Abstract

This paper presents a three-dimensional (3-D) model of the resistivity distribution in the European lithosphere at the junction between the East European Craton, the Palaeozoic Platform of Western Europe and the Carpathians. The model was created by inverting the magnetotelluric and geomagnetic deep sounding data from 593 points collected over the last 50 years. ModEM code was used to invert the data and obtain the conductivity distribution model. The full size of the mesh with edges was 3000 by 3000 kms and 600 kms in the vertical direction, and the modelling field was digitized with 104 × 104 × 52 (+ 10 air) cells in geographic orientations. A trial-and-error approach was applied to select the best model parameters, such as the starting model and the covariance matrix. The results show a variable thickness of the sedimentary layer, increasing westward, and the presence of deep and extensive conductive anomalies in the crystalline crust. Early Permian continental rifting responsible for the SW-ward lithospheric thinning, localised crustal stretching and subsidence of a broad sedimentary basin had a primary impact on the distribution of resistivity anomalies. While the pre-rift tectonic features have little impact on the resistivity structure, the effects of Late Cretaceous-Paleogene accretion of the Western Carpathians and inversion of the Permian-Mesozoic Polish Basin are clearly detectable in the resistivity pattern. Consequently, our study highlights the role of relatively young tectonic processes in the evolution of a transition zone linking old and stable Eastern Europe with younger and mobile Western Europe.

中文翻译：

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从大地电磁数据的 3-D 反演得出的波兰欧洲岩石圈的深层电阻率结构

摘要

本文提出了东欧克拉通、西欧古生代地台和喀尔巴阡山脉交界处欧洲岩石圈电阻率分布的三维 (3-D) 模型。该模型是通过反演过去 50 年来收集的 593 个点的大地电磁和地磁深探数据而创建的。采用 ModEM 代码反演数据，得到电导率分布模型。带边缘的网格的全尺寸为 3000 x 3000 公里，垂直方向为 600 公里，建模场在地理方向上使用 104 × 104 × 52（+ 10 个空气）单元进行数字化。采用试错法来选择最佳模型参数，例如起始模型和协方差矩阵。结果显示沉积层的厚度变化，向西增加，在结晶地壳中存在深而广泛的导电异常。早二叠世大陆裂谷导致了向西南方向的岩石圈减薄、局部地壳伸展和广阔沉积盆地的沉降，对电阻率异常的分布产生了主要影响。虽然裂前构造特征对电阻率结构影响不大，但在电阻率模式中可以清楚地看到西喀尔巴阡山脉的晚白垩世-古近纪增生和二叠纪-中生代波兰盆地反转的影响。因此，我们的研究强调了相对年轻的构造过程在连接古老而稳定的东欧与年轻且流动的西欧的过渡带演变中的作用。以及在结晶地壳中存在深而广泛的导电异常。早二叠世大陆裂谷导致了向西南方向的岩石圈减薄、局部地壳伸展和广阔沉积盆地的沉降，对电阻率异常的分布产生了主要影响。虽然裂前构造特征对电阻率结构影响不大，但在电阻率模式中可以清楚地看到西喀尔巴阡山脉的晚白垩世-古近纪增生和二叠纪-中生代波兰盆地反转的影响。因此，我们的研究强调了相对年轻的构造过程在连接古老而稳定的东欧与年轻且流动的西欧的过渡带演变中的作用。以及在结晶地壳中存在深而广泛的导电异常。早二叠世大陆裂谷导致了向西南方向的岩石圈减薄、局部地壳伸展和广阔沉积盆地的沉降，对电阻率异常的分布产生了主要影响。虽然裂前构造特征对电阻率结构影响不大，但在电阻率模式中可以清楚地看到西喀尔巴阡山脉的晚白垩世-古近纪增生和二叠纪-中生代波兰盆地反转的影响。因此，我们的研究强调了相对年轻的构造过程在连接古老而稳定的东欧与年轻且流动的西欧的过渡带演变中的作用。早二叠世大陆裂谷导致了向西南方向的岩石圈减薄、局部地壳伸展和广阔沉积盆地的沉降，对电阻率异常的分布产生了主要影响。虽然裂前构造特征对电阻率结构影响不大，但在电阻率模式中可以清楚地看到西喀尔巴阡山脉的晚白垩世-古近纪增生和二叠纪-中生代波兰盆地反转的影响。因此，我们的研究强调了相对年轻的构造过程在连接古老而稳定的东欧与年轻且流动的西欧的过渡带演变中的作用。早二叠世大陆裂谷导致了向西南方向的岩石圈减薄、局部地壳伸展和广阔沉积盆地的沉降，对电阻率异常的分布产生了主要影响。虽然裂前构造特征对电阻率结构影响不大，但在电阻率模式中可以清楚地看到西喀尔巴阡山脉的晚白垩世-古近纪增生和二叠纪-中生代波兰盆地反转的影响。因此，我们的研究强调了相对年轻的构造过程在连接古老而稳定的东欧与年轻且流动的西欧的过渡带演变中的作用。虽然裂前构造特征对电阻率结构影响不大，但在电阻率模式中可以清楚地看到西喀尔巴阡山脉的晚白垩世-古近纪增生和二叠纪-中生代波兰盆地反转的影响。因此，我们的研究强调了相对年轻的构造过程在连接古老而稳定的东欧与年轻且流动的西欧的过渡带演变中的作用。虽然裂前构造特征对电阻率结构影响不大，但在电阻率模式中可以清楚地看到西喀尔巴阡山脉的晚白垩世-古近纪增生和二叠纪-中生代波兰盆地反转的影响。因此，我们的研究强调了相对年轻的构造过程在连接古老而稳定的东欧与年轻且流动的西欧的过渡带演变中的作用。