Геофизические процессы и биосфера: статья

ЛИТОСФЕРНЫЕ МАГНИТНЫЕ АНОМАЛИИ НАД ТЕРРИТОРИЯМИ КРУПНЫХ МАГМАТИЧЕСКИХ ПРОВИНЦИЙ
Д.Ю. Абрамова 1
С.В. Филиппов 1
Л.М. Абрамова 2
И.М. Варенцов 2
1 Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН
2 Центр геоэлектромагнитных исследований Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Журнал: Геофизические процессы и биосфера
Том: 21
Номер: 1
Год: 2022
Страницы: 33-42
УДК: 550. 38
DOI: 10.21455/GPB2022.1-2
Ключевые слова: литосферные магнитные аномалии, спутниковые измерения, крупные магматические про-винции, мантийные плюмы.
Аннотация: На основе измерений, выполненных с помощью немецкого спутника CHAMP, проанализировано пространственное распределение литосферного магнитного поля как параметра, связанного с магматическими процессами, происходящими на территории крупных магматических провинций. Рассматривается поле модуля полного вектора литосферного магнитного поля, зафиксированного на высотах ~250–300 км, для трех разновозрастных магматических провинций: Центрально-Европейской, Северо-Атлантической и Сибирской. Полученные результаты свидетельствуют, что параметры магнитного поля в литосфере определяются магматическими процессами и возрастом пород. Так, магнитные образы древних мантийных плюмов отражаются в литосферном аномальном поле как конформные положительные магнитные аномалии значительных амплитуд, в то время как аномальное магнитное поле на территории молодой Северо-Атлантической провинции существенно ниже. Таким образом, геомагнитные данные спутниковой съемки добавляют полезную информацию к имеющимся сейсмическим данным и могут использоваться в комплексе с ними при изучении неоднородностей земной коры в крупных магматических провинциях.
Список литературы: Абрамова Д.Ю., Абрамова Л.М. Литосферные магнитные аномалии на территории Сибири (по измерениям спутника СНАМР) // Геология и геофизика. 2014. Т. 55. С. 1081–1092.

Абрамова Д.Ю., С.В. Филиппов, Абрамова Л.М. Длинноволновые магнитные аномалии на территории России по измерениям спутника СНАМР // Геофизические исследования. 2009. Т. 10, № 4. С. 48–63.

Абрамова Д.Ю., Абрамова Л.М., Филиппов С.В., Фрунзе А.Х. О перспективах использования спутниковых измерений для анализа региональных магнитных аномалий // Исследо-вание Земли из космоса. 2011. № 6. С. 53–63.

Абрамова Д.Ю., Абрамова Л.М., Варенцов И.М., Филиппов С.В. Роль спутниковых литосфер-ных магнитных аномалий при анализе геолого-геофизических данных в Центрально-Азиатской коллизионной зоне // Проблемы геодинамики и геоэкологии внутрикон-тинентальных орогенов: Материалы VI Междунар. симп. Бишкек: НС РАН, 2015. С. 45–54.

Абрамова Д.Ю., Филиппов С.В., Абрамова Л.М., Варенцов И.М., Лозовский И.Н. Трансформа-ция литосферных магнитных аномалий с высотой (по данным спутника СНАМР) // Геомагнетизм и аэрономия. 2016. № 2. С. 254–264. https://doi.org/10.7868/S0016794016020024

Абрамова Д.Ю., Абрамова Л.М., Варенцов И.М., Филиппов С.В. Исследование литосферных магнитных аномалий Гренландско-Исландско-Фарерского вулканического комплек-са по данным измерений на спутнике CHAMP // Геофизические исследования. 2019. Т. 20 (2). С. 5–18. https://doi.org/10.21455/gr2019.2-1

Абрамова Д.Ю., Абрамова Л.М., Варенцов И.М., Филиппов С.В. Отражение крупных текто-нических структур восточной части Северного Ледовитого океана в литосферном магнитном поле // Геомагнетизм и аэрономия. 2020. Т. 60 (5). С. 672–680. https://doi.org/10.31857/S0016794020050028

Борисенко А.C., Сотников В.И., Изох А.Э, Поляков Г.В., Оболенский А.А. Пермотриасовое оруденение Азии и его связь с проявлением плюмового магматизма // Геология и геофизика. 2006. Т. 47 (1). С. 166–182.

Головков В.П., Зверева Т.И., Чернова Т.А. Метод создания пространственно-временной мо-дели главного магнитного поля путем совместного использования методов сфериче-ского гармонического анализа и естественных ортогональных компонент // Геомаг-нетизм и аэрономия. 2007. T. 47, № 2. C. 272–278.

Головков В.П., Зверева Т.И., Чернова Т.А. Построение пространственно-временной модели главного геомагнитного поля по спутниковым данным // Геомагнетизм и аэрономия. 2009. T. 49, № 1. C. 133–141.

