научный журнал по геофизике Физика Земли ISSN: 0002-3337

СТРАХОВ В.Н. — 2013 г.

Замечательному ученому и человеку, профессору Днепропетровского горного университета Константину Федоровичу Тяпкину, посвящает автор этот труд

ВАРЕНЦОВ ИВ. М., КУЛИКОВ В.А., ЯКОВЛЕВ А.Г., ЯКОВЛЕВ Д.В. — 2013 г.

В последнее десятилетие наблюдается интенсивное развитие рудных приложений магнитотеллурического метода электроразведки. В настоящей статье подводятся первые итоги этого развития. Обсуждаются особенности геоэлектрических моделей в рудных задачах. Современные возможности метода, опирающиеся на синхронные системы наблюдения и процедуры совместной интерпретации магнитотеллурических и магнитовариационных откликов, рассматриваются с учетом специфики рудных приложений. Представляются результаты моделирования типичной рудной аудио-магнитотеллурической съемки. На этих имитационных данных и материалах реальных зондирований обсуждаются и иллюстрируются эффективные подходы к решению задач их обработки, анализа и инверсии. Рассматриваются пути дальнейшего развития рудной магнитотеллурики.

КОНОНОВ М.В., ЛОБКОВСКИЙ Л.И., ШИПИЛОВ Э.В. — 2013 г.

В работе по результатам интерпретации комплекса геолого-геофизической информации и палеотектонических реконструкций, выполненных с учетом данных глубинной сейсмотомографии, обосновывается новый глубинный геодинамический механизм образования и эволюции Амеразийского и Евразийского бассейнов и окружающих их геоструктур Арктического региона. Рассмотрены мезозойско-кайнозойские трансформации литосферы ряда областей Северного Ледовитого океана, роль и место в этих процессах верхнемантийной конвекции и хронологическая последовательность главных структурообразующих событий.

ШАРОВ Н.В. — 2013 г.

На основе анализа и обобщения всей совокупности имеющейся сейсмической информации, накопленной за прошедшие сорок лет, даются современные представления о глубинном строении земной коры центральной части Карельского кратона. Построены томографические модели, уточнены представления о расслоенности земной коры, геометрии сейсмических границ, отмечено погружение границы кора-мантия до 60 км. При сопоставлении и комплексной интерпретации временных разрезов ОГТ, многоволновых разрезов ГСЗ, МОВЗ и геологических данных выявлено, что результаты сейсмических методов заметно различаются, однако для геологической интерпретации важны данные всех методов, т.к. они подчеркивают различные особенности среды.

МОРОЗ Т.А., МОРОЗ Ю.Ф. — 2013 г.

По данным многолетнего электромагнитного мониторинга исследованы синхронные годовые вариации геоэлектрического и геомагнитного полей. Показано, что годовые вариации геоэлектрического поля имеют внутриземное происхождение и не связаны с годовыми вариациями геомагнитного поля. Наряду с этим изучены временные изменения магнитотеллурического импеданса и магнитного типпера, характеризующие электропроводность геологической среды. Установлено, что годовые вариации магнитотеллурического импеданса характеризуют в большей мере изменение электропроводности приповерхностных частей земной коры. Они в меньшей мере зависят от глубинной электропроводности среды. Годовые вариации магнитного мнимого типпера на периодах 1000–3000 с могут быть связаны с изменениями проводимости глубинной поперечной проводящей зоны (разлома). Предполагается, что годовые вариации геоэлектрического, геомагнитного полей и электропроводности геологической среды связаны с изменением геодинамических процессов, вызванных вращением Земли вокруг Солнца.

ЖДАНОВИЧ А.Р. — 2013 г.

Дана оценка потенциальной гравитационной энергии земной коры юго-восточного Казахстана относительно подкорового уровня. Показана зависимость изменений гравитационного потенциала от геолого-геофизического строения неотектонических структур. Выявлены корреляционные связи сейсмических параметров с потенциальной гравитационной энергией и границами, разделяющими слои земной коры.

