Russian Journal of Earth Sciences Russian Journal of Earth Sciences Russian Journal of Earth Sciences 1681-1208 83165 10.2205/2024ES000924 dssaod ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ ORIGINAL ARTICLES ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Deep Structure of the Middle Urals According to Magnetic and Gravitational Data Глубинное строение Среднего Урала по гравитационным и магнитным данным https://orcid.org/0000-0002-4107-6488 Бызов Денис Дмитриевич Byzov Denis Dmitrievich https://orcid.org/0000-0002-2481-7328 Мартышко Петр Сергеевич Martyshko Petr Sergeevich pmart3@mail.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 Федорова Наталья Васильевна Fedorova Natalia Vasilyevna nataliavf50@mail.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 https://orcid.org/0000-0001-7121-2471 Рублев Алексей Леонидович Rublev Aleksey Leonidovich a.roublev@list.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Институт геофизики им. Ю. П. Булашевича УрО РАН Россия Bulashevich Institute of Geophysics, UB RAS Russian Federation Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича УРО РАН Россия Bulashevich Institute of Geophysics, UB RAS Russian Federation Институт геофизики им. Ю. П. Булашевича УрО РАН Россия Bulashevich Institute of Geophysics, UB RAS Russian Federation Институт геофизики им. Ю. П. Булашевича УрО РАН Екатеринбург Россия Bulashevich Institute of Geophysics, UB RAS Yekaterinburg Russian Federation 05 08 2024 05 08 2024 24 3 1 14 14 05 2024 29 07 2024 https://rjes.ru/en/nauka/article/83165/view

Для Среднего Урала и сопредельных территорий Восточно-Европейской и Западно-Сибирской платформ в пределах географических координат от 56∘ до 60∘ северной широты и от 54∘ до 66∘ восточной долготы проведено изучения структурных особенностей аномального гравитационного и магнитного полей и построены карты разделенных аномалий для слоев земной коры. С использованием оригинальных параллельных алгоритмов решения прямых и обратных задач гравиметрии и магнитометрии построены плотностная модель литосферы и распределение источников магнитных аномалий в земной коре. Проведено сопоставление результатов моделирования источников магнитных аномалий в земной коре с плотностной моделью с целью изучения различия глубинного строения западного и восточного секторов палеозойской Уральской складчатой системы, а также зон ее сочленения с древней Восточно-Европейской и эпигерцинской Западно-Сибирской платформами.

For the Middle Urals and adjacent territories of the East European and West Siberian platforms within geographic coordinates from 56∘ to 60∘ northern latitude and from 54∘ to 66∘ east longitude, the structural features of the anomalous magnetic and gravitational fields were studied and maps of separated anomalies were constructed for three layers of the Earth's crust. Using original parallel algorithms for solving forward and inverse problems of gravimetry and magnetometry, a density model of the lithosphere and sources of magnetic anomalies in the Earth's crust were constructed. The results of modeling the sources of magnetic anomalies in the Earth's crust are compared with the density model in order to study the differences in the deep structure of the western and eastern sectors of the Ural fold system, as well as the zones of junction of the Paleozoic Uralian orogen with the ancient East European and Epi-Gercinian West Siberian platforms.

 магнитные и гравитационные аномалии обратные задачи грави-магнитометрии трехмерные модели земной коры Средний Урал magnetic and gravitational anomalies inverse problems of gravimetry and magnetometry Earth’s crust 3D models Middle Urals Работа выполнена при поддержке Российского Научного Фонда (проект РНФ №20-17-00058). This work was supported by the Russian Science Foundation (RSF project No. 20-17-00058).

 

