Результаты совместной интерпретации гравитационного и теплового полей Уральского региона
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Реализован метод решения задач сопряжения для уравнения Пуассона, позволяющий интерпретировать потенциальные поля (гравитационное и стационарное тепловое) на основе унифицированных сеточных алгоритмов. Разработан численный алгоритм пересчета мантийной составляющей теплового потока от уровня земной поверхности к границе «кора–мантия» через неоднородную по теплопроводности слоистую среду. В измеренные значения градиента температуры и теплового потока для северных территорий введены палеоклиматические поправки. В осевой части Уральской геосинклинали удалось исключить отрицательную депрессию мантийной составляющей теплового потока, полученную по результатам геотермического моделирования; учет плейстоцен-голоценового потепления предшествующего межледникового палеоклиматического цикла приводит к положительным значениям теплового потока, пересчитанного на границу «кора–мантия». Показано, что использование данных о тепловом потоке позволяет значительно повысить геологическую информативность гравитационного моделирования.

Ключевые слова:
Стационарный тепловой поток, кусочно-однородная слоистая среда, условия теплового сопряжения, интегральная формула Грина, разделение потока на составляющие от источников земной коры и верхней мантии
Список литературы

1. Булашевич Ю. П. Информативность геотермии при изучении земной коры Уральской эвгеосинклинали // Известия Академии наук СССР. Серия Физика Земли. - 1983. - № 8. - С. 76-83.

2. Булашевич Ю. П., Щапов В. А. Геотермические особенности уральской геосинклинали // Доклады Академии наук СССР. - 1978. - Т. 243, № 3. - С. 715-718.

3. Булашевич Ю. П., Щапов В. А. Геотермическая характеристика Урала // Применение геотермии в региональных и поисково-разведочных исследованиях. - Свердловск : Академия наук СССР. Уральский научный центр, 1983. - С. 3-17.

4. Булашевич Ю. П., Щапов В. А. Геотермические особенности уральской геосинклинали // Доклады Академии наук СССР. - 1986. - Т. 290, № 1. - С. 173-176.

5. Владимиров В. С., Жаринов В. В. Уравнения математической физики. - Москва : Физматлит, 2000. - С. 400.

6. Голованова И. В. Тепловое поле Южного Урала. - Москва : Наука, 2005. - С. 190.

7. Голованова И. В., Пучков В. Н., Сальманова Р. Ю. и др. Новый вариант карты теплового потока Урала, построенный с учетом влияния палеоклимата // Доклады Академии наук. - 2008. - Т. 422, № 3. - С. 394-397. - DOI:https://doi.org/10.1134/S1028334X08070350.

8. Голованова И. В., Сальманова Р. Ю., Тагирова Ч. Д. Методика расчета глубинных температур с учетом исправленных на влияние палеоклимата значений теплового потока // Геология и геофизика. - 2014. - Т. 55, № 9. - С. 1426- 1435. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.rgg.2014.08.008.

9. Гордиенко В. В. Радиогенная теплогенерация в земной коре и тепловой поток из мантии древних платформ // Геофизический журнал. - 1980. - Т. 2, № 3. - С. 29-34.

10. Дучков А. Д., Соколова Л. С. Термическая структура литосферы Сибирской платформы // Геология и геофизика. - 1997. - Т. 38, № 2. - С. 494-503.

11. Дучков А. Д., Соколова Л. С., Аюнов Д. Е. Электронный геотермический атлас Сибири и Дальнего Востока // Интерэкспо ГЕО-СИБИРЬ. - 1997. - Т. 2, № 3. - С. 153-157.

12. Кутас Р. И. Тепловой поток и геотермические модели земной коры Украинских Карпат // Геофизический журнал. - 2014. - Т. 36, № 6. - С. 3-27.

13. Кутас Р. И., Гордиенко В. В. Тепловое поле Украины. - Киев : Наукова Думка, 1971.

14. Сальников В. Е. Геотермический режим Южного Урала. - Москва : Наука, 1984. - С. 88.

15. Тектоническая карта России, сопредельных территорий и акваторий / под ред. Е. Е. Милановского. - Москва : МГУ, 2006.