ГРАЧЕВ А.Ф. — 2013 г.

В работе приведены новые данные по химическому составу и изотопии гелия мантийных ксенолитов и вмещающих кайнозойских базальтов Паннонского бассейна и Богемского массива. Впервые полученные данные по изотопии гелия в базальтах и мантийных ксенолитах Паннонского бассейна и Богемского массива показывают очень низкие величины R/Ra, близкие к атмосфере или незначительно превышающие это значение, что указывает на то, что мантия под рассматриваемыми областями сильно дегазирована. То, что мантийные плюмы по данным сейсмической томография под областями новейшего вулканизма в Центр. Европе не прослеживаются глубже 200 км, означает весьма сильное растекание вещества плюма под литосферй Европы, в силу чего ножка плюма настолько тонка, что не может быть прослежена существующими методами.

Д'АМИКО С., ПАОЛЕТТИ В., РАПОЛЛА А., СЕКОМАНДИ М. — 2013 г.

Основной целью работы является оценка соотношений сейсмического затухания в области Кампанья на юге Италии по данным об ощущавшейся интенсивности сотрясений от землетрясений, полученным из подробных исторических источников (DOM 4.1). Выбор Кампаньи в качестве области исследований продиктован тем, что этот район характеризуется высокой степенью сейсмической опасности, в особенности в окрестностях Неаполя. Для получения соотношений сейсмического затухания в исследуемом районе мы протестировали несколько модельных аппроксимаций экспериментальных данных и установили, что наилучшее приближение данных для Кампаньи дает линейно-логарифмическая модель. Большинство соотношений, описывающих сейсмическое затухание на Апеннинском полуострове, основано на предположении об изотропности этого процесса и не всегда адекватно описывает макросейсмическое затухание. Поэтому для проверки возможной зависимости затухания от азимута сейсмических лучей, мы разделили весь массив данных на октанты и для каждого из октантов выполнили такой же анализ, как и для всего массива данных в целом. Полученные результаты оказались различными для разных октантов. Наблюдаемые различия частично связаны с особенностями источников анализируемых сейсмических событий; кроме того, картина сейсмических затуханий, вероятно, может отражать также латеральные вариации литологических и физических свойств среды на разных глубинах.

БАТАЛЕВ В.Ю., БАТАЛЕВА Е.А., РЫБИН А.К. — 2013 г.

Исследовано поведение вариаций электропроводности земной коры в широком диапазоне периодов по данным магнитотеллурических зондирований (МТЗ) во время Камбаратинского эксперимента (мощный промышленный взрыв по возведению взрывонабросной плотины на р. Нарын), а также на стационарном пункте геофизического мониторинга Аксу. Получено экспериментальное подтверждение концепции взаимосвязи напряженно-деформированного состояния среды с изменением кажущегося электросопротивления, основанной на идее перераспределения минерализованных растворов между системами трещин. Разработана методика азимутального мониторинга, позволившая выделить не только аномальные изменения модуля и фазы кажущегося сопротивления, но и определить направления, соответствующие их максимальному увеличению и умень-шению (оси сжатия и растяжения). Для 34 пунктов глубинных МТЗ на территории Центрального Тянь-Шаня выделены интервалы глубин в верхней части земной коры, наиболее чувствительные к изменению напряженно-деформированного состояния среды. Проведено сопоставление вариаций электропроводности и лунно-солнечных приливных воздействий. Показано, что в регистрируемых временных рядах удается выделить характерные признаки изменений напряженно-деформированного состояния среды, обусловленных сейсмическими событиями.

ЗАКРЖЕВСКАЯ Н.А., СОБОЛЕВ Г.А. — 2013 г.

