Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба как отражение истории его развития
Выявлено сложное блоковое строение земной коры и верхней мантии района исследований. В кристаллическом фундаменте выделены высокоплотностные блоки, параметры которых указывают на существование в пределах Каркинитского прогиба трех источников магматической активности с разным характером протекания пр...
Saved in:
| Date: | 2016 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України
2016
|
| Series: | Геология и полезные ископаемые Мирового океана |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103622 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба как отражение истории его развития / М.В. Козленко, Ю.В. Козленко // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2016. — № 1. — С. 43-56. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-103622 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1036222016-06-22T03:02:23Z Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба как отражение истории его развития Козленко, М.В. Козленко, Ю.В. Палеореконструкции Выявлено сложное блоковое строение земной коры и верхней мантии района исследований. В кристаллическом фундаменте выделены высокоплотностные блоки, параметры которых указывают на существование в пределах Каркинитского прогиба трех источников магматической активности с разным характером протекания процессов рифтогенеза. Виявлено складну блокову будову земної кори та верхньої мантії району досліджень. У кристалічному фундаменті виділено високогустинні блоки, параметри яких указують на існування в межах Каркінітського прогину трьох джерел магматичної активності з різним характером протікання процесів рифтогенезу. The difficult block structure of the earth's crust and upper mantle in studied is educed. In the crystalline basement high-density blocks are allocated. Their parameters indicate the existence three magmatic activity sources of varios mode of rifting within Karkinit trough. 2016 Article Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба как отражение истории его развития / М.В. Козленко, Ю.В. Козленко // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2016. — № 1. — С. 43-56. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 1999-7566 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103622 ru Геология и полезные ископаемые Мирового океана Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Палеореконструкции Палеореконструкции |
| spellingShingle |
Палеореконструкции Палеореконструкции Козленко, М.В. Козленко, Ю.В. Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба как отражение истории его развития Геология и полезные ископаемые Мирового океана |
| description |
Выявлено сложное блоковое строение земной коры и верхней мантии района исследований. В кристаллическом фундаменте выделены высокоплотностные блоки, параметры которых указывают на существование в пределах Каркинитского прогиба трех источников магматической активности с разным характером протекания процессов рифтогенеза. |
| format |
Article |
| author |
Козленко, М.В. Козленко, Ю.В. |
| author_facet |
Козленко, М.В. Козленко, Ю.В. |
| author_sort |
Козленко, М.В. |
| title |
Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба как отражение истории его развития |
| title_short |
Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба как отражение истории его развития |
| title_full |
Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба как отражение истории его развития |
| title_fullStr |
Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба как отражение истории его развития |
| title_full_unstemmed |
Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба как отражение истории его развития |
| title_sort |
плотностная характеристика земной коры каркинитского прогиба как отражение истории его развития |
| publisher |
Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України |
| publishDate |
2016 |
| topic_facet |
Палеореконструкции |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103622 |
| citation_txt |
Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба как отражение истории его развития / М.В. Козленко, Ю.В. Козленко // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2016. — № 1. — С. 43-56. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
| series |
Геология и полезные ископаемые Мирового океана |
| work_keys_str_mv |
AT kozlenkomv plotnostnaâharakteristikazemnojkorykarkinitskogoprogibakakotraženieistoriiegorazvitiâ AT kozlenkoûv plotnostnaâharakteristikazemnojkorykarkinitskogoprogibakakotraženieistoriiegorazvitiâ |
| first_indexed |
2025-07-07T14:08:53Z |
| last_indexed |
2025-07-07T14:08:53Z |
| _version_ |
1836997498971881472 |
| fulltext |
43ISSN 1999/7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 1
М.В. Козленко, Ю.В. Козленко
Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины, Киев
ПЛОТНОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ЗЕМНОЙ КОРЫ КАРКИНИТСКОГО ПРОГИБА
КАК ОТРАЖЕНИЕ ИСТОРИИ ЕГО РАЗВИТИЯ
Выявлено сложное блоковое строение земной коры и верхней мантии района ис/
следований. В кристаллическом фундаменте выделены высокоплотностные бло/
ки, параметры которых указывают на существование в пределах Каркинитско/
го прогиба трех источников магматической активности с разным характером
протекания процессов рифтогенеза.
