Геоэлектрическая 2D модель вдоль профиля Сарата — Кельменцы
The geoelectrical cross section along the profile Sarata–Kelmensy was obtained for the first time by REBOOC and IGF Polish AS code. The conductive objects with resistivity less than 10 Ohm·m explaining the Carpathian anomaly of conductivity are sited under the Folded Carpathians in an interval of d...
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4127 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Геоэлектрическая 2D модель вдоль профиля Сарата — Кельменцы / Б.Т. Ладанивский, И.М. Логвинов, В.Н. Тарасов // Доп. НАН України. — 2008. — № 1. — С. 101-105. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-4127 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Ладанивский, Б.Т. Логвинов, И.М. Тарасов, В.Н. 2009-07-16T08:27:26Z 2009-07-16T08:27:26Z 2008 Геоэлектрическая 2D модель вдоль профиля Сарата — Кельменцы / Б.Т. Ладанивский, И.М. Логвинов, В.Н. Тарасов // Доп. НАН України. — 2008. — № 1. — С. 101-105. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4127 550.837.211:477.41 The geoelectrical cross section along the profile Sarata–Kelmensy was obtained for the first time by REBOOC and IGF Polish AS code. The conductive objects with resistivity less than 10 Ohm·m explaining the Carpathian anomaly of conductivity are sited under the Folded Carpathians in an interval of depths of 2–18 km. The integrated conductivity of those objects was estimated about (1.8–2.3) · 108S · m. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Науки про Землю Геоэлектрическая 2D модель вдоль профиля Сарата — Кельменцы Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Геоэлектрическая 2D модель вдоль профиля Сарата — Кельменцы |
| spellingShingle |
Геоэлектрическая 2D модель вдоль профиля Сарата — Кельменцы Ладанивский, Б.Т. Логвинов, И.М. Тарасов, В.Н. Науки про Землю |
| title_short |
Геоэлектрическая 2D модель вдоль профиля Сарата — Кельменцы |
| title_full |
Геоэлектрическая 2D модель вдоль профиля Сарата — Кельменцы |
| title_fullStr |
Геоэлектрическая 2D модель вдоль профиля Сарата — Кельменцы |
| title_full_unstemmed |
Геоэлектрическая 2D модель вдоль профиля Сарата — Кельменцы |
| title_sort |
геоэлектрическая 2d модель вдоль профиля сарата — кельменцы |
| author |
Ладанивский, Б.Т. Логвинов, И.М. Тарасов, В.Н. |
| author_facet |
Ладанивский, Б.Т. Логвинов, И.М. Тарасов, В.Н. |
| topic |
Науки про Землю |
| topic_facet |
Науки про Землю |
| publishDate |
2008 |
| language |
Russian |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| description |
The geoelectrical cross section along the profile Sarata–Kelmensy was obtained for the first time by REBOOC and IGF Polish AS code. The conductive objects with resistivity less
than 10 Ohm·m explaining the Carpathian anomaly of conductivity are sited under the Folded Carpathians in an interval of depths of 2–18 km. The integrated conductivity of those objects was estimated about (1.8–2.3) · 108S · m.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4127 |
| citation_txt |
Геоэлектрическая 2D модель вдоль профиля Сарата — Кельменцы / Б.Т. Ладанивский, И.М. Логвинов, В.Н. Тарасов // Доп. НАН України. — 2008. — № 1. — С. 101-105. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT ladanivskiibt geoélektričeskaâ2dmodelʹvdolʹprofilâsaratakelʹmency AT logvinovim geoélektričeskaâ2dmodelʹvdolʹprofilâsaratakelʹmency AT tarasovvn geoélektričeskaâ2dmodelʹvdolʹprofilâsaratakelʹmency |
| first_indexed |
2025-11-26T00:03:21Z |
| last_indexed |
2025-11-26T00:03:21Z |
| _version_ |
1850591242459545600 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
1 • 2008
НАУКИ ПРО ЗЕМЛЮ
УДК 550.837.211:477.41
© 2008
Б.Т. Ладанивский, И.М. Логвинов, В.Н. Тарасов
Геоэлектрическая 2D модель вдоль профиля
Сарата — Кельменцы
(Представлено академиком НАН Украины В. И. Старостенко)
The geoelectrical cross section along the profile Sarata–Kelmensy was obtained for the first
time by REBOOC and IGF Polish AS code. The conductive objects with resistivity less
than 10 Ohm ·m explaining the Carpathian anomaly of conductivity are sited under the Folded
Carpathians in an interval of depths of 2–18 km. The integrated conductivity of those objects
was estimated about (1.8–2.3) · 108S · m.
Первые измерения компонент электромагнитного поля аналоговой аппаратурой в иссле-
дуемом регионе были выполнены сотрудниками ИГФ НАН Украины в 1973 г. [1] и затем
в 1991 г. [2]. В 1980–1990 годах на территории Карпат производственными организациями
Мингео УССР под руководством А.И. Ингерова и В.И. Трегубенко с помощью цифровых
станций ЦЭС выполнены наблюдения магнитотеллурического (МТ) поля более чем в 100
пунктах [3–5]. В работе [6] приведена интерпретация данных, полученных в [3] для всего
Карпатского региона, сгруппированных по геолого-тектоническим зонам.
В настоящей работе приведены результаты двумерного (2D) моделирования вдоль про-
филя (рис. 1), пересекающего Карпатский регион и выходящего на Украинский щит (УЩ).
Для интерпретации использовались полученные авторами магнитовариационные данные
и кривые магнитотеллурических зондирований (МТЗ); результаты МТ исследований по-
следних лет [7], а также кривые МТЗ [3–5].
Экспериментальные данные (магнитовариационные). Авторами были оцифрованы
осциллограммы аналоговых наблюдений предыдущих лет в четырех пунктах и определе-
ны реальные (Cu) и мнимые (Cv) индукционные стрелки в диапазоне периодов от 100 до
10000 с. В работе [7] представлены значения Cu и Cv в пятнадцати пунктах, пересекаю-
щих северную часть Предкарпатского прогиба (ПП), Волыно-Подольскую плиту (В-ПП)
и выходящих на УЩ, для диапазона периодов 50–10000 с. Погрешность определения пе-
речисленных данных составляет 0,01–0,03 и 3–6◦ для модулей и азимутов соответственно.
В двумерных ситуациях Cu и Cv — колинеарны, когда азимут Cv обращается в ноль, изме-
няя при этом свое направление на противоположное с возрастанием периода, Cu достигает
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №1 101
Рис. 1. Расположение пунктов наблюдений: 1 — по данным авторов; 2 — по данным работы [7]; 3: а — по
данным работы [3], б — по данным работ [4, 5]; Срт — Сарата, Слт — Селятин, Бдн — Буденец; 4 — грани-
цы тектонических регионов. Складчатые Карпаты — I, Предкарпатский прогиб — II, Волыно-Подольская
плита — III, Украинский щит — IV; 5 — линия профиля моделирования Сарата — Кельменецы
максимального значения на некотором периоде Tx (называемом характерным). Значение Tx
для Cu в пунктах, расположенных в Карпатском регионе, приходится на интервал перио-
дов 900–1600 с, сдвигаясь в область 600 с при переходе к В-ПП и 200 с на УЩ. Азимут Cu
изменяется от 0◦ до 60–80◦ при переходе от юга Складчатых Карпат (СК) до УЩ в диа-
пазоне периодов от 50 до 600 с, тогда как на периодах, больших 1000 с, азимут изменяется
от 10◦ до 20–25◦.
Поведение Cu и Cv (соответствие максимумам Cu минимумов Cv; направление Cv совпа-
дает с Cu на периодах до Tx и меняется на противоположное на больших периодах) харак-
терно для двумерных проводящих структур, что позволяет использовать аппарат двумер-
ного численного моделирования для построения геоэлектрической модели вдоль профиля.
