Будова літосфери по комплексному аналізу геолого-геофізичних даних уздовж профілю DOBREfraction’99/DOBRE-2 (Східно-Європейська платформа - Східно-Чорноморська западина)

Autor: Pashkevich, I., Rusakov, O., Kutas, R., Gryn, D., Starostenko, V., Janik, T.
Jazyk: ruština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Geofizicheskiy Zhurnal; Том 40, № 5 (2018); 98-136
Геофизический журнал; Том 40, № 5 (2018); 98-136
Геофізичний журнал; Том 40, № 5 (2018); 98-136
ISSN: 0203-3100
2524-1052
Popis: The continuous DOBREfraction’99/DOBRE-2 WARR and CDP profile of 775 km length with about 100 km overlap was acquired by an international team from Ukraine, Poland, Denmark, USA, Netherlands, Germany, Great Britain and Norway in 1996 and 2007 respectively. It crosses southeastern East European Craton (the southern slope of the Voronezh Massif, Donbas, the Priazov Megablock), the North Azov Trough, the Middle Azov High, the Indolo-Kuban Depression, the Crimea-Caucasus inversion zone, the Sorokin Trough, the Shatsky and Andrusov Ridges in the Eastern Black Sea Basin. In terms of the number of tectonic structures of different ages and origin, the profile has no analogues in world practice. Along the profile there has first been carried out an interdisciplinary geological and geophysical study of the entire lithospheric cross-section with the use of seismic data, magnetic, gravity and thermal fields, information on seismic tomography and spontaneous electric emission of the Earth. Fundamentally new information has been obtained for the structure of the lithosphere and a number of controversial problems have been convincingly solved. Tectonically, the lithosphere is a complex collage of structures arised in different geodynamic conditions from the Archean to the Neogene as a result of successive stages of its formation. The regional regularities in the structure of the lithosphere are the decrease in the thickness of the crust from north to south, from ancient structures to young ones with simultaneous elevation of the top of asthenosphere from 210 km under the Voronezh Massif to 90 km under the East Black Sea Basin. The standard continental crystalline crust has been mapped on the southern slope of the Voronezh Massif and in the Priazov Megablock. It has been reworked by the Paleozoic rifting in Donbas. The analysis of the heterogeneity of the crystalline crust and mantle has first been used to assess the position of the actual boundary of the East European Platform and the transition zone to the Scythian Plate, which corresponds to the deepest position of the asthenosphere top and the division between domains of different seismic velocities in the lithospheric mantle. The changes in the crystalline crust type under the Main Azov Thrust fixes the buried boundary of the East European Platform. The relationship has been established between large sedimentary structures and the areas of change in the composition of the crystalline crust along suture zones. The main faults of the sedimentary cover as the sutures of different ages have been traced in the cross-section of the crystalline crust and in the upper mantle. The subcrustal decomposition of the mantle and the crust—mantle mixture at the base of the crust of the maximum thickness between the South Crimean and Mesozoic sutures and in Donbas have resulted from the lithosphere reworking during its development. Different types of crystalline crust and gentle inclined intracrustal disturbances sometimes causing doubling different layers of the crystalline crust provide evidence of repeated subduction of the oceanic crust of the Paleo-, Mezo- and Neotethys. The low-velocity mantle layer between the South Crimean and Mesozoic sutures indicates a present-day manifestation of the total effect of post-Paleozoic subductions. A set of possible rocks has been determined for the crystalline crust within the southern slope of the Voronezh Massif, Donbas and the Azov Mega block. In the Crimea-Caucasus inversion zone at a depth of 30 km a complex of rocks has been documented to be inherent in the standard continental crust which is an alternative to the speculation about the local elevation of the upper mantle due to the serpentinization of mafic rocks.
Непрерывный профиль DOBREfraction’99/DOBRE-2 широкоугольного сейсмического зондирования и общей глубинной точки длиной 775 км отработано международным коллективом исследователей из Украины, Польши, Дании, США, Нидерландов, Германии, Великобритании и Норвегии в 1999 и 2007 Профиль пересекает юго-восточную часть Восточно-Европейской платформы (южный склон Воронежского кристаллического массива, Донбасс, Приазовский мегаблок Украинского щита), Пивничноазовський прогиб, Середньоазовське поднятия, Индоло-Кубанский прогиб, Крымско-Кавказскую нверсийну зону, прогиб Сорокина, хребты Шатского и Андрусове Схидночорноморськои впадины. По охвату количества тектонических структур разного возраста и происхождения профиль не имеет аналогов в мировой практике. Впервые вдоль профиля проведено комплексное геолого-геофизическое исследование особенностей строения всего разреза литосферы с использованием сейсмических данных, магнитного, гравитационного и теплового полей, сейсмотомографии, данных спонтанной електромагнтной эмиссии Земли. Получены принципиально новую информацию о строении литосферы и доказательно назад ряд спорных проблем. В тектоническом отношении литосфера является сложным коллажем структур, образовавшихся при различных геодинамических условий от архея до неогена в результате последовательных этапов ее формирования. Региональными закономерностями строения литосферы является уменьшение мощности