16. Тихонов А. Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. - Москва : Наука, 1999. - С. 979.

17. Хачай Ю. В., Дружинин В. С. Возможности применения геотермии для восстановления динамики переходной зоны мантии Урала // Глубинное строение и развитие Урала. - Екатеринбург : Наука, 1996. - С. 298-306.

18. Щапов В. А. Тепловое поле Урала // Уральский геофизический вестник. - 2000. - Т. 1. - С. 126-130.

19. Щапов В. А., Бурдин Ю. Б., Больщиков В. А. и др. Радиогенная теплогенерация пород Уральской эвгеосинклинали // Уральский геофизический вестник. - 2004. - № 6. - С. 116-121.

20. Artemieva I. M. The continental lithosphere: Reconciling thermal, seismic, and petrologic data // Lithos. - 2009. - Vol. 109, no. 1/2. - P. 23-46. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.lithos.2008.09.015.

21. Artemieva I. M., Mooney W. D. Thermal thickness and evolution of Precambrian lithosphere: A global study // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. - 2001. - Vol. 106, B8. - P. 16387-16414. - DOI:https://doi.org/10.1029/2000jb900439.

22. Cermak V., Bodri L., Rybach L., et al. Relationship between seismic velocity and heat production: comparison of two sets of data and test of validity // Earth and Planetary Science Letters. - 1990. - Vol. 99, no. 1/2. - P. 48-57. - DOI:https://doi.org/10.1016/0012-821x(90)90069-a.

23. Crough S. T., Thompson G. A. Thermal model of continental lithosphere // Journal of Geophysical Research. - 1976. - Vol. 81, no. 26. - P. 4857-4862. - DOI:https://doi.org/10.1029/jb081i026p04857.

24. Gordienko V. V., Pavlenkova N. I. Combined geothermal-geophysical models of the earth’s crust and upper mantle for the European continent // Journal of Geodynamics. - 1985. - Vol. 4, no. 1-4. - P. 75-90. - DOI:https://doi.org/10.1016/0264-3707(85)90053-5.

25. Khutorskoi M. D., Polyak B. G. Role of radiogenic heat generation in surface heat flow formation // Geotectonics. - 2016. - Vol. 50, no. 2. - P. 179-195. - DOI:https://doi.org/10.1134/s0016852116020047.

26. Kukkonen I. T., Golovanova I. V., Khachay Y. V., et al. Low geothermal heat flow of the Urals fold belt - implication of low heat production, fluid circulation or palaeoclimate? // Tectonophysics. - 1997. - Vol. 276, no. 1-4. - P. 63-85. - DOI:https://doi.org/10.1016/s0040-1951(97)00048-6.

27. Ladovskii I. V., Martyshko P. S., Tsidaev A. G., et al. A Method for Quantitative Interpretation of Stationary Thermal Fields for Layered Media // Geosciences. - 2020. - Vol. 10, no. 5. - P. 199. - DOI:https://doi.org/10.3390/geosciences10050199.

28. Martyshko P., Ladovskii I., Byzov D. Parallel Algorithms for Solving Inverse Gravimetry Problems: Application for Earth’s Crust Density Models Creation // Mathematics. - 2021. - Vol. 9, no. 22. - P. 2966. - DOI:https://doi.org/10.3390/math9222966.

29. Martyshko P. S., Ladovskii I. V., Byzov D. D., et al. On solutions of forward and inverse problem for potential geophysical fields: Gravity inversion for Urals region // Application of Mathematics in Technical and Natural Sciences: 11th International Conference for Promoting the Application of Mathematics in Technical and Natural Sciences - AMiTaNS’19. - AIP Publishing, 2019. - DOI:https://doi.org/10.1063/1.5130870.

30. Rybach L., Buntebarth G. Relationships between the petrophysical properties density, seismic velocity, heat generation, and mineralogical constitution // Earth and Planetary Science Letters. - 1982. - Vol. 57, no. 2. - P. 367-376. - DOI:https://doi.org/10.1016/0012-821x(82)90157-1.

Войти или Создать
* Забыли пароль?