 to 100 km in the transition zone between the Inner and Outer Eastern Carpathians and its rise to 70 km under the Carpathian Foredeep were revealed. Under the Volyn-Podilsk monocline and the western part of the Ukrainian shield, the total longitudinal conductivity of the asthenosphere does not exceed 1―2 kS. |
| publisher |
Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/314130 |
| work_keys_str_mv |
AT makarenkoib romukrseisprofileamodelofthedeepstructureofthelithosphereanditsgeologicalandgeophysicalinterpretationpidensityheterogeneityandelectricalconductivityanomalies AT burakhovychtk romukrseisprofileamodelofthedeepstructureofthelithosphereanditsgeologicalandgeophysicalinterpretationpidensityheterogeneityandelectricalconductivityanomalies AT kozlenkomv romukrseisprofileamodelofthedeepstructureofthelithosphereanditsgeologicalandgeophysicalinterpretationpidensityheterogeneityandelectricalconductivityanomalies AT murovskayagv romukrseisprofileamodelofthedeepstructureofthelithosphereanditsgeologicalandgeophysicalinterpretationpidensityheterogeneityandelectricalconductivityanomalies AT kozlenkoyuv romukrseisprofileamodelofthedeepstructureofthelithosphereanditsgeologicalandgeophysicalinterpretationpidensityheterogeneityandelectricalconductivityanomalies AT savchenkoos romukrseisprofileamodelofthedeepstructureofthelithosphereanditsgeologicalandgeophysicalinterpretationpidensityheterogeneityandelectricalconductivityanomalies AT makarenkoib profílʹromukrseismodelʹglibinnoíbudovilítosferitaíígeologogeofízičnaínterpretacíâčigustinnaneodnorídnístʹtaanomalííelektroprovídností AT burakhovychtk profílʹromukrseismodelʹglibinnoíbudovilítosferitaíígeologogeofízičnaínterpretacíâčigustinnaneodnorídnístʹtaanomalííelektroprovídností AT kozlenkomv profílʹromukrseismodelʹglibinnoíbudovilítosferitaíígeologogeofízičnaínterpretacíâčigustinnaneodnorídnístʹtaanomalííelektroprovídností AT murovskayagv profílʹromukrseismodelʹglibinnoíbudovilítosferitaíígeologogeofízičnaínterpretacíâčigustinnaneodnorídnístʹtaanomalííelektroprovídností AT kozlenkoyuv profílʹromukrseismodelʹglibinnoíbudovilítosferitaíígeologogeofízičnaínterpretacíâčigustinnaneodnorídnístʹtaanomalííelektroprovídností AT savchenkoos profílʹromukrseismodelʹglibinnoíbudovilítosferitaíígeologogeofízičnaínterpretacíâčigustinnaneodnorídnístʹtaanomalííelektroprovídností |
| first_indexed |
2024-12-15T20:49:19Z |
| last_indexed |
2024-12-15T20:49:19Z |
| _version_ |
1818749594275676160 |
| spelling |
journalsuranua-geofizicheskiy-article-3141302024-12-15T15:25:43Z RomUkrSeis profile: a model of the deep structure of the lithosphere and its geological and geophysical interpretation. P. I. Density heterogeneity and electrical conductivity anomalies Профіль RomUkrSeis: модель глибинної будови літосфери та її геолого-геофізична інтерпретація. Ч. I. Густинна неоднорідність та аномалії електропровідності Makarenko, I.B. Burakhovych, T.K. Kozlenko, M.V. Murovskaya, G.V. Kozlenko, Yu.V. Savchenko, O.S. RomUkrSeis літосфера розподіл густини аномалії електропровідності RomUkrSeis lithosphere density distribution electrical conductivity anomalies For the first time, a 2D gravity model was calculated for the RomUkrSeis profile, and the lithosphere density heterogeneity was analyzed. The synthetic model of the geoelectric heterogeneities of the Earth’s crust and upper mantle was created. It was obtained from 2D―3D modeling of the Earth’s electromagnetic field. An overview of modern ideas about the geological structure of tectonic units along the profile is presented. We propose a deep position of crustal and crustal-mantle faults dividing the Earth’s crust and upper mantle into separate blocks according to the gravity model, taking into account the seismic model and geological-geophysical data. The southwest part of the profile is mainly characterized by a high fragmentation into blocks, while the northeast, by horizontal stratification. The lower densities (2.36―2.76 g/cm3) of the whole Earth’s crust up to 36 km depth in relation to the surrounding structures is confirmed in the Outer Carpathians. According to the gravity model, a low-density zone (2.55―2.60 g/cm3) in the upper crust, which covers the northeastern part of the Apuseni Mountains and partially the Transylvanian basin, is revealed. From the northeast, this zone is limited by the Bistrica-Pryde fault. We identified compaction zones in the lower crust and in two upper mantle blocks in the narrow keel of the Moho boundary; the blocks with the highest densities of 3.41 g/cm3 (to the southwest) and 3.42 g/cm3 (to the northeast) are separated by the Pre-Carpathian fault. The synthetic model of the resistivity distribution along the RomUkrSeis profile is a generalization of the results of geoelectrical models of various degrees of approximation of the geological environment, which were obtained from the experimental data of magnetotelluric sounding and magnetovariational profiling. Anomalies of high electrical conductivity in the Earth’s crust and upper mantle have a complex configuration, different intensity, and depth. They do not always correspond to surface geology. Electrical conductive objects are located at depths from 15 to 25―30 km and are characterized by anomalous resistivity from the first units of Ohm∙m in the Carpathian-Pannonian region to 10―20 Ohm∙m under the Volyn-Podilsk monocline and the western part of the Ukrainian Shield. As a result of the review of available geoelectrical data in the Pannonian-Carpathian region, the lithosphere-asthenosphere boundary depth is assumed to be 70―90 km with a total longitudinal conductivity of up to 6 kS. The descending of the asthenosphere top from 70 to 100 km in the transition zone between the Inner and Outer Eastern Carpathians and its rise to 70 km under the Carpathian Foredeep were revealed. Under the Volyn-Podilsk monocline and the western part of the Ukrainian shield, the total longitudinal conductivity of the asthenosphere does not exceed 1―2 kS. Вперше за профілем RomUkrSeis побудовано двовимірну (2D) гравітаційну модель та виконано аналіз густинної неоднорідності літосфери, а також створено синтетичну модель розподілу геоелектричних неоднорідностей, що отримані за 2D -3D моделюванням електромагнітного поля Землі. Представлено стислий огляд про сучасні уявлення щодо геологічної будови літосфери різноманітних тектонічних структур за профілем, які мають різне походження та геодинамічну історію. За даними гравітаційного моделювання з урахуванням особливостей сейсмічної моделі і геолого-геофізичних даних запропоновано гіпотетичне глибинне положення корових та корово-мантійних розломів, що ділять земну кору та верхню мантію на окремі блоки. З’ясовано, що румунська частина профілю характеризується високою подрібненістю на блоки, в той час як українській частині притаманна розшаруватість. Підтверджена наявність в Зовнішніх складчастих Карпатах розущільнення (2,36-2,76 г/см3) частини земної кори до глибини 36 км по відношенню до оточуючих структур. За даними гравітаційного моделювання виявлено зону розущільнення (2,55-2,60 г/см3), яка обмежена розломом Бістріца-Прайд та охоплює північно-східну частину гір Апусені та частково Трансільванську западину. Виділено ущільнення в нижній частині кристалічної кори та в двох блоках верхньої мантії в області вузького кілю поділу Мохо, де найбільші значення густини розділені Передкарпатським розломом – 3,41 г/см3 (на південний захід) та 3,42 г/см3 ( на північний схід). Синтетична модель розподілу питомого опору за профілем RomUkrSeis є узагальненням результатів геоелектричних моделей різного ступеня апроксимації геологічного середовища, які отримано за експериментальними даними магнітотеллуричного зондування і магнітоваріаційного профілювання. Встановлено, що аномалії високої електропровідності в земній корі та у верхній мантії мають складну конфігурацію у просторі, не завжди відповідають поверхневій геології, відрізняються різною інтенсивністю й глибиною залягання. З’ясовано, що електропровідні об'єкти розташовані в земній корі на глибинах від 15 до 25-30 км та характеризуються аномальним питомим опором від перших одиниць Ом·м у Карпатсько-Паннонському регіоні до 10-20 Ом·м під Волино-Подільською монокліналлю та заходом Українського щита. В результаті огляду існуючих геоелектричних даних у Паннонсько-Карпатському регіоні глибина границі літосфера-астеносфера прийнята 70-90 км з сумарною повздовжньою провідністю до 6000 См. Виявлено занурення верхньої кромки астеносфери з 70 до 100 км в зоні переходу між Внутрішніми та Зовнішніми Східними Карпатами та її підйом до 70 км під Передкарпатським прогином. Під Волино-Подільською монокліналлю та західною частиною Українського щита сумарна повздовжня провідність астеносфери не перевищує 1000–2000 См. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2024-12-15 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/314130 10.24028/gj.v46i6.314130 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 46 No. 6 (2024) Геофизический журнал; Том 46 № 6 (2024) Геофізичний журнал; Том 46 № 6 (2024) 2524-1052 0203-3100 uk https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/314130/308278 Copyright (c) 2024 Tatiana Burakhovych https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 |