Исследована реакция землетрясений Камчатки с минимальным представительным энергетическим классом K 8.5 на 214 сильных землетрясений мира с магнитудами М 7.5 и на 40 землетрясений с магнитудами М 8. Интервал анализа охватывал 1963–2012 гг. и расстояния от очагов сильных землетрясений до центра Камчатской сейсмоактивной зоны изменялись от 600 до 16000 км. Установлено, что удаленные землетрясения вызывали увеличение сейсмической активности на Камчатке, по крайней мере, в тех случаях, когда вызванные поверхностными волнами относительные динамические деформации превышали 10-6. Это соответствовало добавочным напряжениям в 10-2 МПа, ускорениям свыше 0.1 см/с2, периодам поверхностных волн 20 с. Отклик на удаленные землетрясения постепенно возрастал в течение нескольких суток. Чувствительность отклика к воздействию удаленных землетрясений менялась со временем, что проявилось на интервалах в несколько десятков лет.

ЛЮБУШИН А.А. — 2013 г.

Исследуется структура низкочастотных сейсмических шумов (с периодами от 2 до 500 минут) по данным непрерывной регистрации широкополосной сетью F-net (77 станций) в Японии с начала 1997 г. по 15 мая 2012 г. Предлагается новая статистика сейсмического шума – минимальная нормализованная энтропия En распределения квадратов ортогональных вейвлет-коэффициентов. Этот параметр сейсмического шума рассматривается совместно с мульти-фрактальным статистиками – шириной носителя спектра сингулярности и обобщенным показателем Херста *, которые активно использовались автором в предыдущих работах по анализу низкочастотного сейсмического шума. Предлагается метод построение карт распределения по пространству параметров , * и En, а также их агрегированной нормализованной величины во временных фрагментах заданной длины. Эти карты строятся путем усреднения последовательности “элементарных” карт, каждая из которых соответствует суткам наблюдений. Показано, что для Японских островов пониженные значения , * и повышенные En выделили область будущего мега-землетрясения 11 марта 2011 г., M = 9. По результатам анализа данных за почти год после этого события область южнее Токио (желоб Нанкай) по-прежнему характеризуется пониженными , * и повышенными En, что позволяет выдвинуть гипотезу о высокой сейсмической опасности этого региона вследствие неполной разрядки накопленной энергии. Пользуясь аналогиями между поведением коэффициента корреляции между и *, можно предположить повышенную вероятность сильного землетрясения во второй половине 2013 г.–первой половине 2014 г. Построение усредненных карт распределения параметров сейсмического шума и их агрегированной величины в скользящем временном окне предлагается как новый метод динамической оценки сейсмической опасности.

БЕРЕЗИНА Н.И., ДМИТРИЕВ В.И., МЕРЩИКОВА Н.А. — 2013 г.

В статье рассматривается итерационный численный метод решения двумерных обратных задач магнитотеллурического зондирования, который дает возможность значительно уменьшить объем вычислительной работы при решении обратных задач в классе квазислоистых моделей. Метод основан на замене оператора прямой двумерной задачи вычисления низкочастотного электромагнитного поля в квазислоистой среде квазиодномерным оператором, который локально аппроксимирует двумерный оператор в каждой точке измерения поля. Метод можно применять при решении обратных задач магнитотеллурики как в случаях E-и H-поляризаций, так и в случае, когда в обратной задаче одновременно используются значения импедансов для полей обеих поляризаций. Статья содержит описание численного метода и примеры применения рассматриваемого метода к численному решению серии модельных обратных задач магнитотеллурического зондирования.

КОСТЕНКО К.А., ЛАРЬКОВ А.С., МАРАХАНОВ А.В., НОВИКОВ С.С., ОВСЮЧЕНКО А.Н., РОГОЖИН Е.А., ХИЛЬКО А.В., ШВАРЕВ С.В. — 2013 г.