Добpецов Н.Л. Геологические следствия термохимической модели плюмов // Геология и геофизика. 2008. Т. 49 (7). C. 587–604.

Добрецов Н.Л., Борисенко А.С., Изох А.Э., Жмодик С.М. Термохимическая модель пермотри-асовых мантийных плюмов Евразии как основа для выявления закономерностей формирования и прогноза медно-никелевых, благородно- и редкометалльных место-рождений // Геология и геофизика. 2010. Т. 51 (9). С. 1159–1187.

Добрецов Н.Л., Полянский О.П., Ревердатто В.В., Бабичев А.В. Динамика нефтегазоносных бассейнов в Арктике и сопредельных территориях как отражение мантийных плюмов и рифтогенеза // Геология и геофизика. 2013. Т. 54 (8). С. 1145–1161.

Яковлев А.В., Бушенкова Н.А., Кулаков И.Ю., Добрецов Н.Л. Структура верхней мантии Арк-тического региона по данным региональной сейсмотомографии // Геология и геофи-зика. 2012. Т. 53. С. 1261–1272.

Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Кузьмин М.И. Северо-Азиатский суперплюм в фанерозое: Магматизм и глубинная геодинамика // Геотектоника. 2000. № 6. С. 3–29.

Allen R., Nolet G., Morgan W., Vogfjord K., Nettles M., Ekstrom G., Bergsson B., Erlendsson P., Foulger G., Jakobsdottir S., Julian B., Pritchard M., Ragnarsson S., Stefansson R. Plume-driven plumbing and crustal formation in Iceland // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2002. V. 107. B8. https://doi.org/10.1029/200 1JB000584

Augland L.E., Ryabov V.V., Vernikovsky V.A., Planke S., Polozov A.G., Callegaro S., Jerram D.A., Svensen H.H. The main pulse of the Siberian traps expanded in size and composition // Sci. Rep. 2019. V. 9. 18723. https://doi.org/10.1038/s41598-019-54023-2

Bijwaard H., Spakman W. Tomographic evidence for a whole-mantle plume below Iceland // Earth Planet. Sci. Let. 1999. V. 166. P. 121–126. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(99)00004-7

Bogdanova S.V., Gorbatschev R., Garetsky R.G. EUROPE: East European craton – reference mod-ule in Earth systems and environmental sciences. Elsevier, 2016. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409548-9.10020-X

Cherepanova Yu., Artemieva I.M., Thybo H., Chemia Z. Crustal structure of the Siberian craton and the West Siberian basin: An appraisal of existing seismic data // Tectonophysics. 2013. V. 609. P. 154–183. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2013.05.004

Coffin M.F., Eldholm O. Large Igneous Provinces – crustal structure, dimensions, and external consequences // Rev. Geophys. 1994. V. 32 (1). P. 1–36. https://doi.org/10.1029/93RG02508

Darbyshire F.A., White R.S., Priestley K.F. Structure of the crust and upermost mantle of Iceland from a combined seismic and gravity study // Earth Planet. Sci. Let. 2000. V. 181. P. 409–428. https://doi.org/10.31857/S0016794020050028

Dorofeeva R.P., Lysak S.V., Duchkov A.D. Terrestrial heat flow in Siberia and Mongolia // Terres-trial heat flow and geothermal energy in Asia / Eds M.L. Gupta, М. Yamano. New Delhi: Oxford & IBH Publ. Co. Pvt. Ltd., 1995. P. 251–279.

Døssing A., Jackson H.R., Matzka J., Einarsson I., Rasmussen T.M., Olesen A.V., Brozena J.M. On the origin of the Amerasia Basin and the High Arctic Large Igneous Province – results of new aeromagnetic data // Earth Planet. Sci. Let. 2013. V. 363. P. 219–230. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2012.12.013

Ernst R.E., Dickson A., Bekker A. Large Igneous Provinces: A driver of global environmental and biotic changes. AGU, 2021. 592 p. (Geophys. Monograph Ser.)

Fahnestock M., Abdalati W., Joughin I., Brozena J., Gogineni P. High geothermal heat flow, basal melt, and origin of rapid ice flow in Central Greenland // Science. 2001. V. 294 (5550). P. 2338–2342. https://doi.org/10.1126/science.1065370

Foulger G.R., Doré T., Emeleus C.H., Franke D., Geoffroy L., Gernigon L., Hey R., Holdsworth R.E., Hole M., Höskuldsson A., Julian B., Kusznir N., Martinez F., McCaf-frey K.W.G., Natland J.H., Peace A.L., Petersen K., Schiffer C., Stephenson R., Stoker M. The Iceland microcontinent and a continental Greenland–Iceland–Faroe ridge // Earth Sci. Rev. 2020. V. 206. 102926. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.102926

Funck T., Hoper J.R. Crustal structure // Tectonostratigraphic atlas of the North-East Atlantic re-gion. Copenhagen, Denmark: Geol. Surv. of Denmark and Greenland (GEUS), 2014. P. 69–128.

