nznistuНауки о Земле и недропользованиеEarth sciences and subsoil use2686-99932686-7931Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"10.21285/2686-9993-2022-45-2-119-136nznistu-221Research ArticleГеология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемыхGeology, Prospecting and Exploration of Mineral DepositsРезультаты геолого-геофизического исследования глубинного строения Ангарского и Забайкальского мантийных плюмов, их связь с месторождениями полезных ископаемыхResults of geological and geophysical study of the deep structure of Angara and Trans-Baikal mantle plumes and their connection with mineral deposits.https://orcid.org/0000-0002-0843-452XХаритоновА. Л.KharitonovA. L.

 Харитонов Андрей Леонидович, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Лаборатории главного магнитного поля

г. Москва

 Andrey L. Kharitonov, Cand. Sci. (Phys. & Math.), Leading Researcher of the Main Magnetic Field Laboratory

Moscow 

ahariton@izmiran.ruИнститут земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАНРоссияPushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave PropagationRussian Federation202202072022452119136Copyright © Харитонов А.Л., 20222022Харитонов А.Л.Kharitonov A.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nznj.ru/jour/article/view/221

Целью исследования являлось рассмотрение вопросов геолого-геофизической интерпретации данных аэростатных и спутниковых магнитных измерений вдоль регионального профиля, пересекающего территорию Ангаро-Байкальского региона. Для проведения научных исследований вдоль регионального транссибирского геолого-геофизического профиля А-В автором были использованы различные геолого-геофизические материалы (цифровые данные магнитного поля, измеренные на искусственном спутнике Земли MAGSAT и аэростате; данные значений удельного электрического сопротивления в мантии этого региона; геотермические данные; сейсмические данные о расположении гипоцентров землетрясений в районе прохождения профиля исследований). Методами исследования послужили многоуровневые измерения спутникового и аэростатного магнитных полей, что позволило значительно расширить возможности для геолого-геофизической интерпретации полученных данных. В результате проведенного исследования выявлено, что геолого-геофизическая интерпретация многоуровневых аэромагнитных данных позволяет достаточно точно определять координаты месторасположения и глубину проникновения в литосферу тектонических разломов, связанных с Ангарским и Забайкальским мантийными плюмами, которые представляют значительный интерес для поисков месторождений угля и урана. Полученные по аэростатным и спутниковым данным пространственные и глубинные характеристики тектонических разломов подтверждаются комплексом анализируемых независимых геофизических данных (магнитотеллурического зондирования, геотермии, сейсмологии и других геофизических методов). В качестве выводов можно заключить, что автором продемонстрирована возможность применения спутниковых и аэростатных магнитных съемок для исследования глубинного строения Ангарского и Забайкальского мантийных плюмов. Необходимо также отметить, что по аэростатным и спутниковым магнитным данным могут быть выявлены крупные глубинные тектонические разломы литосферы (Баргузинский, Икатский, Туколамский, Тунгирский), которые по особым точкам магнитоактивных зон этих разломов также позволяют маркировать различные субгоризонтальные границы литосферных слоев в зоне расположения Ангарского и Забайкальского мантийных плюмов. Практическая значимость проведенной работы заключается в том, что была выявлена пространственная взаимосвязь расположения Ангарского мантийного плюма и месторождений угля Иркутского бассейна, а также месторождений урана в зоне расположения Забайкальского мантийного плюма.

The purpose of the article is to consider the issues of geological and geophysical interpretation of the data of balloon and satellite magnetic measurements along the regional profile crossing the territory of the Angara-Baikal region. In order to conduct scientific research along the regional Trans-Siberian geological and geophysical profile A-B the author used various geological and geophysical materials including the magnetic field digital data measured by the MAGSAT artificial Earth satellite and a balloon; data on the values of the electrical resistivity in the mantle of this region; geothermal data; seismic data on the location of earthquake hypocenters in the area of the profile under investigation. The research methods involved multilevel measurements of satellite and balloon magnetic fields, which significantly expanded the possibilities of geological and geophysical interpretation of the data obtained. The conducted study revealed that the geological and geophysical interpretation of multilevel aeromagnetic data allows for a reasonably accurate determination of the location coordinates and lithospheric penetration depth of tectonic faults associated with the Angara and Trans-Baikal mantle  plumes, which are of significant interest in terms of exploration of coal and uranium deposits. The spatial and depth characteristics of tectonic faults obtained from balloon and satellite data are confirmed by a set of analyzed independent geophysical data: magnetotelluric sounding, geothermy, seismology and other geophysical methods. In conclusion it should be noted that the author has demonstrated the application possibility of satellite and balloon magnetic surveys for the study of the deep structure of the Angara and Trans-Baikal mantle plumes. In addition, it was found out that according to balloon and satellite magnetic data, large deep tectonic faults in the lithosphere (Barguzinsky, Ikatsky, Tukolamsky, Tungirsky) can be identified, which also allow marking various subhorizontal boundaries of lithospheric layers in the location area of the Angara and Trans-Baikal mantle plumes using special points of the magnetically active zones of these faults. The practical significance of the conducted research is in the identification of the spatial relationship between the location of the Angara mantle plume and coal deposits of the Irkutsk basin, as well as uranium deposits in the zone of the Trans-Baikal mantle plume.