Комплексные исследования, включавшие геолого-геоморфологические и геофизические работы, позволили существенно уточнить местоположение основных сейсмогенерирующих структур Сочинского региона. Исследования проводились в 2007–2009 гг. между Адлером и Красной Поляной и были нацелены на выявление и детальное изучение всех активных разломов этого района. В результате выяснилось, что в целях оценки сейсмической опасности основной интерес представляют Монастырский и Краснополянский разломы. В зонах этих разломов были выявлены и изучены выразительные деформации молодых отложений и форм рельефа, а также тяготеющие к ним сейсмогравитационные образования.

РЕШЕТНЯК М.Ю. — 2013 г.

Для модели жидкого ядра Земли в приближении анеластик рассмотрено влияние адиабатического охлаждения на конвекцию. Показано, что даже небольшая величина адиабатического охлаждения приводит к существенному изменению режима конвекции, смещая максимум интенсивности конвекции во внутреннюю часть жидкого ядра. Как и в модели Буссинеска, наблюдается одновременно прямой и обратный каскады кинетической энергии, а также прямой каскад энтропии.

АРЕФЬЕВ С.С., БЫКОВА В.В., ГИЛЕВА Н.А., МЕЛЬНИКОВА В.И., СЕРЕДКИНА А.И. — 2013 г.

В статье представлены результаты реконструкции напряженно-деформированного состояния земной коры Южного Байкала по данным о механизмах очагов Култукского землетрясения 27 августа 2008 г. с Mw = 6.3 и его афтершоков. Очаговые параметры главного толчка определены путем расчета тензора сейсмического момента. Решения фокальных механизмов для 32 афтершоков (Mw 2.3) получены благодаря появлению на юге Байкала локальной сети сейсмических станций. Установлено, что при главном событии и первых афтершоках (август–сентябрь) активизировались, в основном, широтные отрезки сегментированного прибортового разлома, а в очагах последующих толчков доминировало северо-восточное простирание плоскостей, связанное с более мелкими внутривпадинными структурами. В результате расчета сейсмотектонических деформаций по данным о механизмах очагов землетрясений установлено, что в районе активизации господствует режим транстенсии (комбинация условий растяжения и сдвига). В целом эпицентральное и гипоцентральное поля афтершоков, а также механизмы их очагов отразили сложное тектоническое строение очаговой области Култукского землетрясения, в которой отчетливо проявилась субвертикальная зональность локальных сейсмоактивных объемов и выделилась клинообразная зона деструкции земной коры.

АБРАМОВА Д.Ю., АБРАМОВА Л.М., ФРУНЗЕ А.Х. — 2013 г.

Новые возможности интерпретации длинноволновых магнитных аномалий возникли с появлением первых карт таких аномалий, полученных со спутников. Эти аномалии вызваны латеральными изменениями магнитных свойств и мощности намагниченных слоев на больших глубинах. Параметры орбиты спутника CHAMP позволяют ежедневно получать данные о магнитном поле на практически однородной сетке над поверхностью Земли. Это дает значительные преимущества при расчетах сферической гармонической модели главного магнитного поля Земли отдельно для каждого дня. Проанализировано распределение региональных литосферных аномалий, выявленных по результатам спутниковых измерений над территорией Юго-Восточной Азии и показана его согласованность с геологическими представлениями о зонно-блоковой структуре строения коры региона.

АНАШКИН С.М., БОВКУН А.В., ГАРАНИН В.К., МАКСИМОЧКИН В.И., МИНИНА Ю.А., ТРУХИН В.И. — 2013 г.

Исследованы магнитные свойства и минералогия кимберлитов из четырех трубок Ботсваны ВК53, ВК56, АК08 и АК06. Показано, что особенности их магнитных характеристик, а также химического и фазового составов оксидов из связующей массы отражают различия в эволюции кимберлитовых расплавов и условиях становления изученных тел и связаны с продуктивностью алмазов в этих телах. Для кимберлитов из южного тела трубки АК06 с относительно высокой продуктивностью алмазов (0.22 кар/т) характерно наличие пикрохромитов с высоким содержанием хрома и низким – титана (до 49.4 мас. % Cr2O3 при 3.9 мас. % TiO2) находящихся в парамагнитном состоянии при температурах Т > –180°C, а магнитные свойства при температурах выше комнатной обусловлены магнезиальным титаномагнетитом с точкой Кюри +370... +500°С, сформировавшимся в поздние этапы кристаллизации в результате медленного снижения РТ-параметров. Основная часть шпинелидов в кимберлитах Ботсваны из трубок с продуктивностью алмазов менее 0.07 карат/т кристаллизовалась при более высоких РТ-параметрах, чем в южном теле трубки АК06, в среде с высокой активностью титана. Ранее выделившиеся хромшпинелиды оказались неустойчивыми, что привело к образованию магнезиально-хромовой и магнезиальной ульвошпинелей (15.9–29.7 мас. % TiO2; 12.8–22.8 мас. % MgO; 0–11.3 мас. % Cr2O3; 1.2–12.4 мас. % Al2O3) с точками Кюри Тс = –50... –80°C. Эти условия оказались неблагоприятны не только для сохранности хромшпинелидов, но и алмаза. При этом, при снижении РТ-параметров образовалось небольшое количество мелкодисперсного магнетита с однодоменной и псевдооднодоменной структурой.

ЛЕГОСТАЕВА О.В., ПАШКЕВИЧ И.К., САВЧЕНКО А.С., СТАРОСТЕНКО В.И., ШУМАН В.Н. — 2013 г.

Приводится обзор методов, которые по магнитному полю ΔТ позволяют восстанавливать функции, близкие к гармоническим. Уточняется формула Ю.П. Тафеева. Показывается, что из этой уточненной формулы следует соотношение В.М. Гордина и соавторов, позволяющее выделить гармонический компонент функции ΔТ. Получено линеаризованное представление В.Н. Страхова для функции ΔТ непосредственно из основной приближенной для ΔТ формулы Ю.П. Тафеева. Описан опыт использования функции В.Н. Страхова ΔS при интерпретации магнитной аномалии ΔТ Криворожской структуры. Отмечается общность проблемы восстановления соответствующих гармонических функций по данным магнитометрических и гравиметрических съемок. Рассмотрены особенности измерения в материальных средах магнитной напряженности Н и магнитной индукции В и приведена физическая интерпретация этих полей.

ПЕРСОВА М.Г., СОЛОВЕЙЧИК Ю.Г., ТОКАРЕВА М.Г., ТРИГУБОВИЧ Г.М. — 2013 г.

В работе рассматриваются методы и алгоритмы автоматической 3D-инверсии данных становления поля и вызванной поляризации, основанные на использовании конечноэлементного 3D-моделирования. На синтетических данных, полученных с использованием 3D-моделирования, приводятся примеры работы алгоритмов автоматической 3D-инверсии.

БОРИСОВА В.П., ВАСИЛЬЕВА Т.А., КОСТЮЧЕНКО С.Л., НАРСКИЙ Н.В., СЫСОЕВ Б.К., ФАЙНБЕРГ Э.Б., ЧАРУШИН А.Г., ШЕЙНКМАН А.Л. — 2013 г.

По материалам разведочных МТЗ, выполненных Тюменским геологическим управлением в 1980–1981 гг., в геоэлектрическом разрезе Тобол-Ишимского междуречья на глубинах 70–85 км прослежена кровля проводящего горизонта, сопротивление которого составляет десятки Ом м. Выделено два участка аномального подъема кровли проводящего горизонта, один из которых соответствует области Киселёвского разлома – главного разлома исследуемой территории (глубина кровли: 60–65 км), другой – бортовой зоне Ишимской ветви триасовой рифтовой системы Западно-Сибирской плиты (глубина кровли: 55–60 км). Предполагается, что Ишимская геоэлектрическая аномалия, корреспондирующаяся с геотермической аномалией и особенностями глубинного геологического строения области ее проявления, обусловлена элементом мантийно-коровой флюидной магматогенной палеосистемы.