Ключевые слова: Каркинитский прогиб, плотностные разрезы, глубинное
строение, рифтогенез.
Введение
В настоящее время на северо2западном шельфе Черного моря
разрабатывается восемь месторождений углеводородов (УВ),
шесть из них приурочены к Каркинитскому прогибу. В связи с
этим данная структура привлекает внимание исследователей [3,
11]. Поскольку на формирование залежей УВ влияет строение не
только осадочного чехла, но и консолидированного фундамента
[9], большое значение имеет изучение структурных неоднород2
ностей глубинных уровней земной коры.
Цель работы — изучение пространственного распределения
блоков литосферы, возникших в процессе эволюции Каркинитско2
го прогиба.
Методика
Исследования основаны на анализе детальных разрезов земной
коры, полученных в результате двумерного плотностного моде2
лирования по линиям, пересекающим прогиб вдоль его оси (про2
филь ГСЗ № 26 [8]) и поперек (меридиональные профили МОВ
ОГТ № 598506 [4] и 568408 [6], а также II КМПВ [5]) (рис. 1).
Положение профилей было выбрано так, чтобы они проходили
через максимальное количество морфологических единиц данного
района — обе субвпадины домелового фундамента Каркинитского
прогиба, поднятия Шмидта, Голицына, Центральномихайловское
© М.В. КОЗЛЕНКО, Ю.В. КОЗЛЕНКО, 2016
Палеореконструкции
44 ISSN 1999/7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 1
М.В. Козленко, Ю.В. Козленко
и другие локальные структуры. Гравитационные модели по всем трем субмери2
диональным профилям включают в себя южную оконечность Южноукраинской
моноклинали, Каркинитский прогиб и северный борт Каламитского вала.
Модель по профилю ГСЗ № 26 была построена первой в качестве базовой.
После того, как были просчитаны три меридиональных профиля, в местах пере2
сечений возникли расхождения в строении разрезов. Авторам пришлось увязы2
вать полученные параметры с пересчетом всех моделей в окрестностях общих
точек, что привело к некоторому изменению конфигурации поверхностей слоев
в коре, положений вертикальных границ блоков и значений плотности. Поэто2
му модели, представленные в данной работе, хотя и принципиально схожи с
первоначальными, но имеют отличия.
Наибольшие изменения закономерно претерпел профиль ГСЗ № 26, по2
скольку он должен был согласовывать строение земной коры со всеми тремя ме2
ридиональными разрезами. На уточненной модели исчез уплотненный блок в
нижней части коры западнее Одесского разлома, ширина рифтогена восточнее
этой зоны уменьшилась практически на треть, и теперь он ограничен Западно2
каркинитским субпрогибом, тогда как ранее доходил до гребня Центрально2
михайловского поднятия. Изменились также конфигурации слоев в коре, в
частности, поднятие выражается не только по подошве коры, но и по границам
«гранитного» слоя. Плотности же изменены в половине блоков, выделенных в
кристаллической коре.
Методика построений и источники первичных данных детально описаны в
указанных статьях. Точность расчетов (величина остаточной аномалии) состави2
ла менее ±5 мГал.
Рис. 1. Обзорная схема района исследований: 1 — береговая линия; 2 — положение профилей
(I — ГСЗ № 26, II — МОВ ОГТ № 568408, III — МОВ ОГТ № 598506, IV — II КМПВ); 3 — гра2
ницы тектонических структур; 4 — изогипса 10 км подошвы меловых отложений по [1]; 5 —
положение скважин (А21 — Архангельского21, Г24 — Голицына24, Шм212 — Шмидта212,
Шт22 — Штилевая22)
45ISSN 1999/7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 1
Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба
Результаты исследования
Плотностная модель вдоль профиля ГСЗ № 26. Профиль ГСЗ № 26
длиной 185 км (I на рис. 1) имеет субширотное простирание и проходит практи2
чески вдоль осевой зоны Каркинитского прогиба. Начало профиля находится в
8 км западнее острова Змеиный, окончание — в 10 км к северо2западу от Тархан2
кутского полуострова (Крым). Подобранная гравитационная модель (рис. 2)
позволила четко определить границы тектонических единиц вдоль профиля. По
скоростным и плотностным характеристикам прогиб (ПК 65—185) подразделя2
ется на ряд блоков.
