О стабильности разрешения геоэлектрической структуры литосферы в зоне сочленения Тарима и Тянь-Шаня: опыт применения различных подходов к инверсии магнитотеллурических данных

№1 (2024)

Е.Ю. Соколова, Х. Донг, А.К. Рыбин, П.Ю. Пушкарев, В.Е. Матюков

УДК 550.372
https://doi.org/10.47148/1609-364X-2024-1-42-54

АннотацияОб авторахСписок литературы
Внутриконтинентальный Тянь-Шаньский ороген на протяжении несколько десятилетий является полигоном для изучения современных геодинамических и сейсмических процессов, которое проводится российскими и зарубежными учеными на базе Научной станции РАН в г. Бишкек. Исследования имеют большую практическую значимость для выработки стратегий сейсмического районирования. В комплексе применяемых геолого-геофизических методов важную роль играют магнитотеллурические зондирования (МТЗ), поставляющие уникальную информацию о структурах и реологии литосферы.
В статье описывается опыт изучения глубинного геоэлектрического строения зоны сочленения Южного Тянь-Шаня и Таримской плиты, полученный в ходе интерпретации материалов секущего эту зону регионального профиля МТЗ. Сопоставление результатов применения трех подходов к инверсии МТ данных, различающихся как программными реализациями и алгоритмическими основами, так и размерностью, позволяет оценить надежность выделения основных структурных элементов глубинного разреза электропроводности, проясняющих сейсмотектоническую модель исследуемого участки земной коры.
В задачи статьи также входила поддержка новых МТ-экспериментов SinoProbe.
Соколова Елена Юрьевна
Ведущий научный сотрудник отделения Геоинформатики
ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт»
117105 Москва, Варшавское ш., д. 8
Ведущий научный сотрудник
ФГБУН Институт физики Земли РАН им. О.Ю. Шмидта
123242 Москва, Большая Грузинская ул., д. 10, стр. 1
e-mail: sokol_l@mail.ru
ORCID: 0000-0002-5788-6944

Донг Хао
Доцент
Китайский университет наук о Земле (Пекин)
100083 Пекин, Haidian District, Xueyuan Road
е-mail: donghao@cugb.edu.cn
ORCID: 0000-0002-5457-0557

Рыбин Анатолий Кузьмич
Директор, главный научный сотрудник
ФГБУН Научная станция РАН в г. Бишкек
720049 Киргизстан, Бишкек-49, Научная станция РАН
e-mail: rybin99@yandex.ru
ORCID: 0000-0001-7810-3278

Пушкарев Павел Юрьевич
Профессор
Геологический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова
119234 Москва, Ленинские горы, д. 1
e-mail: pavel_pushkarev@list.ru
ORCID: 0000-0003-2894-26098

Матюков Виталий Евгеньевич
Старший научный сотрудник
ФГБУН Научная станция РАН в г. Бишкек
720049 Киргизстан, Бишкек-49, Научная станция РАН
e-mail: vitaliy_cowboy@mail.ru
ORCID: 0000-0001-5323-786X