Ангарский и Забайкальский мантийные плюмыаэростатные и спутниковые магнитные исследованияразрез земной корыкомплекс геофизических методовместорождения угля и уранаAngara and Trans-Baikal mantle plumesballoon and satellite magnetic studiessection of the Earth's crustcombination of geophysical methodscoal and uranium depositsReferencesKharitonov A. L. Paleomagnetic anomalies of the sea-floor spreading – the result of the activity of plume-tectonic morphological structures of central type // Modern Science. 2018. Iss. 11. P. 8–11.Kharitonov A. L. Paleomagnetic anomalies of the sea-floor spreading – the result of the activity of plume-tectonic morphological structures of central type. Modern Science. 2018;11:8-11. (In Russ.).Чермак В. Геофизические поля, их природа и геологическая интерпретация // Геодинамика. 1986. Т. 5. № 2. С. 111–256.Chermak V. Geophysical fields, their nature and geological interpretation. Geodinamika. 1986;5(2):111-256. (In Russ.).Вольвовский И. С., Вольвовский Б. С. Разрезы земной коры территории СССР по данным глубинного сейсмического зондирования. М.: Советское радио, 1975. 265 с.Vol'vovskii I. S., Vol'vovskii B. S. Sections of the Earth's crust of the USSR territory according to deep seismic sounding data. Moscow: Sovetskoe radio; 1975. 265 p. (In Russ.).Цветков Ю. П., Белкин В. А., Канониди Х. Д., Харитонов А. Л. Физико-геологическая интерпретация аномального магнитного поля, измеренного в стратосфере // Физика Земли. 1995. № 4. С. 54–57.Tsvetkov Yu. P., Belkin V. A., Kanonidi Kh. D., Kharitonov A. L. Physico-geological interpretation of the anomalous geomagnetic field measured in the stratosphere. Fizika Zemli. 1995;4:54-57. (In Russ.).Ротанова Н. М., Харитонов А. Л., Ан Ч. Спектральный анализ магнитного поля, измеренного на спутнике МАГСАТ // Геомагнетизм и аэрономия. 1999. Т. 39. № 3. С. 101–107.Rotanova N. M., Kharitonov A. L., Chang A. T. Spectral analysis of the magnetic field measured onboard the MAGSAT satellite. Geomagnetizm i aeronomiya. 1999;39(3):101-107. (In Russ.).Rotanova N. M., Kharitonov А. L. Frunze А. Kh. Anomaly crust fields from MAGSAT satellite measurements: their processing and interpretation // Annals of Geophysics. 2004. Vol. 47. Iss. 1. P. 179–190.Rotanova N. M., Kharitonov А. L. Frunze А. Kh. Anomaly crust fields from MAGSAT satellite measurements: their processing and interpretation. Annals of Geophysics. 2004;47(1):179-190.Цветков Ю. П., Ротанова Н. М., Харитонов А. Л. Повысотная структура магнитных аномалий по градиентным измерениям в стратосфере // Геомагнетизм и аэрономия. 2004. Т. 44. № 3. С. 412–418.Tsvetkov Yu. P., Rotanova N. M., Kharitonov A. L. Hight-by-hight structure of magnetic anomalies based on gradient measurements in the stratosphere. Geomagnetizm i aeronomiya. 2004;44(3):412-418. (In Russ.).Пронин В. П., Харитонов А. Л. Использование разновысотных статистических характеристик аномального магнитного поля для оценки мощности магнитоактивного слоя земной коры // Физика Земли. 1994. № 7-8. С. 162–167.Pronin V. P., Kharitonov A. L. The use of differentaltitude statistical characteristics of an anomalous magnetic field to assess the thickness of the magnetic active layer of the Earth's crust. Fizika Zemli. 1994;7-8:162-167. (In Russ.).Фонарев Г. А., Харитонов А. Л., Харитонова Г. П. Использование методов пространственно-временной магнитометрии для анализа магнитного поля, измеренного на спутнике «СНАМР» // Вестник Камчатской региональной ассоциации «Учебно-научный центр». Серия: Науки о Земле. 2007. № 2. С. 49–53.Fonarev G. A., Kharitonov А. L., Kharitonova G. P. Use of the spatial-temporary magnetic measurement methods for the analysis of the geomagnetic field, measured on the satellite «СНАМР». Vestnik Kamchatskoy regional'noy assotsiatsii “Uchebno-nauchnyy tsentr”. Seriya: Nauki o Zemle = Bulletin of Kamchatka Regional Association “Educational-Scientific Center”. Earth Sciences. 