По данным МОВ ОГТ, домеловой фундамент Каркинитского прогиба обра2
зует две впадины, которые разделены Центральномихайловским поднятием [1].
На томографическом разрезе [8], на основании которого строилась плотностная
модель, под этими впадинами на глубине 20—25 км расположены высокоскоро2
стные аномалии в виде замкнутых изолиний Vр = 7,5 км/с на ПК 100—125 и
8,0 км/с на ПК 150 — 160. Кроме того, подъем высокоскоростного тела под за2
падной мульдой Каркинитского прогиба до глубины около 20 км выделяется
также и в сейсмическом разрезе [14].
Указанные различия в скоростных характеристиках обеих частей впадины
находят отражение в разном строении фундамента в гравитационной модели.
Под западной депрессией (ПК 95—125) уплотненной оказалась только нижняя
часть кристаллической коры, где плотность составила 2,98 г/см3. В восточной
Рис. 2. Двумерная плотностная модель по профилю ГСЗ № 26. Значения плотностей в г/см3.
Стрелками показаны пересечения с поперечными профилями, штриховкой — высокоплотно2
стные блоки; зОр — зона Одесского разлома, ЦМп — Центрально2Михайловское поднятие
46 ISSN 1999/7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 1
М.В. Козленко, Ю.В. Козленко
части прогиба — Михайловской мульде (ПК 140—175) — в зоне, соотвестствую2
щей повышенным скоростям, высокоплотностной блок разделился на два этажа
со значениями D 2,88 и 2,99 г/см3. Поверхности «гранитного» и «базальтового»
слоев кристаллической коры западной депрессии согласно изогнуты и образуют
купольную структуру, вершина которой находится под местом наибольшего про2
гиба домелового фундамента. В Михайловской мульде куполообразную конфигу2
рацию имеет только кровля среднего этажа консолидированного фундамента,
граница раздела с нижним горизонтальна. Исходя из указанных особенностей
можно сделать вывод, что западная впадина возникла в результате внедрения
мантийного вещества только в нижнюю часть коры, приподняв «гранитный»
слой. В восточной депрессии магматические выплавки, возможно из2за повы2
шенной трещиноватости пород, редуцировали также и средний этаж фундамента.
При исследовании глубинного строения земной коры шельфа Черного моря
по профилю ГСЗ № 25, пересекающему Михайловскую мульду по диагонали в
направлении юго2запад — северо2восток, было показано, что тело повышенной
плотности в средней части коры является отображением «осевой дайки», прису2
щей рифтогенным структурам [7]. Поэтому, скорее всего, подобные аномалии,
прослеживающиеся на профиле 26, указывают на его рифтовое происхождение.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что субвпадины Каркинит2
ского прогиба сформировались под воздействием двух центров тектоничес2
кой активности. На это указывают различия в строении высокоплотностных
блоков под этими депрессиями, а также то, что разделяющее их Центрально2
михайловское поднятие (ЦМп) по структуре коры сходно с северо2западной
прибрежной зоной Тарханкутского полуострова (участки с обеих сторон от
Михайловской мульды на гравитационном разрезе имеют практически одина2
ковое строение). Следовательно, можно сделать вывод, что ЦМп является ос2
танцом домелового складчатого фундамента, слабо затронутого тектонически2
ми преобразованиями.
Судя по конфигурации осадочного чехла, Каркинитский прогиб простира2
ется дальше на запад, однако строение кристаллического фундамента на отрез2
ке профиля ПК 67—92 в плотностной модели резко отличается от всех осталь2
ных. В этом блоке подошва метаморфического слоя залегает на глубине 20 км,
поверхность мантии — на 31 км и, соответственно, «гранитный» и «базальто2
вый» слои обладают аномально малой мощностью. Границы данного участка
наклонны с падением в восточном направлении, причем расстояние между ни2
ми в нижней части на 3 км больше, чем в верхней. Сопоставление со схемой раз2
ломной тектоники консолидированной коры северо2западного шельфа Черного
моря, построенной на основании анализа потенциальных полей [12, рис. 4], по2
казало, что этот блок близок по расположению к зоне Одесского разлома (зОр) —
раннепротерозойского проторифтоида, возникшего на месте позднеархейского
чарнокит2гранулитового пояса [2].
Участок профиля в диапазоне ПК 65—70 пространственно относится к юж2
ному борту Одесского вала. Этот блок характеризуется повышенной мощностью
«базальтового» слоя и пониженной — «гранитного», также, как и в Западнокар2
кинитской депрессии. Отличие заключается в том, что в пределах склона Одес2
ского вала подошва складчатого основания и поверхность мантии залегают
глубже, а значения плотности кристаллической коры одинаковы.
47ISSN 1999/7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 1
Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба
Гипсометрия поверхности мантии в полученной плотностной модели (рис.
2) практически совпадает с конфигурацией раздела Мохо на сейсмической мо2
дели в работе [10, рис. 17, 2 б] —подошва коры залегает горизонтально, причем
в западной части на большей глубине, чем в восточной. Строение Одесского раз2
лома согласно нашим данным и [10] также сходно: отмечены резкий подъем по2
верхности мантии, снижение в верхней части фундамента плотности и скорости
и более пологое залегание восточного борта. Соответствия в двух моделях, рас2
читанных по разным методикам, свидетельствуют об устойчивости представле2
ний о структуре земной коры и верхней мантии вдоль профиля.
В подобранной модели плотность коры остается постоянной, несмотря на то,
что ее подошва залегает на разной глубине. В кристаллической части фундамента
изменяется не только мощность, но и величина D в каждом из структурных эта2
жей. Расхождения этого параметра между блоками составляют до 0,11 г/см3 для
«гранитного» слоя и 0,04 г/см3 для «базальтового».
Плотностная модель вдоль профиля МОВ ОГТ № 568408, рис. 3, а. Этот про2
филь (II на рис. 1) пересекает западную мульду Каркинитского прогиба, север2
ной границей которого служит южный Голицынский разлом (ПК 53), проявляю2
щийся в виде ступени по поверхности домелового фундамента. Южное замыка2
ние прогиба установить затруднительно, поскольку четкого разграничения этой
структуры с Каламитским валом не отмечается.
Рис. 3. Двумерные плотностные модели Каркинитского прогиба по субмеридиональным про2
филям: а — МОВ ОГТ № 568408; б — МОВ ОГТ № 598506; в — II КМПВ. Значения плотнос2
тей в г/см3. Стрелками показаны пересечения с профилем ГСЗ № 26, штриховкой — высоко2
плотностные блоки. На разрезах указано положение скважин. Структуры: А — Архангельского,
Г — Голицына, Кв — Каламитский вал, У — Украинская, ЦМп — Центрально2Михайловское
поднятие, Ш — Шельфовая, Шм — Шмидта, Шт — Штилевая, ЮУм — Южно2Украинская мо2
ноклиналь. Разломы: Гр — Голицынский, Мр — Михайловский, СТр — Сулинско2Тарханкут2
ский (см. также с. 48)
48 ISSN 1999/7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 1
М.В. Козленко, Ю.В. Козленко
Прогиб по строению осадочного чехла может быть разделен на три блока.
Северный (ПК 53—63) характеризуется углублением кровли складчатого осно2
вания и наличием небольшой линзы домеловых отложений. В сейсмической за2
писи [1] ее подошва определяется волной tPz, связанной с породами палеозоя.
Поскольку толщина этого пласта составляет всего 0,5 км, можно считать, что он
выполнен только отложениями, непосредственно подстилающими нижний мел.
Поскольку в пределах Каламитского вала это средне2верхнеюрский осадочно2
Рис. 3. Окончание
49ISSN 1999/7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 1
Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба
вулканогенный комплекс, то в гравитационной модели линза была задана с со2
ответствующей плотностью. Центральный блок (ПК 63—89), обладающий в пре2
делах профиля максимальной (до 10 км) мощностью осадков от мела до голоце2
на включительно, ограничен с юга четко выраженным Михайловским разло2
мом, прослеживающимся практически через весь верхний структурный этаж
земной коры. Южная часть прогиба отличается от центральной утонением палео2
ген2майкопских отложений почти в два раза и уменьшением глубины залегания
поверхности складчато2метаморфического основания на 1,1 км.