Göǧüș O.H. Geodynamic experiments suggest that mantle plume caused Late Permian Emeishan Large Igneous Province in Southern China // Inter. Geol. Rev. November 2020. P. 375–389. https://doi.org/10.1080/00206814.2020.1855602

Hemant K., Maus S., Haak V. Interpretation of CHAMP crustal eld anomaly maps using a geo-graphical information system (GIS) technique // Earth observation with CHAMP: Results from three years in orbit. Bërlin; Heidelberg: Springer, 2005. P. 249–254. https://doi.org/10.1007/3-540-26800-6

Henriksen N., Higgins A.K., Kalsbeek F., Pulvertaft T.C.R. Greenland from Archaean to Quater-nary: Descriptive text to the Geological map of Greenland, 1:2 500 000. Copenhagen: GEUS, 2000. 93 p. (Geology of Greenland Survey Bull. V. 185). https://doi.org/10.34194/ggub.v185.5197

Hjartarson A., Erlendsson O., Blisghke A. The Greenland–Iceland–Faroe ridge complex. London, 2017. 21 p. (Geol. Soc. London Spec. Publ.) http://dx.doi.org/10.1144/SP447.14

Horni J.A., Hopper J.R., Blischke A., Geisler W.H., Stewart M., McDermott K., Judge M., Erlends-son O., Arting U. Regional distribution of volcanism within the North Atlantic Igneous Province // The NE Atlantic region: A reappraisal of crustal structure, tectonostratigraphy and magmatic evolution / Eds J. Perron-Pinvidic, J.R. Hopper, M.S. Stoker, C. Gaina, J.C. Doornenbal, T. Funk, U. Arting. London, 2017. P. 105–125. (Geol. Soc. London Spec. Publ. V. 447). https://doi.org/10.1144/SP447.18

Larsen L.M., Watt W.S. Episodic volcanism during break-up of the North Atlantic: Evidence from the East Greenland plateau basalts // Earth Planet. Sci. Let. 1985. V. 73. P. 105–116. https://doi.org/10.1016/0012-821X(85)90038-X

Lebedev S., Schaeffer A.J., Fullea J., Pease V. Seismic tomography of the Arctic region: Infer-ences for the thermal structure and evolution of the lithosphere // Circum-Arctic litho-sphere evolution. London, 2017. P. 419–440. (Geol. Soc. London Spec. Publ. V. 460). https://doi.org/10.1144/SP460.19

Morgan W.J. Convection plumes in the lower mantle // Nature. 1971. V. 230. P. 42–43. https://doi.org/10.1038/230042a0

Pirajno F. Ore deposits and mantle plumes. Kluwer Acad. Publ., 2004. 556 p.

Reigber C., Luhr H., Schwintzer P. CHAMP mission status // Adv. Space Res. 2002. V. 30. P. 129–134. https://doi.org/10.1016/S0273-1177(02)00276-4

Rickers F., Fichtne A.,Trampert J. The Iceland–JanMayen plume system and its impact on mantle dynamics in the North Atlantic region: Evidence from full-waveform inversion // Earth Planet. Sci. Let. 2013. V. 367. P. 39–51. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2013.02.022

Saunders A.D., Fitton J.G., Ker A.C., Norry M.J., Kent R.W. The North Atlantic igneous prov-ince // Large Igneous Provinces / Eds J.J. Mahoney, M.F. Coffin. N.Y., 1997. P. 45–93. (Amer. Geophys. Union, Geophys. Monograph. V. 100). https://doi.org/10.1029/GM100p0045

Seredkina A. S-wave velocity structure of the upper mantle beneath the Arctic region from Ray-leigh wave dispersion data // Phys. Earth Planet. Inter. 2019. V. 290. P. 76–86. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2019.03.007

Søager N., Holm P.M. Extended correlation of the Paleogene Faroe Islands and East Greenland plateau basalts // Lithos. 2009. V. 107. P. 205–215. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2008.10.002

Toyokuni G., Matsuno T., Zhao D. P wave tomography beneath Greenland and surrounding re-gions. 1. Crust and upper mantle // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2020. V. 125. e2020JB019837. https://doi.org/10.1029/2020JB019837

Wessel P., Smith W.H.F. The generic maping tools (GMT): Technical reference and cookbook, version 4.2. [Internet resourse]. 2007. http://gmt.soest.hawaii.edu

White R., McKenzie D. Magmatism at rift zones: The generation of volcanic continental margins and flood basalts // J. Geophys. Res. 1989. V. 94. P. 7685–7729. https://doi.org/10.1029/JB094iB06p07685