Данные магнитотеллурических зондирований. В работе [7] приведены результаты МТЗ
в диапазоне периодов от 5 с до 6000–10000 с, полученные в результате наблюдений цифро-
вой станцией с использованием современных методов оценки матрицы импедансов. Кри-
вые МТЗ, полученные с применением тех же методических приемов, имеются и в пунктах
Бдн и Шшк, где авторами были оцифрованы результаты наблюдений в 1991 г. аналоговой
станцией. В настоящей работе для интерпретации используются значения амплитуд и фаз
импеданса, определенные в главных направлениях (Аз 120◦), т. е. в тех направлениях, в ко-
торых основной импеданс в несколько раз превосходит дополнительный. Погрешность опре-
деления сопротивления и фазы в большинстве случаев не превышает 10%. Оценка степени
горизонтальной неоднородности среды производилась по параметру skew. Считается, что
102 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №1
значения skew > 0,3 свидетельствуют о трехмерности среды. Полученные частотные зави-
симости этого параметра дают значения skew от 0,1 до 0,6 во всем исследованном диапазоне
периодов. Анализ показывает, что увеличенные значения skew быстрее отражают качество
экспериментального материала, чем внутреннее строение Земли.
Результаты работ, опубликованные в [3–5], представлены в виде амплитудных и фазовых
кривых МТЗ в диапазоне периодов от 0,5–1 с до 625–2500 с по направлениям измерительных
линий, которые ориентировались вдоль (x) простирания Карпат и в перпендикулярном
(y) направлении. Поскольку главное направление матрицы импедансов, как указано выше,
совпадает с простиранием Карпат, нами были рассмотрены кривые МТЗ в четырех пунктах
Карпатского региона (см. рис. 1). Кривые ρxy в пунктах 191 и 1014 подобны по форме, но
сильно отличаются по сопротивлениям, тогда как фазовые кривые практически совпадают
(за исключением кривой xy в п. 1014). Кривые ρxy в пунктах 192 и Бдн подобны по форме,
близки по сопротивлениям и по фазам, тогда как данные по п. 1025 сильно отличаются
от них особенно на периодах, меньших 60 с. Амплитудно-фазовое согласие в п. 1014 очень
плохое. Учитывая все это для дальнейшей интерпретации взяты только кривые в п. 191
и совмещенная кривая в пунктах 192 и Бдн.
Двумерное моделирование. В работе применены два метода двумерной инверсии МТ
данных — ИГФПАН [8] и REBOOC [9]. Основные особенности этих методов и принципы
их применения даны в работе [10].
При моделировании по программе ИГФ ПАН невязки модельных и экспериментальных
значений считались удовлетворительными (т. е. в рамках тройной погрешности определе-
ния МТ параметров), если они не превышали: для магнитных параметров 0,1, для фаз 10◦,
для сопротивлений 30 %. При использовании метода REBOOC стремятся получить средне-
квадратическую невязку по всем периодам и точкам между модельными и експерименталь-
ными данными (rms), близкую к 1 (обычно rms < 2 считается удовлетворительной).
Были взяты проекции Cu и Cv на линию профиля и кривые МТЗ в направлении 120◦
(продольные по отношению к Карпатам). При интерпретации МТЗ оценивалась мера со-
гласия между амплитудными и фазовыми данными. Известно, что гальваническое иска-
жение МТ-поля приводит к статическому смещению амплитудных кривых МТЗ, которое
выражается в параллельном сдвиге кривых ρk. Для исключения этого эффекта кривые
МТЗ нуждаются в нормализации. Практически нормализация амплитудных кривых МТЗ
заключается в их смещении (нормировании) по вертикали до совмещения с кривой ρk, со-
ответствующей региональному геоэлектрическому строению района исследований.
Учет гальванического искажения для каждой из программ моделирования осуществ-
лялся методически по-разному. Для моделирования по программе ИГФ ПАН оценка галь-
ванических искажений производилась с использованием одномерной инверсии. Для этого
выбранные кривые МТЗ были совмещены с кривой зондирования, полученной на основе
регионального магнитовариационного зондирования (МВЗ) по данным Sq- и Dst-вариаций
для геомагнитной обсерватории Львов [11]. Практически во всех пунктах ГМТЗ их фазовые
кривые хорошо согласуются с фазой МВЗ. Одновременно в большинстве пунктов отмеча-
ется влияние гальванического эффекта. Для дальнейшего двумерного моделирования были
взяты нормированные значения ρk. В программе REBOOC гальванические искажения учи-
тывались аналогичным образом автоматически.
Подбор моделей по программе ИГФ ПАН осуществлялся таким образом, чтобы выпол-
нялись следующие условия: количество блоков модели не превышает произведения числа
пунктов на число параметров; максимальные геометрические параметры составных час-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №1 103
Рис. 2. Геоэлектрический разрез вдоль профиля (внутри элементов модели цифрами указаны их сопротив-
ления в Ом · м). Жирными линиями показаны элементы модели по программе ИГФ ПАН
тей модели с постоянным сопротивлением; максимально возможное сопротивление блоков
модели.
По оси x шаг моделирования составлял 3 км на участке профиля, где имелись экспе-
риментальные данные. По вертикальной оси шаг моделирования составлял 100–200 м для
верхних 2000 м, 400–800 м до глубин 12 км и 1–2 км до глубины 26 км. При подборе пара-
метров учитывалось в первую очередь согласие модельных и экспериментальных данных
в диапазоне периодов Tx, для которых условие двумерности модели выполняется наилуч-
шим образом.
Спецификой методики моделирования в работе был учет априорной информации. К та-
кой информации относится: геоэлектрические параметры земной коры и верхней мантии,
согласно данным одномерной инверсии, обобщенной кривой зондирования в обсерватории
Львов [11]; геометрические параметры распределения осадочных пород, согласно геологи-
ческому разрезу [12]. Все указанные данные были закреплены в обеих программах и на их
фоне искалось распределение геоэлектрических параметров.
Особенности поведения параметров МТ-поля как вдоль профиля, так и по частоте хо-
рошо объясняются моделью, приведенной на рис. 2. Невязки: для Cu и Cv во всех пунктах
и фаз импедансов на участке пк65–170 не превышают двойной погрешности определения
параметров; для сопротивлений на этом же участке не превышают 20%.
Обсуждение результата. Как видно из рис. 2, модели, полученные двумя метода-
ми инверсии, имеют отличия, хотя приблизительно одинаково удовлетворяют эксперимен-
тальные данные. Эти отличия отражают меру неоднозначности решения обратной задачи,
связанной с приданием большего веса тому или иному интерпретационному параметру.
В программе REBOOC большее внимание придавалось данным МТЗ, в программе ИГФ
ПАН — магнитовариационным параметрам.
Комплексирование двух методов моделирования позволило оптимально сократить ко-
личество блоков модели для программы ИГФ ПАН. Кроме того, возможности программы
ИГФ ПАН позволили проверить гипотезу о связи проводящих осадков ПП с глубинным
проводящим объектом КАЭ, тогда как программа REBOOC имеет плохую разрешимость
по отношению к выделению тонких вертикальных объектов.
Аномальное поведение всех параметров (обусловленных КАЭ) максимально проявляет-
ся на отрезке пк0–60. В этом интервале амплитуда изменения фазы импеданса составляет
около 45◦ на периоде 100 с, значения кажущегося сопротивления уменьшается в 1,5–3 ра-
104 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №1
за на периодах 100–600 с, наблюдается разворот на 180◦ значений Cu, Cv и максималь-
ные значения Cu на периодах 600–1600 с. Глубинные объекты с сопротивлением, меньшим
1,6 Ом ·м, в основном объясняющие такое поведение параметров, располагаются на участке
пк24–27 в интервале глубин 8–18 км. Интегральная проводимость этих объектов (т. е. КАЭ)
G =
∑
σ · l · h [13] (σ, l, h — соответственно, электропроводность, ширина и мощность от-
дельных элементов объекта) составляет порядка 2,3 · 108 См · м для модели программы
ИГФ ПАН и 1,8 · 108 См · м для программы REBOOC. Интересной особенностью моде-
ли REBOOC является продолжение проводящих осадков от ПП под СК до пк8, причем
суммарная продольная проводимость этого объекта достигает 1000 См.
