Electrical conductivity anomalies in the contact zones of Archean and Proterozoic geobloks on the Ukrainian and Baltic Shields

• Main Authors: Rokityansky, I., Sokolova, E. Yu., Tereshyn, A. V., Yakovlev, A. G., LADOGA, Working group
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2018
• Subjects: magnetovariational sounding; horizontal magnetic tensor; induction vectors; electrical conductivity anomalies; Precambrian Shields; Archean and Proterozoic geoblocks; transregional lineaments and geophysical anomalies ; Fennoscandia
• Online Access: http://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/147490

Kirovograd (KA) and Ladoga (LA) anomalies of the crustal electrical conductivity are located in the Sarmatian and Fennoscandinavian domains of the East European Craton. In the paper the main attention is paid to the areas of anomalies, which are juxtaposed with the regional linear zones of Archean (AR) and Proterozoic (PR) geoblocks junction. For Fennoscandia, the analysis is based on data from the latest magnetotelluric (MTS) and magnetovariational (MVP) studies with emphasis on the anomalous fields of horizontal components of geomagnetic variations (tensor M). Comparison of the geoelectric parameters of the KA and LA reveals the prominent features of their similarities and differences. Both anomalies consist of two quasi-parallel conductors “А” and “Б”, distant one from another on 50—100 km. The main conductors “A” are located within megablocks of the PR age. They were detected by the anomalous behavior of geomagnetic variations (MVP method) and have a maximum frequency response of the MVP parameters (induction vectors and tensor M) at the periods T0 » 1 ¸ 2 thousand seconds, which gives the estimates of the total longitudinal conductance G » (1—3)×108 S×m for both KA and LA anomalies. Subparallel conductors “Б” produce extremal responses at higher frequencies (T0 » 100 ¸ 300 s) and are less conductive (G » (0,4—2)×107 S×m). Conductor “Б” directly marks the AR-PR border, which passes through regional faults: the Yanisyarvinsky on the Baltic Shield and the Krivorozhsko-Kremenchugsky on the Ukrainian Shield. Recent studies reveal the existence of Baryatinska anomaly of electrical conductivity on the western slope of the Voronezh massif which can be considered as the northern continuation of the КА up to 54,5° of northern latitude. The southern extension of the LA is the Ilmenska anomaly at the 58° of northern latitude, apparently running to 56° and having a branch, probably, extending up to the Baryatinska anomaly. These data give rise the hypotheses of the Trans-European submeridional chain of electrical conductivity anomalies (TECAE), stretching from the northern end of the Gulf of Bothnia to the Black Sea. We present geophysical materials supporting this assumption, with the most solid one being the general spatial coincidence of the TECAE with the gradient zones of the transcraton permanent magnetic field anomalies (PMFA), where the positive PMFA are located east of the electrical conductivity anomalies, and the negative ones are west of them. Наведено результати вивчення Кіровоградської (КАЕ) та Ладозької (ЛАЕ) аномалій корової електропровідності, розташованих у межах Сарматського і Фенноскандинавсько- го доменів композитного Східноєвропейського кратону. Основна увага приділяється ділянкам аномалій, що маркують регіональні лінійні зони зчленування архейських (AR) і протерозойских (PR) геоблоків. Для Фенноскандії аналіз спирається на дані найновіших детальних магнітотелуричних (МТЗ) і магнітоваріаційних (МВП) зондувань з пріоритетним використанням аномальних полів горизонтальних компонент геомагнітних варіацій (тензора M). Зіставлення геоелектричних параметрів KAE і ЛАЕ розкриває основні риси їх схожості та відмінності. Обидві аномалії складаються з двох квазіпаралельних провідників “А” і “Б”, віддалених один від одного