The structure of the upper part of the Earth’s crust in the area of the Lena River delta: the first magnetotelluric data

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

We present the first magnetotelluric sounding (MTS) data acquired in the southern part of the Lena River delta which is a junction zone of the Siberian Craton and the Verkhoyansk fold-and-thrust belt, in the transition zone from the Eurasian Continent to the shelf of the Laptev Sea. The MTS data were used to construct a vertical section of the bulk electrical resistivity (ER) structure of the Earth’s crust down to a depth of 8 km. The upper high-resistivity layer (320–000 Ohm m) corresponds to the permafrost rocks ranging in thickness from 1 km to 400 m under the channels of the Lena River. The underlying deformed Mesoproterozoic– Lower Triassic rocks can vary in composition, but they are poorly differentiated in ER values (110–40 Ohm m). We detected three low-resistivity anomalies (10–0 Ohm m) related to the fluid-saturated core and damage zones of active faults. A deep-lying high-resistivity anomaly (320–50 Ohm m) identified at the northeastern part of the section can correspond to the Lower Proterozoic or Archean metamorphic rocks.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. A. Zaplavnova

A.A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State University

Author for correspondence.
Email: dannaukiozemle@yandex.ru
Russian Federation, Novosibirsk; Novosibirsk

E. V. Deev

A.A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State University

Email: dannaukiozemle@yandex.ru
Russian Federation, Novosibirsk; Novosibirsk

V. V. Potapov

A.A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State University

Email: dannaukiozemle@yandex.ru
Russian Federation, Novosibirsk; Novosibirsk

References

  1. Лаверов Н. П., Лобковский Л. И., Кононов М. В. и др. Геодинамическая модель тектонического развития Арктики в мезозое и кайнозое и проблема внешней границы континентального шельфа России // Геотектоника. 2013. № 1. С. 3–35. doi: 10.7868/S0016853X13010050
  2. Khudoley A. K., Frolov S. V., Akhmanov G. G., et al. Anabar–Lena Composite Tectono-Sedimentary Element, northern East Siberia. In: Drachev S. S., Brekke H., Henriksen E., Moore T. (eds.) Sedimentary Successions of the Arctic Region and their Hydrocarbon Prospectivity. Geological Society, London, Memoirs. 2021. V. 57. doi: 10.1144/M57-2021-29
  3. Большиянов Д. Ю., Васильев Б. С., Виноградова Н. П. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Серия Лаптево-Сибироморская. Лист S-51 – Оленекский зал., S-52 – дельта р. Лены. Объяснительная записка. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2014. 274 с.
  4. Имаева Л. П., Гусев Г. С., Имаев В. С. Динамика рельефа и сейсмотектоническая активизация новейших структур дельты р. Лена // Геотектоника. 2019. № 5. C. 62–77. doi: 10.31857/S0016-853X2019562-77
  5. Drachev S. S., Savostin L. A., Groshev V. G., Bruni I. E. Structure and geology of the continental shelf of the Laptev Sea, Eastern Russian Arctic // Tectonophysics. 1998. V. 298(4). P. 357–393. doi: 10.1016/S0040-1951(98)00159-0
  6. Верниковский В. А., Добрецов Н. Л., Метелкин Д. В. и др. Проблемы тектоники и тектонической эволюции Арктики // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 8. С. 1083–1107.
  7. Fujita K., Kozmin B. M., Mackey K. G., et al. Seismotectonics of the Chersky Seismic Belt, eastern Sakha Republic (Yakutia) and Magadan District, Russia // Stephan Mueller Special Publication Series. 2009. V. 4. P. 117–145. doi: 10.5194/smsps-4-117-2009
  8. Козьмин Б. М., Шибаев С. В., Петров А. Ф., Тимиршин К. В. Лено-Таймырская аномалия сейсмоактивной среды на шельфе моря Лаптевых // Наука и образование. 2014. № 2. С. 105–110.
  9. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1: 1 000 000 (новая серия). Лист S-50–52 – Быковский. Объяснительная записка. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2001. 189 с.
  10. Аветисов Г. П., Гусева Ю. В. Глубинное строение района дельты Лены по сейсмологическим данным // Отечественная геология. 1991. № . 4. С. 73–81.
  11. Аветисов Г. П., Ашихмина Е. А., Гусева Ю. Б. Строение Усть-Ленского прогиба в южной части моря Лаптевых по данным КМПВ // Отечественная геология. 1994. № . 1. С. 56–61.
  12. Дергач П. А., Епонешникова Л. Ю., Понасенко С. Н. и др. Построение сейсмотомографической модели района научно-исследовательской станции «Остров Самойловский» по данным локального сейсмологического мониторинга за 2019– 2021 гг. // Геодинамика и тектонофизика. 2022. Т. 13. № 2. doi: 10.5800/GT-2022-13-2s-0627
  13. Григорьев М. Н. Криоморфогенез устьевой области р. Лены. Якутск: Институт мерзлотоведения СО РАН, 1993. 174 с.
  14. Niblett E. R., Kurtz R. D., Michaud C. Magnetotelluric measurements over the Alpha Ridge // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1987. V. 45. Is. 2. P. 101–118. doi: 10.1016/0031-9201(87)90045-8
  15. Borzotta E., Trombotto D. Correlation between frozen ground thickness measured in Antarctica and permafrost thickness estimated on the basis of the heat flow obtained from magnetotelluric soundings // Cold Regions Science and Technology. 2004. V. 40. Is. 1–2. P. 81–96. doi: 10.1016/j.coldregions.2004.06.002
  16. Коротаев С. М., Жданов М. С., Орехова Д. А. и др. Изучение возможности магнитотеллурического зондирования в Северном ледовитом океане с помощью численного моделирования // Физика Земли. 2010. № 9. С. 35–47.
  17. Beka T. I., Smirnov M., Bergh S. G., Birkelund Y. The first magnetotelluric image of the lithospheric-scale geological architecture in central Svalbard, Arctic Norway // Polar Research. 2015. V. 34. doi: 10.3402/polar.v34.26766
  18. Яковлев Д. В., Яковлев А. Г., Валясина О. А. Изучение криолитозоны северного обрамления Сибирской платформы по данным региональных электроразведочных работ // Криосфера Земли. 2018. Т. 22. № . 5. С. 77–95.
  19. Гордеев Н. А. Неотектоника и геодинамика северо-востока Сибирской платформы. Автореф. дисс. канд. геол.-мин. наук. М.: ИФЗ РАН, 2021. 22 с.
  20. Бердичевский М. Н., Дмитриев В. И. Модели и методы магнитотеллурики. М.: Научный мир, 2009. 680 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. a – main tectonic structures of the transition zone from the Eurasian continent to the Laptev Sea shelf (made using data from [2]). b – active faults and seismicity of the Lena River delta region and adjacent territories. A satellite image from the Google Earth Pro program was used as a background. White lines are faults at the base of the Lena River delta according to [3]. The position of the earthquake epicenters is given according to [4].

Download (134KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The obtained geoelectric section (a) and its geological interpretation (b).

Download (53KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Geological structure of the southern part of the Lena River delta (according to [3, 9] with simplifications and changes by the authors).

Download (119KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences