Lithosphere Density Model of the Middle Urals Segment

I. V. Ladovskii; Ладовский И. В.; P. S. Martyshko; Мартышко П. С.; A. G. Tsidaev; Цидаев А. Г.; V. V. Kolmogorova; Колмогорова В. В.; D. D. Byzov; Бызов Д. Д.

doi:10.31857/S0002333723020084

Lithosphere Density Model of the Middle Urals Segment

Authors: Ladovskii I.V.¹, Martyshko P.S.¹, Tsidaev A.G.¹, Kolmogorova V.V.¹, Byzov D.D.¹
Affiliations:
1. Institute of Geophysics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences
Issue: No 2 (2023)
Pages: 62-77
Section: Articles
URL: https://journals.rcsi.science/0002-3337/article/view/139001
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002333723020084
EDN: https://elibrary.ru/LHYJHR
ID: 139001

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

For the Middle and North Urals segments and adjacent territories of the East European Platform and West Siberian Plate (within the graticular trapezoid with geographic coordinates 53–65° N, 48–72° E), ten deep seismic sounding (DSS) profiles were reprocessed using two-dimensional (2D) seismic tomography method, and gradient sections of crustal velocities were constructed in the form of grid functions. In the same format, density sections were constructed. The coefficients of density–velocity empirical correlation were calculated using the solution algorithm of 2D inverse problem of gravimetry. The method and calculation technology of a three-dimensional (3D) density distribution with tying to 2D data from reference seismic sections are embedded in the procedure of quantitative interpretation of potential fields with construction of 3D geophysical models. A stable solution of the 3D inverse problem of gravimetry is sought on the correctness set of the family of horizontal layers with 2D density distribution.

Keywords

Keywords: seismic profiles, velocity and density sections, 3D interpolated density model, separation of gravity anomalies, linear inverse problem of gravimetry for heterogeneous horizontal layers

References

Атлас “Опорные геолого-геофизические профили России. Глубинные сейсмические разрезы по профилям ГСЗ, отработанным в период с 1972 по 1995 год”. СПб.: электронное издание Роснедра ВСЕГЕИ. 2013. http://www.vsegei.ru/ru/info/seismic/
Дружинин В.С., Кашубин С.И., Сивкова Л.В. Вальчак В.И., Кашубина Т.В. Опыт глубинных сейсмических зондирований на Урале. Свердловск: НТО Горное. 1982. 72 с.
Егоркин А.В. Строение земной коры по сейсмическим геотраверсам // Глубинное строение территории СССР / В.В. Белоусов, Н.И. Павленкова, Г.Н. Квятковская (ред.). М.: Наука. 1991. С. 67–95.
Крылов С.В., Мишенькин Б.П., Мишенькина З.Р., Петрик Г.В., Сергеев В.Н., Шелудько И.Ф., Тен Е.Н., Кульчинский Ю.В., Мандельбаум М.М., Селезнев В.С., Соловьев В.М., Суворов В.Д. Детальные сейсмические исследования литосферы на P- и S-волнах. Новосибирск: ВО “НАУКА”. 1993. 199 с.
Ладовский И.В., Мартышко П.С., Бызов Д.Д., Колмогорова В.В. О выборе избыточной плотности при гравитационном моделировании неоднородных сред // Физика Земли. 2017. № 1. С. 138–147.
Мартышко П.С., Ладовский И.В., Колмогорова В.В., Цидаев А.Г., Бызов Д.Д. Применение сеточных функций в задачах трехмерного плотностного моделирования // Уральский геофизический вестник. 2012. № 1(19). С. 30–34.
Мартышко П.С., Ладовский И.В., Бызов Д.Д. О решении обратной задачи гравиметрии на сетках большой размерности // Докл. РАН. 2013. Т. 450. № 6. С. 702–707.
Мартышко П.С., Ладовский И.В., Федорова Н.В., Бызов Д.Д., Цидаев А.Г. Теория и методы комплексной интерпретации геофизических данных. Екатеринбург: УрО РАН, 2016а. 94 с.
Мартышко П.С., Ладовский И.В., Бызов Д.Д. Об устойчивых методах интерпретации данных гравиметрии // Докл. РАН. 2016б. Т. 471. № 6. С. 1–4.
Мартышко П.С., Цидаев А.Г., Колмогорова В.В., Ладовский И.В., Бызов Д.Д. Скоростные и плотностные разрезы верхней части литосферы Североуральского сегмента // Физика Земли. 2022. № 3. С. 12–25.
Мишенькина З.Р., Шелудько И.Ф., Крылов С.В. Использование линеаризованной обратной кинематической задачи для двумерных полей рефрагированных волн. Численные методы в сейсмических исследованиях. Новосибирск: Наука. 1983. С. 140–152.
Новоселицкий В.М. К теории определения изменения плотности в горизонтальном пласте по аномалиям силы тяжести // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1965. № 5. С. 25–32.
Павленкова Н.И., Романюк Т.В. Комплексные геофизические модели литосферы Сибири // Геология и геофизика. 1991. № 5. С. 98–109.
Семенов Б.Г. О комплексировании данных сейсмометрии и гравиметрии при составлении сейсмоплотностной модели земной коры. Земная кора и полезные ископаемые Урала. Екатеринбург: УИФ Наука. 1993. С. 61–69.
Соболев И.Д. Тектоническая схема Северного, Среднего и северо-восточной части Южного Урала М 1 : 2 500 000. Геология СССР. Т. XII. Часть 1. Книга 2. Сидоренко А.В. (ред.). Приложение. М.: Недра. 1969. 304 с.
Martyshko P.S., Ladovskii I.V., Byzov D.D., Tsidaev A.G. Gravity Data Inversion with Method of Local Corrections for Finite Elements Models // Geosciences. 2018. V. 8. Is. 10. UNSP 373.
Martyshko P., Ladovskii I., Byzov D. Parallel Algorithms for Solving Inverse Gravimetry Problems: Application for Earth’s Crust Density Models Creation // Mathematics. 2021. V. 9. P. 2966. https://doi.org/10.3390/math9222966
Zingerle P., Pail R., Gruber T., Oikonomidou X. The combined global gravity field model XGM2019e // J. Geod. 2020. V. 94. P. 66.