2007;2:49-53. (In Russ.).Kharitonov A. L. Determination of magnetic body parameters, using spectral analysis of the anomalous magnetic field // Berlin: HHI-Report. 1987. Vol. 21. P. 99–106.Kharitonov A. L. Determination of magnetic body parameters, using spectral analysis of the anomalous magnetic field. Berlin: HHI-Report. 1987;21:99-106.Харитонов А. Л. Геолого-геофизическая интерпретация данных анализа многоуровневых измерений геомагнитного поля и их сопоставление с особенностями разрезов глубинного сейсмического зондирования // Сейсмические технологии-2017: материалы науч.-практ. конф. М.: ООО «Издательство Полипресс», 2017. С. 250–252.Kharitonov A. L. Geological and geophysical interpretation of analysis data of multilevel measurements of the geomagnetic field and their comparison with the features of deep seismic sounding sections. In: Seismicheskie tekhnologii-2017: materialy nauch.-prakt. konf. = Seismic technologies-2017: materials of the scientific and practical conference. Moscow: Izdatel'stvo Polipres; 2017, p. 250–252. (In Russ.).Щукин Ю. К. Геологические задачи региональных геофизических исследований // Геофизика. 1997. № 1. С. 12–19.Shchukin Yu. K. Geological challenges of regional geophysical research. Geofizika. 1997;1:12-19. (In Russ.).Ботт М. Внутреннее строение Земли / пер. с англ. М.: Мир, 1974. 373 с.Bott M. H. P. The interior of the Earth; 1971. 316 p. (Russ. ed.: Vnutrennee stroenie Zemli. Moscow: Mir; 1974. 373 p.).Алексеев А. С., Лаврентьев М. М., Нерсесов И. Л., Романов В. Г. Результаты изучения горизонтальных неоднородностей мантии по профилю Памир – Байкал // Математические проблемы геофизики. Вып. 2. М.: Наука, 1974. С. 143–157.Alekseev A. S., Lavrent'ev M. M., Nersesov I. L., Romanov V. G. Results of studying horizontal inhomogeneities of the mantle along the Pamir – Baikal profile. In: Matematicheskie problemy geofiziki = Mathematical problems of geophysics. Iss. 2. Moscow: Nauka; 1974, p. 143–157. (In Russ.).Любимова Е. А., Фельдман И. С. Тепловой поток, температура и электропроводность земной коры и верхней мантии // Кора и верхняя мантия Земли. М.: Наука, 1975. С. 117–132.Lyubimova E. A., Fel'dman I. S. Heat flow, temperature and electrical conductivity of the Earth's crust and upper mantle. Kora i verkhnyaya mantiya Zemli = Crust and upper mantle of the Earth. Moscow: Nauka; 1975, p. 117–132. (In Russ.).Ваньян Л. Л. Электромагнитные зондирования. М.: Научный мир, 1997. 218 с.Van'yan L. L. Electromagnetic sounding. Moscow: Nauchnyi mir; 1997. 218 p. (In Russ.).Kupenko I., Aprilis G., Vasiukov D. M., McCammon C., Chariton S., Cerantola V. et al. Magnetism in cold subducting slabs at mantle transition zone depths // Nature. 2019. Vol. 570. P. 102–106. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1254-8.Kupenko I., Aprilis G., Vasiukov D. M., McCammon C., Chariton S., Cerantola V. et al. Magnetism in cold subducting slabs at mantle transition zone depths. Nature. 2019;570:102-106. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1254-8.Валяев Б. М. Углеводородная дегазация Земли, геотектоника и происхождение нефти и газа (признание и развитие идей П. Н. Кропоткина) // Дегазация Земли и генезис нефтегазовых месторождений (к 100-литию со дня рождения акад. П. Н. Кропоткина): сб. ст. / ред. А. Н. Дмитриевский, Б. М. Валяев. М.: Геос, 2011. С. 10–32.Valyaev B. M. Hydrocarbon degassing of the Earth, geotectonics and oil and gas origin (acknowledgement and development of P. N. Kropotkin’s idea). In: Dmitrievskii A. N., Valyaev B. M. (eds.). Degazatsiya Zemli i genezis neftegazovykh mestorozhdenii (k 100-litiyu so dnya rozhdeniya akad. P. N. Kropotkina) = Degassing of the Earth and genesis of oil and gas fields (to the 100th birth anniversary of the Academician P.N. Kropotkin). Moscow: Geos; 2011, p. 10–32. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.