на відстань 50—100 км. Основні провідники “А” розташовані в мегаблоках PR віку. Вони були виявлені за аномальною поведінкою геомагнітних варіацій (метод МВП) і мають максимум частотної характеристики параметрів МВП (вектори індукції і тензор M) на періодах T0 » 1 +- 2 тис. с, що дає близькі оцінки сумарної поздовжньої провідності G » (1—3) • 108 См • м для обох аномалій KAE і ЛАЕ. Суб- паралельні провідники “Б” більш “високочастотні” (T0 » 100 +- 300 с) і менш провідні (G »» (0,4—2) • 107 См • м). Провідник “Б” приурочений безпосередньо до межі AR-PR, яка маркується регіональними розломами: Яніс'ярвинським на Балтійському щиті і Криворізько-Кременчуцьким на Українському щиті. Недавні дослідження за проектом KIROVOGRAD виявили Барятинську аномалію електропровідності на східному схилі Воронезького масиву, яку можна розглядати як північне продовження КАЕ до 54,5° півн. ш. Південним продовженням ЛАЕ є Ільменська аномалія на 58° півн. ш., що тягнеться до 56° і, ймовірно, має гілку, яка з'єднує її з Барятинською аномалією. Ці дані свідчать про існування Транс'європейського субмеридіонального ланцюга аномалій електропровідності (ТЕЛАЕ) — від північного кінця Ботнічної затоки до Чорного моря. Наведено геофізичні матеріали, які узгоджуються з цим припущенням. Найбільший інтерес становить просторовий збіг деяких ділянок ТЕЛАЕ із зонами градієнта трансрегіональної аномалії постійного магнітного поля (АПМП), причому позитивні АПМП розташовані на схід від аномалій електропровідності, а негативні — на захід від них. Приведены результаты изучения Кировоградской (КАЭ) и Ладожской (ЛАЭ) аномалий коревой электропроводности, расположенных в пределах Сарматского и Фенноскандинавсько- го доменов композитного Восточноевропейского кратона. Основное внимание уделяется участкам аномалий, маркируют региональные линейные зоны сочленения архейских (AR) и протерозойских (PR) геоблок. Для Фенноскандии анализ опирается на данные новейших детальных магнитотеллурических (МТЗ) и магнитовариацийних (МПП) зондирований с приоритетным использованием аномальных полей горизонтальных компонент геомагнитных вариаций (тензора M). Сопоставление геоэлектрических параметров KAE и ЛАЭ раскрывает основные черты их сходства и различия. Обе аномалии состоят из двух квазипаралельних проводников "А" и "Б", удаленных друг от друга на расстояние 50-100 км. Основные проводники "А" расположены в мегаблоках PR возраста. Они были обнаружены в аномальной поведением геомагнитных вариаций (метод МПП) и имеют максимум частотной характеристики параметров МПП (векторы индукции и тензор M) на периодах T0 »1 + - 2 тыс. С, дает близкие оценки суммарной продольной проводимости G» (1- 3) • 108 См • м для обеих аномалий KAE и ЛАЭ. Суб параллельные проводники "Б" более "высокочастотные" (T0 »100 + - 300 с) и менее ведущие (G»»(0,4-2) • 107 См • м). Проводник "Б" приурочен непосредственно к границе AR PR, которая маркируется региональными разломами: Янисьярвинським на Балтийском щите и Криворожско- Кременчугским на украинском щите. Недавние исследования по проекту KIROVOGRAD обнаружили Барятинский аномалию электропроводности на восточном склоне Воронежского массива, которую можно рассматривать как северное продолжение КАЭ до 54,5 ° с. ш. Южным продолжением ЛАЭ является Ильменская аномалия на 58 ° с. ш., тянется до 56 ° и, вероятно, имеет ветвь, соединяющая ее с Барятинский аномалией. Эти данные свидетельствуют о существовании трансъевропейскую субмеридионального цепи аномалий электропроводности (ТЭЛА) - от северного конца Ботнического залива до Черного моря. Приведены геофизические материалы, согласуются с этим предположением. Наибольший интерес представляет пространственный совпадение некоторых участков тела с зонами градиента трансрегиональной аномалии постоянного магнитного поля (АПМП), причем положительные АПМП расположены к востоку от аномалий электропроводности, а отрицательные - к западу от них.