О распределении проводимости в разных частях Предкарпатского прогиба (пк55–100)
судить трудно, так как экспериментальные данные на территории прогиба распределены
неравномерно. Породы с сопротивлением, менее 10 Ом · м, залегают до глубин 2,5–3 км на
всем пересечении профиля прогиба.
Далее сопротивление и суммарная продольная проводимость осадочных пород умень-
шается, особенно сильно северо-восточнее пк110. Как и ранее в работе [7], обе програм-
мы моделирования допускают существование глубинного проводящего объекта в интервале
пк150–165 на глубинах 15–40 км, G которого составляет около 107 См · м.
1. Rokityanskij I. I., Kulik S. N., Logvinov I.M., Shuman V.N. The electric conductivity anomaly in the
Carpathians // Acta Geodaet. Geophys. Mont. – 1975. – 10, No 3. – P. 277–286.
2. Гордиенко В. В., Бурахович Т.К., Завгородняя О.В. и др. Тектоносфера южного Прикарпатья //
Геофиз. журн. – 1994. – 16, 2. – С. 45–56.
3. Ингеpов А.И., Бугримов Л.П., Рокитянский И.И., Колдунов А.А. Результаты pегиональных иссле-
дований МТЗ вдоль геотраверсов Ужгород-Ворошиловоград и Армашат-Ахалцихе с целью изучения
глубинного строения земной коры. – Киев: Геоинформ, 1987. – 275 с.
4. Трегубенко В.И., Финчук Л.Л., Белошапская Н.В. Результаты региональных работ методом МТЗ
северо-западной части УССР. – Киев: Геоинформ, 1989. – 130 с.
5. Трегубенко В.И., Мегедь Г.В., Горняк З. В., Василенко В.А. Результаты площадной съемки МТЗ
м-ба 1 : 2500000 в западной части Украины. – Киев: Геоинформ, 1994. – 210 с.
6. Рокитянский И.И., Ингеpов А.И. Электромагнитные исследования Карпатской аномалии электро-
проводности // Геофиз. журн. – 1999. – 21, № 4. – С. 59–70.
7. Ладанiвський Б.Т., Лящук Д.Н. Геоелектрична модель пiвденно-захiдної околицi Схiдно-Європейсь-
кої платформи вздовж профiлю РП-5 Глибока – Кельменцi // Доп. НАН України. – 2006. – № 5. –
С. 99–104.
8. Новожинский К., Пушкарев П.Ю. Анализ эффективности программ для двумерной инверсии ма-
гнитотеллурических данных // Физика Земли. – 2001. – 6. – С. 72–85.
9. Siripunvaraporn W., Egbert G. An efficient data-subspace inversion method for 2-D magnetotelluric data //
Geophysics. – 2000. – 65, No 3. – P. 791–803.
10. Логвинов И.М., Тарасов В.Н., Ладанивский Б.Т. Геоэлектрическая 2D модель вдоль профиля Ра-
хов – Борщев // Доп. НАН України. – 2006. – № 11. – С. 114–118.
11. Semenov V.Yu., Pek J., Adama A., Ernst T., Jozwiak W., Kowachikova S., Ladanivskyy B., Logvinov I.,
Nowozynski K., Tarasov V., Vozar J. Experimental Team of CEMES Preliminary analysis of long-period
induction across the Trans-European suture zone: CEMES project (2001. – 2004) // Reports of 17th Intern.
Workshop on Electromagnetic Induction in the Earth. – 2004.
12. Геологические карты западных областей Украины на срезах – 3000, – 5000, 7000 м / Ред. В.В. Глуш-
ко. – Киев: Мингео УССР, 1979. – 10 с.
13. Рокитянский И.И. Исследование аномалий электропроводности методом магнитовариационного про-
филирования. – Киев: Наук. думка, 1975. – 279 с.
Поступило в редакцию 23.05.2007Карпатское отделение Института геофизики
им. С.И. Субботина НАН Украины, Львов
Институт геофизики им. С.И. Субботина
НАН Украины, Киев
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №1 105
|