коры с севера на юг - от древних структур к молодым с одновременным поднятием кровли астеносферы от 210 км под Воронежским кристаллическим массивом до 90 км под Схидночорноморською впадиной. Стандартную континентальную кристаллическую кори выявлено на южном склоне Воронежского кристаллического массива и в Приазовском мегаблоке, тогда как в Донбассе она перестроена палеозойским рифтоутворенням. Впервые использовано анализ неоднородностей кристаллической коры и мантии для оценки положения и состояния границы Восточно-Европейской платформы и Переходного зоны к Скифской плиты, которая совпадает с глубоким положением кровли астеносферы и зоной разделения литосферной мантии по скоростной харкте- ристики. Изменение типа кристаллической коры под Главным Азовским надвижкой фиксирует похороненного границу Восточно-Европейской платформы. Установлено приуроченность крупных осадочных структур к зонам изменения состава кристаллической коры, которые совпадают с сутура- мы. Главные разломы осадочного чехла прослеживаются в разрезе кристаллической коры и в верхах мантии как разновозрастные шовные зоны. Подкоровых разуплотнения мантии и формирование коромантийный смеси в подошве коры, которые достигают максимальной толщины между южнокрымского и мезозойских сутура и в Донбассе, обусловленные переработкой вещества литосферы в процессе ее развития. Различные типы кристаллической коры и пологие уклоны внутришньокорових нарушений, приведших в некоторых зонах до "удваивания" разных слоев кристаллической коры, свидетельствуют неоднократную субдукции океанической коры палео-, мезо- и Неотетису. Наличие низкоскоростного мантийного слоя в зоне между южнокрымского и мезозойских сутура указывает на современный проявление суммарного эффекта писляпалеозойських субдукций. Определен набор пород, которые могут составлять кристаллическую кори в пределах южного склона Воронежского кристаллического массива, Донбасса и При- азовского мегаблока. В Крымско-Кавказской инверсионной зоне на глубине 30 км установлено комплекс пород, свойственный стандартной континентальной коре, альтернативный прогноза серпентинизации основных пород в результате локального подъема мантии.
Безперервний профіль DOBREfraction’99/DOBRE-2 ширококутного сейсмічного зондування і спільної глибинної точки завдовжки 775 км відпрацьовано міжнародним колективом дослідників з України, Польщі, Данії, США, Нідерландів, Німеччини, Великобританії та Норвегії в 1999 і 2007 рр. Профіль перетинає південно-східну частину Східноєвропейської платформи (південний схил Воронезького кристалічного масиву, Донбас, Приазовський мегаблок Українського щита), Північноазовський прогин, Середньоазовське підняття, Індоло-Кубанський прогин, Кримсько-Кавказьку інверсійну зону, прогин Сорокіна, хребти Шатського і Андрусова Східночорноморської западини. За охопленням кількості тектонічних структур різного віку та походженням профіль не має аналогів у світовій практиці. Вперше вздовж профілю проведено комплексне геолого-геофізичне дослідження особливостей будови всього розрізу літосфери з використанням сейсмічних даних, магнітного, гравітаційного і теплового полів, сейсмотомографії, даних спонтанної електромагнтной емісії Землі. Отримано принципово нову інформацію про будову літосфери і доказово розв'язано низку спірних проблем. У тектонічному відношенні літосфера є складним колажем структур, що утворилися за різних геодинамічних умов від архею до неогену в результаті послідовних етапів її формування. Регіональними закономірностями будови літосфери є зменшення потужності кори з півночі на південь — від давніх структур до молодих з одночасним підніманням покрівлі астеносфери від 210 км під Воронезьким кристалічним масивом до 90 км під Східночорноморською западиною. Стандартну континентальну кристалічну кору виявлено на південному схилі Воронезького кристалічного масиву і в Приазовському мегаблоці, тоді як у Донбасі вона перебудована палеозойським рифтоутворенням. Вперше використано аналіз неоднорідностей кристалічної кори і мантії для оцінювання положення та стану границі Східноєвропейської платформи і Перехідної зони до Скіфської плити, яка співпадає з найглибшим положенням покрівлі астеносфери та зоною поділу літосферної мантії за швидкісною харкте- ристикою. Зміна типу кристалічної кори під Головним Азовським насувом фіксує поховану границю Східноєвропейської платформи. Встановлено приуроченість великих осадових структур до зон зміни складу кристалічної кори, які співпадають із сутура- ми. Головні розломи осадового чохла простежуються в розрізі кристалічної кори та у верхах мантії як різновікові шовні зони. Підкорове розущільнення мантії і формування коромантійної суміші у підошві кори, які досягають максимальної товщини між Південнокримською і Мезозойською сутурами та в Донбасі, зумовлені переробкою речовини літосфери в процесі її розвитку. Різні типи кристалічної кори і пологі похили внутрішньокорових порушень, що привели у деяких зонах до "подвоювання" різних шарів кристалічної кори, засвідчують неодноразову субдукцію океанічної кори Палео-, Мезо- і Неотетісу. Наявність низькошвидкісного мантійного шару в зоні між Південнокримською і Мезозойською сутурами вказує на сучасний прояв сумарного ефекту післяпалеозойських субдукцій. Визначено набір порід, що можуть складати кристалічну кору в межах південного схилу Воронезького кристалічного масиву, Донбасу і При- азовського мегаблоку. В Кримсько-Кавказькій інверсійній зоні на глибині 30 км установлено комплекс порід, властивий стандартній континентальній корі, альтернативний прогнозу серпентинізації основних порід у результаті локального піднімання мантії.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: