litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/2500-302X-2024-24-4-587-608litosphere-2117Research ArticleСтатьиArticlesГравитационно-геологическая модель района Полярно-Уральского трансектаGravitationally-geological model of the Polar Urals transectКостровН. П.KostrovN. P.

 620110, г. Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

Nick P. Kostrov

15 Academician Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110

kostrov65@ya.ruИвановК. С.IvanovK. S.

620110, г. Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

 Кirill S. Ivanov

15 Academician Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110

ivanovks55@ya.ruИнститут геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАНРоссияA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RASRussian Federation202402092024244587608Copyright © Костров Н.П., Иванов К.С., 20242024Костров Н.П., Иванов К.С.Kostrov N.P., Ivanov K.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/2117

Объект исследования. Район Полярно-Уральского сейсмотрансекта. Цель. Построить и рассмотреть новую гравитационную компьютерную модель района Полярно-Уральского сейсмотрансекта, состоящую из 29 слоев и 225 388 ячеек. Материалы и методы. Геологические, гравимагнитные и сейсмические данные по Полярно-Уральскому сейсмотрансекту (А.В. Рыбалка и др.), авторский метод моделирования. Результаты. Построена новая геологогеофизическая модель, которая уточняет представления о геологическом строении востока Полярного Урала и фундамента (доюрского основания) западной части Западно-Сибирской плиты вдоль Полярно-Уральского сейсмотрансекта до глубины 15 км. Проведенные нами исследования в целом подтвердили высокое качество работ авторов Полярно-Уральского сейсмотрансекта во главе с А.В. Рыбалкой. Представляемая в статье модель конкретизирует представления о строении земной коры вдоль трансекта. Уточнена геологическая карта фундамента Приуральской части Западно-Сибирской плиты. Так, по карте аномального магнитного поля введены многочисленные массивы серпентинитов; в гранитогнейсах выделены участки различной плотности (2.67 + 0.06, 2.67 + 0.02, 2.67 + + 0.09 г/см3); в северной части карты модель образована четырьмя группами пород плотностью 2.67 + 0.12, 2.67 + + 0.05, 2.67 + 0.06 и 2.67 + 0.08 г/см3; эта же формация к юго-востоку от трансекта смоделирована породами плотностью 2.67 + 0.19, 2.67 + 0.06, 2.67 + 0.14, 2.67 + 0.06, 2.67 + 0.04 г/см3. Также введены граниты габбро-гранитной формации, расположенные в основном севернее Салехарда, к ним с северо-запада и юго-востока примыкают эффузивы кайнотипного облика (преимущественно базальты) триаса. Введены габбро и неизмененные гипербазиты в юго-восточной части карты. Выводы. Построена плотностная 3D-модель в окрестности Полярно-Уральского сейсмотрансекта с привлечением карты аномального магнитного поля. Уточнена геологическая карта района.

Research subject. The Polar Urals seismic transect area. Aim. To develop and consider a new gravitational computer model of the Polar Urals seismic transect, containing 29 layers and 225,388 cells. Methods. Geological, gravity and magnetic, and seismic data on the Polar Urals seismic transect (A.V. Rybalka et al.); the authors’ modeling method. Results. A new geological and geophysical model was developed. This model refines the existing ideas on the geological structure of the Polar Urals and the basement (Pre-Jurassic basement) of the Western part of the West-Siberian plate along the Polar Urals seismic transect to the depth of 15 km. Our studies have confirmed the high quality of works on the Polar Urals seismic transect headed by A.V. Rybalka. The developed model gives a more detailed representation of the structure of the Earth crust along the transect. The geological map of the basement of the Pre-Urals part of the West-Siberian plate was refined. Thus, according the geomagnetic map, we included numerous arrays of serpentinite; in granite-gneiss, we allocated different density areas (2.67 + 0.06, 2.67 + 0.02, 2.67 + 0.09 g/cm3); in the North part of the map, the model consist of four  group of the rock of different density 2.67 + 0.12, 2.67 + 0.05, 2.67 + 0.06 and 2.67 + 0.08 g/cm3; this formation to the Source-East of the transect is modeled by rocks with density 2.67 + 0.19, 2.67 + 0.06, 2.67 + 0.14, 2.67 + 0.06, 2.67 + 0.04 g/cm3. We also introduced granite of the gabbro-granite formation mainly northward of the city of Salekhard. Cenotypal effusive Triassic rocks (mainly basalt) join to them from North-West and Source-East. In the Source-East corner of the map we introduced gabbro and unweathered ultrabasite. Conclusion. A 3D density model in the vicinity of the Polar Urals seismic transect using an anomalous magnetic map was developed. The geological map of the region was clarified.