  1. Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. М.: Научный мир, 2009. 680 с.
  2. Макаров В.И., Алексеев Д.В., Баталев В.Ю., Баталева Е.А., Беляев И.В., Брагин В.Д., Дергунов Н.Т., Ефимова Н.Н., Леонов М.Г., Мунирова Л.М., Павленкин А.Д., Рёкер С.В., Рослов Ю.В., Рыбин А.К., Щелочков Г.Г. Поддвиг Тарима под Тянь-Шань и глубинная структура зоны их сочленения: основные результаты сейсмических исследований по профилю MANAS (Кашгар-Сонкёль) // Геотектоника. – 2010. – № 2. – С. 23–42.
  3. Рыбин А.К., Баталев В.Ю., Баталева Е.А., Матюков В.Е. Магнитотеллурические свидетельства глубинных геодинамических условий в зоне сочленения южного Тянь-Шаня и Таримской впадины // Записки горного института. – 2009. – Т. 183. – С. 272–276.
  4. Рыбин А.К., Баталева Е.А., Непеина К.С., Матюков В.Е. Объемно-пространственная сегментация литосферы Тянь-Шаня по данным геофизических исследований // Геодинамика и тектонофизика. – 2021. – Т. 12. – № 3. – С. 508–543. DOI:10.5800/GT-2021-12-3-0537.
  5. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. – 2-е изд. – М. : Наука, 1979. – 285 с.
  6. Щелочков Г.Г., Брагин В.Д., Рыбин А.К., Баталев В.Ю., Баталева Е.А., Павленкин А.Д., Рослов Ю.В., Ефимова Н.Н., Дергунов Н.Т., Беляев И.В., Мунирова Л. М., Макаров В.И., Леонов М. Г., Алексеев Д.В., Knapp J.H., Roecker S.W. Трансект «MANAS»: первые результаты обработки и интерпретации данных сейсмических Центрального Тянь-Шаня // Геодинамика внутриконтинентальных орогенов и геоэкологические проблемы : сб. материалов четвертого международного симпозиума (15–20 июня 2008 года, Бишкек). – М.; Бишкек, [б. и.] 2009. – С. 59–67.
  7. Черемисина Е.Н., Финкельштейн М.Я., Деев К.В., Большаков Е.М. ГИС INTEGRO. Состояние и перспективы развития в условиях импортозамещения // Геология нефти и газа. – 2021. – № 3. – С. 31–40. DOI 10.31087/0016-7894-2021-3-31-40.
  8. Constable S.C., Parker R.L., Constable C.G. Occam’s inversion: A practical algorithm for generating smooth models from electromagnetic sounding data // Geophysics. – 1987. – Vol. 52. – Iss. 3. – pp. 289–300. DOI: 10.1190/1.1442303.
  9. Dong S.W., Li T.D., Lü Q.T., Gao R., Yang J.S., Chen X.H., Wei W.B., Zhou Q. Progress in deep lithospheric exploration of the continental China: A review of the SinoProbe // Tectonophysics. – 2013. – Vol. 606. – pp. 1–13. DOI: 10.1016/j.tecto.2013.05.038.
  10. Dong H., Egbert G.D. Divergence-free solutions to electromagnetic forward and adjoint problems: a regularization approach // Geophysical Journal International. – 2019. – Vol. 216. – Iss. 2. – pp. 906–918. DOI: 10.1093/gji/ggy462.
  11. Dong H., Wei W., Jin S., Ye G. Magnetotellurics in SINOPROBE Project: an Overview [Электронный ресурс]. – 16.12.2020. – 38 p. Режим доступа: http://www.mtnet.info/EMinars/20201216_Dong_EMinar.pdf (дата обращения: 20.03.2024).
  12. Kelbert A., Meqbel N., Egbert G.D., Tandon K. ModEM: a modular system for inversion of electromagnetic geophysical data // Computers & Geosciences. – 2014. – Vol. 66. – pp. 40–53. DOI: 10.1016/j.cageo.2014.01.010.
  13. Li Zh., Roeker S., Zhihai L., Bin W., Haitao W., Schelochkov G., Bragin V. Tomographic image of the crust and upper mantle beneath the western Tien Shan from MANAS broadband deployment: possible evidence for lithospheric delamination // Tectonophysic. – 2009. – Vol. 477. – Iss. 1-2. – pp. 49–57. DOI: 10.1016/j.tecto.2009.05.007.
  14. Rodi W., Mackie R.L. Nonlinear conjugate gradients algorithm for 2-D magnetotelluric inversion // Geophysics. – 2001. – Vol. 66. – Iss. 1. – pp. 174–187. DOI: 10.1190/1.1444893.
  15. Sokolova E.Yu., Berdichevsky M., Varentsov I., Rybin A., Baglaenko N., Batalev V., Golubtsova N., Matukov V., Pushkarev P. Advanced methods for joint MT/MV profile studies of active orogens. The experience from the Central Tien Shan // Protokoll uber das 22 Kolloquium “Elektromagnetische Tiefenforschung” / Eds. O. Ritter, H. Brasse. – Potsdam; DGG, 2007. – pp. 132–141.
  16. Varentsov I.M. Joint robust inversion of magnetotelluric and magnetovariational data // Electromagnetic Sounding of the Earth’s Interior / ed. V.V. Spichak. – Amsterdam: Elsevier, 2007. – pp. 189–222. DOI: 10.1016/S0076-6895(06)40008-1.
  17. Varentsov I.M., Sokolova E.Yu., Baglaenko N.V. 2D inversion resolution in the Emtesz-Pomerania project: data simulation approach // Protokoll uber das 22 Kolloquium “EM Tiefenforschung”/ Eds. O. Ritter, H. Brasse. – Potsdam; DGG, 2007. – pp. 143–150. DOI: 10.13140/RG.2.1.3661.7842.

Ключевые слова: магнитотеллурические зондирования, 2D и 3D инверсии, геоэлектрическая структура активных орогенов, Южный Тянь-Шань, Таримская плита

Раздел: Моделирование геообъектов и геопроцессов