Структурные планы фундамента и осадочного чехла существенно различа2
ются. Разломы глубинного заложения также разделяют консолидированный
фундамент на три зоны с разными параметрами, но их границы не совпадают с
верхним этажом. В пределах северного участка (ПК 51—63) отмечается посте2
пенно затухающее погружение поверхностей «гранитного» и «базальтового» слоев
при постепенном воздымании подошвы коры. Центральный блок (ПК 63—96),
так же, как и западный редуцированный участок на профиле ГСЗ № 26, харак2
теризуется куполообразным подъемом поверхностей «гранитного» и «базальто2
вого» слоев, причем на обоих разрезах гребень поднятия приурочен к центру
Каркинитского прогиба. Толщина складчатого основания и верхнего этажа кри2
сталлического фундамента на данном участке уменьшена, тогда как в «базальто2
вом» слое отмечаются повышенные значения мощности и плотности. Формиро2
вание данного блока, параметры которого характерны для рифтогенных структур,
несомненно было вызвано подъемом в кору мантийных дериватов, существенно
преобразовавших первоначальную структуру фундамента Скифской плиты.
Следует отметить, что в центральном участке, имеющем редуцированную кору,
как верхняя, так и нижняя поверхности «гранитного» слоя антиморфны подош2
ве осадочного комплекса, тогда как в крайних блоках все эти границы конформ2
ны. При этом в южном блоке толщина двух верхних этажей консолидированной
коры меньше, чем в северном.
В то же время по положению кровли мантии структуры двух крайних зон
Каркинитского прогиба различны: в южной, как и в центральной, она залегает
горизонтально на глубине 36,7 км, тогда как в северной имеет наклон.
Южный из Голицынских разломов (ПК 53), по которому определяется се2
верная граница прогиба, в строении фундамента себя не проявляет, так же, как
и Михайловский (ПК 89). Северный Голицынский разлом (ПК 51) по перегибам
поверхностей прослеживается вплоть до кровли мантии. Коровое заложение
имеет также выделяющийся по подошве осадков Сулинско2Тарханкутский
(Крымско2Георгиевский, Сулинско2Крымский) разлом, который, возможно, и
служит южной границей прогиба.
Плотностная модель вдоль профиля МОВ ОГТ № 598506, рис. 3, б. Второй суб2
меридиональный профиль (III на рис. 1) расположен в 23 км восточнее предыду2
щего и пересекает Каркинитский прогиб практически по центру. Данный разрез
проходит в непосредственной близости от скважин Голицынская24, Архангельс2
кого21 и Штилевая22. Таким образом, данные бурения дают возможность при2
вязки сейсмической записи к стратиграфическим разрезам.
Северным ограничением прогиба в сечении данного профиля также являет2
ся Голицынский разлом (ПК 43), который падает в южном направлении под уг2
лом около 30°. Кровля майкопских отложений смещена по разлому только на
50 ISSN 1999/7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 1
М.В. Козленко, Ю.В. Козленко
200 м, тогда как перепад поверхностей всех остальных осадочных слоев состав2
ляет 330 м, причем опущен северный борт.