гравитационное полесейсмопрофильгравитационное компьютерное моделированиегеодинамикаглубинное строениеУралЗападная Сибирьgravitational fieldseismic profilegravitational computer modelinggeodynamicsdeep structureUralsWest-SiberiaИсследования выполнены в рамках государственного задания ИГГ УрО РАН по государственной бюджетной теме лаборатории региональной геологии и геотектоники (тема № 123011800014-3)The research was carried out as part of the IGG UB RAS State assignment (state registration No. 123011800014-3)ReferencesАнаньева Е.М., Винничук Н.Н., Иванов К.С., Кормильцев В.В., Федоров Ю.Н. (2008) О плотности пород востока и фундамента Западно-Сибирской платформы. Екатеринбург: УрО РАН, 114 с.Anan’eva E.M., Vinnichuk N.N., Ivanov K.S., Kormil’tsev V.V., Fedorov Yu.N. (2008) About density of the East rocks and the West-Siberian basement. Ekaterinburg, UrO RAN Publ., 114 p. (In Russ.)Бочкарев В.С., Иванов К.С., Пахалко А.Г., Сергеев С.А. (2022) Особенности геологического строения фундамента Зауралья и возраст риолитов туринской серии. Уральск. геол. журн., 6(150), 55-73.Bochkarev V.S., Ivanov K.S., Pakhalko A.G., Sergeev S.A. (2022) Particularities of geological structure of the Zauralye basement and the Turinian series rhyolite age. Ural. Geol. Zurnal, 6(150), 55-73. (In Russ.)Вахрушева Н.В., Ширяев П.Б., Степанов А.Е., Богданова А.Р. (2017) Петрология и хромитоносность ультраосновного массива Рай-Из Полярный Урал. (Ред. К.С. Иванов). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 265 с.Deep structure and geodynamics of the Southern Urals (URALSEIS project). (2001) (Ed. A.F. Morozov). Tver’, Gers Publ., 286 p. (In Russ.)Глубинное строение и геодинамика Южного Урала (проект УРАЛСЕЙС). (2001) (Ред. А.Ф. Морозов). Тверь: Герс, 286 с.Gorbachev V.I., Narkisova V.V., Krupenik V.A., Tarkhanov G.V., Popov S.G., Sveshnikova K.Yu., Sokolova T.N., Kuz’min D.A., Dokuchaev A.Ya. (2013) New data on the West-Siberian plate basement (Yangiyuganskaya parametric borehole). Gornye Vedomosti, (9), 22- 37. (In Russ.)Горбачев В.И., Наркисова В.В., Крупеник В.А., Тарханов Г.В., Попов С.Г., Свешникова К.Ю., Соколова Т.Н., Кузьмин Д.А., Докучаев А.Я. (2013) Новые данные о фундаменте Западно-Сибирской плиты (Янгиюганская параметрическая скважина). Горн. ведомости, (9), 22-37.State geological map of Russian Federation. (2005a) Scale 1 : 1 000 000 (third generation). Ural series. List Q-41 (Vorkuta). Explanatary note. St.Petersburg, VSEGEI Publ., 335 p. (In Russ.)Государственная геологическая карта Российской Федерации. (2005а) М-б 1 : 1 000 000 (3-е поколение). Уральск. сер. Лист Q-41 (Воркута). Объяснит. записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 335 с.State geological map of Russian Federation. (2005b) Scale 1 : 1 000 000 (third generation). Ural series. List P-40 (Severouralsk). Explanatary note. St.Petersburg, VSEGEI Publ., 332 p. (In Russ.)