Геотраверс .ГРАНИТ. : Восточно-Европейская платформа Урал Западная Сибирь (Строение земной коры по результатам комплексных геолого-геофизических исследований) / под ред. С. Н. Кашубинa. — Екатеринбург : Баженовская геофизическая экспедиция, 2002. — 312 с. Geotravers .GRANIT. : Vostochno-Evropeyskaya platforma Ural Zapadnaya Sibir' (Stroenie zemnoy kory po rezul'tatam kompleksnyh geologo-geofizicheskih issledovaniy) / pod red. S. N. Kashubina. — Ekaterinburg : Bazhenovskaya geofizicheskaya ekspediciya, 2002. — 312 s. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:1000000 (третье поколение) О-41. — С-Петербург : ВСЕГЕИ, 2011. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossiyskoy Federacii masshtaba 1:1000000 (tret'e pokolenie) O-41. — S-Peterburg : VSEGEI, 2011. Дружинин В. С., Каретин Ю. С., Дьяконова А. Г. и др. Комплексные геофизические исследования литосферы Среднего Урала по Артинскому профилю // Отечественная геология. — 2003. Druzhinin V. S., Karetin Yu. S., D'yakonova A. G. i dr. Kompleksnye geofizicheskie issledovaniya litosfery Srednego Urala po Artinskomu profilyu // Otechestvennaya geologiya. — 2003. Дружинин В. С., Каретин Ю. С., Рыбалка В. М. и др. Новые данные о глубинном строении Урала (по результатам исследований на Красноуральском профиле ГСЗ) // Доклады Академии наук СССР. — 1981. — Т. 258, № 1. — С. 173—176. Druzhinin V. S., Karetin Yu. S., Rybalka V. M. i dr. Novye dannye o glubinnom stroenii Urala (po rezul'tatam issledovaniy na Krasnoural'skom profile GSZ) // Doklady Akademii nauk SSSR. — 1981. — T. 258, № 1. — S. 173—176. Ладовский И. В., Мартышко П. С., Цидаев А. Г. и др. Плотностная модель литосферы Среднеуральского сегмента // Физика земли. — 2023. — № 2. — С. 62—77. — DOI: 10.31857/S0002333723020084. Ladovskiy I. V., Martyshko P. S., Cidaev A. G. i dr. Plotnostnaya model' litosfery Sredneural'skogo segmenta // Fizika zemli. — 2023. — № 2. — S. 62—77. — DOI: 10.31857/S0002333723020084. Мартышко П. С., Ладовский И. В., Гемайдинов Д. В. О выборе параметра регуляризации в задаче аналитического продолжения гравитационных полей (разделение аномалий от разноглубинных источников) // Геология и геофизика. — 2021. — Т. 64, № 1. — С. 112—122. — DOI: 10.15372/gig2021185. Martyshko P. S., Ladovskiy I. V., Gemaydinov D. V. O vybore parametra regulyarizacii v zadache analiticheskogo prodolzheniya gravitacionnyh poley (razdelenie anomaliy ot raznoglubinnyh istochnikov) // Geologiya i geofizika. — 2021. — T. 64, № 1. — S. 112—122. — DOI: 10.15372/gig2021185. Мартышко П. С., Ладовский И. В., Федорова Н. В. и др. Теория и методы комплексной интерпретации геофизических данных. — Екатеринбург : УрО РАН, 2016. — 94 с. Martyshko P. S., Ladovskiy I. V., Fedorova N. V. i dr. Teoriya i metody kompleksnoy interpretacii geofizicheskih dannyh. — Ekaterinburg : UrO RAN, 2016. — 94 s. Новоселицкий В. М. К теории определения изменения плотности в горизонтальном пласте по аномалиям силы тяжести // Известия АН СССР. Серия Физика Земли. — 1965. — № 5. — С. 25—32. Novoselickiy V. M. K teorii opredeleniya izmeneniya plotnosti v gorizontal'nom plaste po anomaliyam sily tyazhesti // Izvestiya AN SSSR. Seriya Fizika Zemli. — 1965. — № 5. — S. 25—32. Пучков В. Н. Геология Урала и Приуралья. Актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении. — Уфа : ДизайнПолиграфСервис, 2010. — 280 с. Puchkov V. N. Geologiya Urala i Priural'ya. Aktual'nye voprosy stratigrafii, tektoniki, geodinamiki i metallogenii. — Ufa : DizaynPoligrafServis, 2010. — 280 s. Рублев А. Л. О выборе параметра регуляризации при решении обратной задачи магнитометрии // Уральский геофизический вестник. — 2021. — 3(45). — С. 19—25. — DOI: 10.25698/UGV.2021.3.3.19. Rublev A. L. O vybore parametra regulyarizacii pri reshenii obratnoy zadachi magnitometrii // Ural'skiy geofizicheskiy vestnik. — 2021. — 3(45). — S. 19—25. — DOI: 10.25698/UGV.2021.3.3.19. Соболев И. Д. Тектоническая схема Северного, Среднего и северо-восточной части Южного Урала М 1:2500000 // Геология СССР. Т. XII. Кн. 2. Ч. 1. — Москва : Недра, 1969. Sobolev I. D. Tektonicheskaya shema Severnogo, Srednego i severo-vostochnoy chasti Yuzhnogo Urala M 1:2500000 // Geologiya SSSR. T. XII. Kn. 2. Ch. 1. — Moskva : Nedra, 1969. Тихонов А. Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. — Москва : Наука, 1966. — 724 с. Tihonov A. N., Samarskiy A. A. Uravneniya matematicheskoy fiziki. — Moskva : Nauka, 1966. — 724 s. Федорова Н. В. Модели намагниченности земной коры по геотраверсу Гранит // Уральский геофизический вестник. — 2001. — № 2. — С. 88—94. Fedorova N. V. Modeli namagnichennosti zemnoy kory po geotraversu Granit // Ural'skiy geofizicheskiy vestnik. — 2001. — № 2. — S. 88—94. Чурсин А. В., Прутьян А. М., Федорова Н. В. Цифровая карта аномального магнитного поля Северного, Среднего и Южного Урала и прилегающих территорий Восточно-Европейской и Западно-Сибирской платформ // Литосфера. — 2008. — № 6. — С. 63—72. Chursin A. V., Prut'yan A. M., Fedorova N. V. Cifrovaya karta anomal'nogo magnitnogo polya Severnogo, Srednego i Yuzhnogo Urala i prilegayuschih territoriy Vostochno-Evropeyskoy i Zapadno-Sibirskoy platform // Litosfera. — 2008. — № 6. — S. 63—72. Fedorova N. V., Rublev A. L. Numerical Modeling of the Sources of Magnetic Anomalies in the South Urals Earth’s Crust // Russian Geology and Geophysics. — 2019. — Vol. 60, no. 11. — P. 1310–1318. — DOI: 10.15372/RGG2019106. Fedorova N. V., Rublev A. L. Numerical Modeling of the Sources of Magnetic Anomalies in the South Urals Earth’s Crust // Russian Geology and Geophysics. — 2019. — Vol. 60, no. 11. — P. 1310–1318. — DOI: 10.15372/RGG2019106. Martyshko P. S., Fedorova N. V., Akimova E. N., et al. Studying the structural features of the lithospheric magnetic and gravity fields with the use of parallel algorithms // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. — 2014. — Vol. 50, no. 4. — P. 508–513. — DOI: 10.1134/S1069351314040090. Martyshko P. S., Fedorova N. V., Akimova E. N., et al. Studying the structural features of the lithospheric magnetic and gravity fields with the use of parallel algorithms // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. — 2014. — Vol. 50, no. 4. — P. 508–513. — DOI: 10.1134/S1069351314040090. Martyshko P. S., Fedorova N. V., Byzov D. D. Computer technology for separating lithospheric magnetic anomalies // Geoinformatics. — European Association of Geoscientists & Engineers, 2021a. — DOI: 10.3997/2214- 4609.20215521087. Martyshko P. S., Fedorova N. V., Byzov D. D. Computer technology for separating lithospheric magnetic anomalies // Geoinformatics. — European Association of Geoscientists & Engineers, 2021a. — DOI: 10.3997/2214- 4609.20215521087. Martyshko P. S., Fedorova N. V., Rublev A. L. Numerical algorithms for structural magnetometry inverse problem solving // Russian Journal of Earth Sciences. — 2021b. — Vol. 21, no. 3. — ES3002. — DOI: 10.2205/2021ES000766. Martyshko P. S., Fedorova N. V., Rublev A. L. Numerical algorithms for structural magnetometry inverse problem solving // Russian Journal of Earth Sciences. — 2021b. — Vol. 21, no. 3. — ES3002. — DOI: 10.2205/2021ES000766. Martyshko P. S., Ladovskii I. V., Byzov D. D. Parallel Algorithms for Solving Inverse Gravimetry Problems: Application for Earth’s Crust Density Models Creation // Mathematics. — 2021c. — Vol. 9, no. 22. — P. 2966. — DOI: 10.3390/math9222966. Martyshko P. S., Ladovskii I. V., Byzov D. D. Parallel Algorithms for Solving Inverse Gravimetry Problems: Application for Earth’s Crust Density Models Creation // Mathematics. — 2021c. — Vol. 9, no. 22. — P. 2966. — DOI: 10.3390/math9222966. Martyshko P. S., Ladovskii I. V., Byzov D. D., et al. On stable solution of 3D gravity inverse problem // AIP Conference Proceedings. — 2017. — DOI: 10.1063/1.4992204. Martyshko P. S., Ladovskii I. V., Byzov D. D., et al. On stable solution of 3D gravity inverse problem // AIP Conference Proceedings. — 2017. — DOI: 10.1063/1.4992204. Zingerle P., Pail R., Gruber T., et al. The combined global gravity field model XGM2019e // Journal of Geodesy. — 2020. — Vol. 94, no. 7. — DOI: 10.1007/s00190-020-01398-0 Zingerle P., Pail R., Gruber T., et al. The combined global gravity field model XGM2019e // Journal of Geodesy. — 2020. — Vol. 94, no. 7. — DOI: 10.1007/s00190-020-01398-0