Южнее Голицынского разлома мощность мезокайнозойского осадочного
чехла резко увеличивается. Каркинитский прогиб имеет достаточно сложное
строение земной коры. По поверхности домелового складчатого основания он
представляет собой две впадины, разделенные Центральномихайловским под2
нятием. Поскольку в геолого2геофизической литературе эти депрессии не име2
ют собственного наименования, для удобства описания авторы предлагают
впредь называть северную Украинской, а южную — Шельфовой по наименова2
нию близлежащих структур. Украинская впадина (ПК 43—60) характеризуется
залеганием подошвы мела на глубине 7,7 км. По результатам моделирования,
кристаллические породы в ее пределах существенно уплотнены по сравнению с
окружающими блоками — «гранитный» слой до 2,85 г/см3, «базальтовый» — до
2,97 г/см3. Впадина Шельфовая (ПК 77—92) на 1 км глубже, но меньше по прости2
ранию. В ее центре меловые и палеоценовые отложения разбиты Михайловским
разломом, южный борт которого приподнят относительно северного на 300—
700 м в различных слоях. Строение консолидированной части земной коры в
пределах данной впадины подобно таковому под Украинской депрессией, однако
уплотнение коры больше: в «гранитном» слое на 0,03 г/см3, а в «базальтовом» —
на 0,02 г/см3. Подобное сочетание достаточно узких и глубоких прогибов, запол2
ненных осадками, с подстилающими их блоками повышенных значений D— ха2
рактерный признак структур рифтогенного происхождения.
Центральномихайловское поднятие (ПК 60—77) окаймлено разломами в
фундаменте и проявляется возвышением не только домелового складчатого осно2
вания, но и слоев кристаллической коры. Северный край поднятия более пологий
и протяженный, чем южный. Граница между структурой Украинская и одноимен2
ной депрессией выделяется скачком отметки кровли и подошвы «гранитного»
слоя примерно на 1 км, тогда как стык структуры Шельфовая и прилегающей к
ней впадины проявлен только перегибом указанных поверхностей.
Переход от Каркинитского прогиба к своду Каламитского вала нарушает
структура Штилевая, которая по кровле домеловых отложений воздымается
примерно на 1,5 км. Исходя из определенной в ходе плотностного моделирова2
ния схожести строения домелового основания, данная структура генетически
относится к Каламитскому валу.
Голицынский разлом, если его протрассировать на глубину, соединится с до2
ходящим до мантии вертикальным разломом, который с севера ограничивает
блок высоких плотностей под Украинской впадиной. Михайловский же види2
мого продолжения в нижних слоях коры не имеет.
Плотностная модель вдоль профиля II КМПВ, рис. 3, в. Профиль (IV на рис. 1)
расположен примерно в 30 км к западу от мыса Тарханкут и пролегает в 20 км
восточнее предыдущего в субмеридиональном направлении. В непосредствен2
ной близости от разреза расположена скважина Шмидта212, которая обеспечи2
ла увязку сейсмической записи со стратиграфическими данными.
В сечении профиля подошва меловых осадков, известная по данным МОВ
ОГТ [1], образует депрессию глубиной более 10 км. Северная граница прогиба в
структуре осадков четко не выделяется, в отличие от двух предыдущих мериди2
ональных сечений, где она определялась по резкому погружению поверхности
51ISSN 1999/7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 1
Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба
фундамента южнее Голицынского разлома. На профиле II КМПВ подошва оса2
дочного чехла начинает заглубляться на ПК 83, где никакого нарушения не наб2
людается. К югу от ПК 82, где на профиль проецируется визуальное продолжение
Голицынского разлома (рис. 4), происходит, наоборот, выполаживание данной
поверхности, которая до ПК 72 формирует субгоризонтальную площадку. Ее на2
личие обусловлено тем, что в этом месте северный склон прогиба осложняет
поднятие Шмидта. И только южнее него подошва осадков прогрессивно углуб2
ляется до максимальных значений, формируя Михайловскую впадину, ограни2
ченную с юга Сулинско2Тарханкутским разломом, по которому подошва нижне2
меловой толщи подскакивает на 1,5 км. Поверхность складчатого основания в
пределах мульды осложнена двумя субвертикальными нарушениями, формиру2
ющими осевой грабен с проседанием примерно на 0,5 км.