Государственная геологическая карта Российской Федерации. (2005б) М-б 1 : 1 000 000 (3-е поколение). Уральск. сер. Лист Р-40 (Североуральск). Объяснит. записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 332 с.State geological map of Russian Federation. (2008) Scale 1 : 1 000 000 (third generation). South-Kara series. List R-41. (In Russ.)Государственная геологическая карта Российской Федерации. (2008) М-б 1 : 1 000 000 (3-е поколение). Южно-Карская сер. Лист R-41.Dolgal’ A.S. (2012) Complexation of geophysical methods. Perm, Editorial-Publishing department of Perm govermental national research university, 166 p. (In Russ.)Долгаль А.С. (2012) Комплексирование геофизических методов. Пермь: РИО Пермского гос. национ. исследов. ун-та, 166 с.Druzhinin V.S., Rakitov V.A., Osipov V.Yu., Nachapkin I.I., Nedyad’ko V.V. (2014) The earth crust structure of polar sector of the Ural folded system on the GSZ data. Geol. Geofiz., 55(3), 498-505. (In Russ.)Дружинин В.С., Ракитов В.А., Осипов В.Ю., Начапкин Н.И., Недядько В.В. (2014) Строение земной коры полярного сектора Уральской складчатой системы по данным ГСЗ. Геология и геофизика, 55(3), 498- 505.Ivanov K.S., Erokhin Yu.V., Elizarov D.V., Shokal’skii S.P. (2016) About age and composition of gneisses from the basement of the West-Siberian plate north-western part. Lithosphere (Russia), (1), 59-73. (In Russ.)Золотов Е.Е., Недядько В.В., Чернышев Ю.А., Гречишников Г.А., Егоркин А.В., Ломова Г.А., Пономарев С.В., Ракитов В.А., Рыжкова И.А. (2008) Строение консолидированной коры и верхней мантии вдоль Полярно-Уральского трансекта. Тез. докл. X геофиз. чтений им В.В. Федынского. М.: Центр “Геон”, 20-21.Ivanov K.S., Erokhin Yu.V., Puchkov V.N., Ponomarev V.S., Kostrov N.P., Khiller V.V. (2021) Folded dsement of the Yamal peninsular and its structural bounds. Ekaterinburg, IGG UB RAS, 285 p. (In Russ.)Иванов К.С., Ерохин Ю.В., Елизаров Д.В., Шокальский С.П. (2016) О возрасте и составе гнейсов из фундамента северо-западной части Западно-Сибирской плиты. Литосфера, (1), 59-73.Ivanov K.S., Koroteev V.A., Erokhin Yu.V., Shokal’skii S.P., Sergeev S.A. (2014) Composition and age of crystalline basement of the north-western part of the West-Siberian oil-and gas-bearing megabasin. Dokl. Akad. Nauk, 459(5), 607-611. (In Russ.)Иванов К.С., Ерохин Ю.В., Пучков В.Н., Пономарев В.С., Костров Н.П., Хиллер В.В. (2021) Складчатый фундамент полуострова Ямал и его структурные связи. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 285 с.Ivanov K.S., Koroteev V.A.., Kostrov N.P. (2017) Deep structures of Urals joints with the Russian and WestSiberian platforms. Dokl. Akad. Nauk, 475(1), 64-67. (In Russ.)Иванов К.С., Коротеев В.А., Ерохин Ю.В., Шокальский С.П., Сергеев С.А. (2014) Состав и возраст кристаллического фундамента северо-западной части Западно-Сибирского нефтегазоносного мегабассейна. Докл. АН, 459(5), 607-611.Ivanov K.S., Koroteev V.A., Ponomarev V.S., Erokhin Yu.V. (2018) Precambrian of the West-Siberian plate: Problem and decision. Dokl. Akad. Nauk, 482(3), 307-310. (In Russ.)Иванов К.С., Коротеев В.А., Костров Н.П. (2017) Глубинные структуры сочленения Урала с Русской и Западно-Сибирской платформами. Докл. АН, 475(1), 64-67.Ivanov K.S., Kostrov N.P. (2017) A new geological-geophysical interpretation of potential fields in the area of Middle-Uralian transect. Paper 2. The East of the Urals and Western Siberia. Lithosphere (Russia), (1), 96-115. (In Russ.)Иванов К.С., Коротеев В.А., Пономарев В.С., Ерохин Ю.В. (2018) Докембрий Западно-Сибирской плиты: проблема и решение. Докл. АН, 482(3), 307-310.Ivanov K.S., Fedorov Yu.N., Erokhin Yu.V., Ponomarev V.S. (2016) Geological structure of the basement of Preuralian part of the West-Siberian oil-and-gas-bearing megabasin. Ekaterinburg, IGG UB RAS, 302 p. (In Russ.)Иванов К.С., Костров Н.П. (2017) Новая геолого-геофизическая интерпретация потенциальных полей в районе Средне-Уральского трансекта. Ст. 2. Восток Урала и Западная Сибирь. Литосфера, (1), 96-115.Ivanov K.S., Fedorov Yu.N., Koroteev V.A., Pecherkin M.F., Kormil’tsev V.V., Pogromskaya O.E., Ronkin Yu.L., Erokhin Yu.V. (2003) Structure and nature of the Urals and West Siberia joint area. Dokl. Akad. Nauk, 393(5), 647-51. (In Russ.)Иванов К.С., Федоров Ю.Н., Ерохин Ю.В., Пономарев В.С. (2016) Геологическое строение фундамента Приуральской части Западно-Сибирского нефтегазоносного мегабассейна. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 302 с.Ivanov S.N., Ivanov K.S. (2018) Rheological model of the earth crust structure (model of the third generation). Lithosphere (Russia), 18(4), 500-519. (In Russ.)Иванов К.С., Федоров Ю.Н., Коротеев В.А., Печеркин М.Ф., Кормильцев В.В., Погромская О.Э., Ронкин Ю.Л., Ерохин Ю.В. (2003) Строение и природа области сочленения Урала и Западной Сибири. Докл. АН, 393(5), 647-651.Kostrov N.P. (2007) Calculation of magnetic anomalies caused by 2D bodies of arbitrary with consideration of demagnetization. Geophys. Prospect., 55(1), 91-115.Иванов С.Н., Иванов К.С. (2018) Реологическая модель строения земной коры (модель 3-го поколения). Литосфера, 18(4), 500-519.Kostrov N.P., Ivanov K.S. (2017) Complex interpretation of potential fields for geology. Vestn. IG Komi NTs UrO RAN, (10), 3-8. (In Russ.)Костров Н.П., Иванов К.С. (2017) Комплекс интерпретации потенциальных полей для геологии. Вестн. ИГ Коми НЦ УрО РАН, (10), 3-8.Kostyuchenko S.L., Morozov A.F., Kremenetskii A.A. (2012) Timam-Ural-Paikhoi collision area. Moscow, Geolcart-Geos Publ., 210 p. (In Russ.)Костюченко С.Л., Морозов А.Ф., Кременецкий А.А. (2012) Тимано-Урало-Пайхойская коллизионная область. М.: Геолкарт-Геос, 210 с.Kulikov V.A., Yakovlev A.G. (2008). Deep geo-electric model of the Polar Urals. Electronic scientific edition “GEOsection” ISSN 2070-0768, (2), 20. (In Russ.)Кузнецов Н.Б., Соболева А.А., Удоратина О.В., Герцева М.В., Андреичев В.Л., Дорохов Н.С. (2006) Доуральская тектоническая эволюция северо-восточного и восточного обрамления Восточно-Европейской платформы. Литосфера, (4), 3-22.Kuznetsov N.B., Soboleva A.A., Udoratina O.V., Gertseva M.V., Andreichev V.L., Dorokhov N.S. (2006) PreUralian tectonic evolution of the north-eastern and eastern frame of the East-European platform. Lithosphere (Russia), (4), 3-22. (In Russ.)Куликов В.А., Яковлев А.Г. (2008) Глубинная геоэлектрическая модель Полярного Урала. Электронное научное издание “ГЕОразрез” ISSN 2070-0768, (2), 20.Lithosphere of Timan-Severouralsk area: Geological structure, substance, geodynamics. (2008) (Eds A.M. Pystin, V.L. Andreichev, A.I. Antoshkina et al.). Syktyvkar, Geoprint Publ., 234 p. (In Russ.)Литосфера Тимано-Североуральского региона: геологическое строение, вещество, геодинамика. (2008) (Ред. А.М. Пыстин, В.Л. Андреичев, А.И. Антошкина и др.). Сыктывкар: Геопринт, 234 с.Main features of geological structure and raw-resources potential of the North, Polar and Cis-Polar Urals. (2010) (Eds A.F. Morozov, O.V. Petrov, A.N. Mel’gunov) St.Petersburg, VSEGEI Publ., 274 p. (+ Appl. on CD). (In Russ.)Основные черты геологического строения и минеральносырьевой потенциал Северного, Приполярного и Полярного Урала. (2010) (Ред. А.Ф. Морозов, О.В. Петров, А.Н. Мельгунов). СПб.: ВСЕГЕИ, 274 с. (+Приложения на CD).Perfil’ev A.S. (1968) Particularities of tectonics of north of the Urals. Moscow, Nauka Publ., 248 p. (In Russ.)Перфильев А.С. (1968) Особенности тектоники севера Урала. М.: Наука, 248 с.Puchkov V.N., Ivanov K.S. (2020) Tectonics of the north of the Urals and West Siberia: General history of development. Geotektonika, (1), 41-61. (In Russ.)Пучков В.Н., Иванов К.С. (2020) Тектоника севера Урала и Западной Сибири: общая история развития. Геотектоника, (1), 41-61.Pystin A.M., Pystyna Yu.I. (2015) Archean-paleoproterozoic history of metamorphism of rocks of the Uras segment earth crust. Tr. KarNTs RAN, (7), 3-18. (In Russ.)Пыстин А.М., Пыстина Ю.И. (2015) Архейско-палеопротерозойская история метаморфизма пород Уральского сегмента земной коры. Тр. КарНЦ РАН, (7), 3-18.Rybalka A., Petrov G., Kashubina T., Aniskin A. (2011) Crustal structure along the Polar-Urals transect, Russia, based on multidisciplinary deep seismic and integrated studies. 14th Intern. Symp. on Deep Seismic Profiling of the Continents and their Margins. Cairns. Geosci. Australia, 103 p.Рыбалка А.В., Петров Г.А., Кашубина Т.В., Куликов В.А., Егоркин А.В., Душин В.А., Кашубин С.Н. (2011) Глубинное строение Урала по данным Полярно-Уральского трансекта. Регион. геол. и металлогения, (48), 25-36.Rybalka A.V., Petrov G.A., Kashubina T.V., Kulikov V.A., Egorkin A.V., Dushin V.A., Kashubin S.N. (2011) Deep structure of the Urals on data of the Polar-Uralian transect.) Region. Geol. i Metallogeniya, (48), 25-36. (In Russ.)Рыльков С.А., Рыбалка А.В., Иванов К.С. (2013) Геологическое строение и металлогения Урала: сопоставление глубинной структуры Южного, Среднего и Полярного Урала. Литосфера, (1), 3-16.Ryl’kov S.A., Rybalka A.V., Ivanov K.S. (2013) Geological structure and metalogeny of the Urals: comparison of deep structure of Southern, Middle and Polar Urals. Lithosphere (Russia), (1), 3-16. (In Russ.)Семёнов Б.Г., Екидина Н.Я., Ананьева Е.М. и др. (1990) Построение комплексной модели земной коры Урала. Отчет по теме за 1989–1990 гг., ФГУ “ТФИ по Уральскому округу”. https://rfgf.ru/catalog/docview.php?did=284b270e43007f7f58c853c09a637d69Semenov B.G., Ekidina N.Ya., Anan’eva E.M. et al. (1990) Construction of complex model of the earth crust of the Urals. Report on the topic for 1989–1990, FGU “TFI on the Uralian region”. (In Russ.) https://rfgf.ru/catalog/docview.php?did=284b270e43007f7f58c853c09a637d69Тектоническая история Полярного Урала. (2001) (Ред. А.Н. Диденко, С.А. Куренков, С.В. Руженцев и др.). М.: Наука, 91 с. (Тр. ГИН РАН, вып. 531).Tectonic history of the Polar Urals. (2001) (Eds A.N. Didenko, S.A. Kurenkov, S.V. Ruzhentsev et al.). Moscow, Nauka Publ., 91 p. (Tr. GIN RAN, iss. 531). (In Russ.)Угрюмов А.Н., Воронов В.Н. (2014) К вопросу о стратиграфическом расчленении разреза фундамента Западно-Сибирской плиты по стволу Янгиюганской параметрической скважины. Горн. ведомости, (6), 34-48.Ugryumov A.N., Voronov V.N. (2014) About the profile stratigraphic dividing of the West-Siberian plate basement along the trunk of the Yangiyugansk parametric borehole. Gornye Vedomosti, (6), 34-48. (In Russ.)Юдин В.В., Ремизов Д.Н. (2014) Сбалансированная геодинамическая модель по профилю “Полярноуральский трансект”. Геология и минеральные ресурсы Европейского Cеверо-Востока России. Мат-лы XVI геол. съезда Респ. Коми. Т. II. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 77-79.Vakhrusheva N.V., Shiryaev P.B., Stepanov A.E., Bogdanova A.H. (2017) Petrology and chromite presence of ultrabasic massif Rai-Iz, Polar Urals. (Ed. K.S. Ivanov). Ekaterinburg, IGG UB RAS, 265 p. (In Russ.)Язева Р.Г., Бочкарев В.В. (1984) Войкарский вулканоплутонический пояс (Полярный Урал). Свердловск: УНЦ АН СССР, 154 с.Yudin V.V., Remezov D.N. (2014) Balanced geodynamical model on the profile “Polar Urals transect”. Geology and mineral resources of the European north-east of Russia. Mater. of XVI Geol. Congress of Komi Repub. V. 2. Syktyvkar, IG Komi NTs UrO RAN Publ., 77-99. (In Russ.)Kostrov N.P. (2007) Calculation of magnetic anomalies caused by 2D bodies of arbitrary with consideration of demagnetization. Geophys. Prospect., 55(1), 91-115.Yazeva R.G., Bochkarev V.V. (1984) The Voikar volkanoplutonic belt (Polar Urals). Sverdlovsk, UNTs AN SSSR Publ., 154 p. (In Russ.)Rybalka A., Petrov G., Kashubina T., Aniskin A. (2011) Crustal structure along the Polar-Urals transect, Russia, based on multidisciplinary deep seismic and integrated studies. 14th Intern. Symp. on Deep Seismic Profiling of the Continents and their Margins. Cairns. Geosci. Australia, 103 pZolotov E.E., Nedyad’ko V.V., Chеrnyshev Yu.A., Grechishnikov G.A., Egorkin A.V., Lomova G.A., Ponomarev S.V., Rakitov V.A., Ryzhkova I.A. (2008) The structure of consolidated crust and upper mantle along the Polar-Urals transect. Abstracts of reports of the X Geophysical Readings named after. V.V. Fedynsky. Moscow, Tsentr “Geon”, 20-21. (In Russ.)

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