Anisotropic transformations of regional gravi-magnetic fields of the Ukrainian southeast Carpathian

Abstract

Мета досліджень проаналізувати властивості та геологічну інформативність низки анізотропних трансформацій гравітаційних і магнітних полів, у яких використано процедури осереднення, зокрема способу Андреєва – Клушина. Анізотропні перетворення потенціальних полів необхідні для виявлення та простеження витягнутих у певному напрямку аномалій або їх ланцюжків, які спричинені глибинними лінійними дислокаціями у геологічному розрізі. Вивчення властивостей анізотропних трансформацій ґрунтується на аналізі їхніх глибинних характеристик та теоретичних і практичних експериментах. Методика аналізу особливостей відображення розломної тектоніки, зокрема, на прикладі південного сходу Українських Карпат, у анізотропних аномаліях гравімагнітних полів ґрунтується на пошуку морфологічних ознак прояву глибинних розломів та інших протяжних великих структурно-тектонічних елементів у анізотропних аномаліях гравітаційних і магнітних полів, а також у простеженні цих елементів на основі зіставлення морфології, інтенсивності, розмірів та напрямку простягання анізотропних аномалій із опублікованими тектонічними і геологічними картами регіону. Наведено визначення та алгоритми таких анізотропних трансформацій, як способи Андреєва – Клушина антиклінального та терасового типів, анізотропного осереднення та анізотропного різницевого осереднення. Виконано дослідження геологічної інформативності анізотропних трансформацій потенціальних полів на теоретичних і практичних прикладах. Показано, що у морфології анізотропних гравітаційних і магнітних аномальних полів на території південного сходу Українських Карпат простежуються протяжні локальні аномалії, які зумовлені розломною тектонікою, зокрема глибинними поздовжніми та поперечними розломами, а також лінійними ускладненнями осадового покрову. У результаті аналізу анізотропних аномальних полів виявлено низку характерних ознак відображення великих тектонічних зон, регіональної поведінки поверхні фундаменту, глибинних розломів, на основі яких можна побудувати схеми розломної тектоніки південно-східного регіону Українських Карпат. Також простежено значне простягання фундаменту східноєвропейської платформи від Майданського вузла та Покутсько-Буковинських Карпат під Складчасті Карпати. Надано визначення низки анізотропних трансформацій та розглянуто їхні властивості. Обґрунтовано геологічну інформативність морфології анізотропних трансформацій потенціальних полів у дослідженні розломної тектоніки Українських Карпат та прилеглих прогинів. Застосування анізотропних траснформацій потенціальних полів сприятиме підвищенню достовірності й детальності простеження глибинних розломів, а також інших лінійних дислокацій як у фундаменті, так і в осадовому чохлі. Вивчення розломної тектоніки є важливим чинником успішного вирішення завдань із пошуку та розвідки площ, перспективних щодо покладів нафти і газу.The aim of the research presented in this article is to analyze the properties and geological informative value of the anisotropic transformations of gravitational and magnetic fields, which use averaging procedures, including analysis of Andreev–Klushin’s method. Anisotropic transformations of potential fields are designed to detect and track elongated anomalies or their chains, caused by deep linear dislocations in the geological section. The study of the anisotropic transformations properties is based on the analysis of their depth characteristics, as well as theoretical and practical experiments. The study applies the analysis method of fault tectonics reflection features in anisotropic anomalies of gravimagnetic fields, in particular, on the example of the South-East of the Ukrainian Carpathians. It is based on the search of morphological signs of manifestation of deep faults and other long structural-tectonic dislocations in gravitational and magnetic anisotropic anomalies. The method also suggests tracing these elements, relying on the comparison of morphology, intensity, size and direction of anisotropic anomalies with published regional tectonic and geological maps. Results. The paper presents definitions and algorithms of such anisotropic transformations as Andreev–Klushin’s methods of anticlinal and terrace types, anisotropic averaging and anisotropic difference averaging. The research allowed us to perform study of the geological informative value of anisotropic transformations of potential fields on theoretical and practical examples. It is shown that in the morphology of anisotropic gravitational and magnetic anomalous fields in the south-east of the Ukrainian Carpathians long local anomalies are traced. They are caused by fault tectonics, in particular deep longitudinal and transverse faults, as well as linear complications into sedimentary cover. The analysis of anisotropic anomalous fields reveals a number of characteristic features of large tectonic zones reflecting regional behavior of the foundation surface and deep faults; on its basis fault tectonics schemes of the South-Eastern region of the Ukrainian Carpathians can be constructed. The study traced a significant extension of the foundation of the Eastern European platform from the Maidan’s ledge and the Pokutsko- Bukovynian Carpathians under the Folded Carpathians. The definition of a number of anisotropic transformations is given and their properties are considered. The work substantiated geological informative value of the anisotropic transformations morphology of potential fields in the study of the Ukrainian Carpathians and adjacent depressions fault tectonics. The use of anisotropic transformations of potential fields will increase the reliability and detail of tracing deep faults, as well as other linear dislocations both in the foundation and in the sedimentary cover. The study of fault tectonics is an important factor in the successful solution of problems in the search and exploration of areas which are promising for oil and gas deposits.