По глубинному строению в пределах Каркинитского прогиба можно выде2
лить три блока. В интервале ПК 74,5—86 кристаллическая кора редуцирована с
увеличением плотности до 2,85 г/см3 в «гранитном» и 2,97 г/см3 в «базальтовом»
структурных этажах. Северная граница этого участка, судя по конфигурации по2
верхности — это стык между Восточноевропейской платформой и Скифской
плитой. Южная граница данного блока имеет явно разломную природу и по по2
дошве отложений верхнего мела проявляется как четко выраженный односто2
ронний грабен. Поднятие Шмидта (ПК 64—74,5) имеет кору с нормальными для
данного района значениями D. Эта часть модели характеризуется более высоким
залеганием обеих поверхностей «гранитного» слоя и увеличенной мощностью
«базальтов». В основании Михайловской мульды (ПК 44—64), по данным про2
веденного моделирования, слои кристаллического фундамента имеют макси2
мальные величины плотности. Раздел кора/мантия в пределах всего Каркинит2
ского прогиба в сечении профиля, по результатам подбора поля силы тяжести,
расположен на глубине 36,7 км.
Разломная тектоника. Осадочный чехол Каркинитского прогиба, по данным
МОВ ОГТ [1], осложнен многочисленными разломами преимущественно про2
дольного простирания (рис. 4). Северный Голицынский разлом на профилях
МОВ ОГТ проявлен взбросом южного борта от подошвы меловых отложений
практически через все горизонты осадочного чехла (рис. 3, а, б). На западном
профиле (рис. 3, а) данный дизъюнктив наклонен под углом порядка 35°. Угол
наклона нарушения на среднем профиле (рис. 3, б) составляет около 30°, то есть
меньше, чем на первом, но при этом смещение крыльев больше. В консолиди2
рованной коре эта дислокация на обоих профилях трассируется на близлежащий
верхний угол базифицированного блока. Вместе с тем, на профиле II в точке пе2
ресечения разломом кровли складчатого основания моделированием определе2
но вертикальное транскоровое нарушение, чего не наблюдается на профиле III.
Южный Голицынский разлом четко определяется только на западном профиле,
где он проявляется как вертикальный сброс южного крыла по кровле фундамен2
та и выполаживанием кровли нижнего мела. Профиля II КМПВ Голицынский
разлом не достигает, однако на визуальном продолжении его на профиль (ПК
82) расположен перегиб обеих границ нижнемелового горизонта.
Наиболее ярко выраженное в осадочном чехле разрывное нарушение в пре2
делах прогиба — Михайловский разлом, приуроченный к нижней части южного
борта Каркинитского прогиба и расположенный внутри рифтогенных блоков
52
(рис. 4). Характерная особенность данного нарушения — возрастание периода
тектонической активности с востока на запад: на II профиле оно охватывает оса2
дочные горизонты до майкопа включительно, на профиле III активность огра2
ничивается эоценом, а на IV — только ранним мелом (рис. 3, а—в). Перепад
крыльев по подошве осадочного чехла составляет 1150, 300 и 400 м соответствен2
но. По плотностным параметрам Шельфовая мульда связана с Михайловской, а
по длительности развития разлома — с Западнокаркинитской. Таким образом,
все указанные впадины — самостоятельные структурные единицы с различны2
ми историями развития.
Примерно в 10 км южнее Михайловского почти параллельно ему протяги2
вается Сулинско2Тарханкутский разлом (рис. 4). С юга на него на западном и
восточном разрезах выклинивается средне2верхнеюрская осадочно2вулканоген2
ная толща (по данным МОВ ОГТ), а также линза предположительно триасовых
образований (по результатам проведенного моделирования) на всех трех мери2
диональных профилях (рис. 3). Таким образом, данный дизъюнктив — это наибо2
лее древнее из региональных нарушений изучаемого региона. По простиранию
его параметры изменяются. Наиболее ярко он проявляется вблизи Тарханкут2
ского полуострова, на профиле II КМПВ, на котором подошва нижнемеловых
отложений под углом 83° погружается к центру прогиба на 1,5 км, а кровля — на
1,7 км. В консолидированной коре этот разлом, так же, как и северный Голицын2
ISSN 1999/7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 1
М.В. Козленко, Ю.В. Козленко
Рис. 4. Тектоническая схема района исследований: 1 — береговая линия; 2 — изогипсы пове2
рхности фундамента, по [1]; 3 — разломы по поверхности фундамента, согласно [1]: зГр — зо2
на Голицынских разломов, Мр — Михайловский разлом, СТр — Сулинско2Тарханкутский
разлом; 4 — положение профилей; 5 — зона Одесского разлома; 6, 7 — границы рифтогенных
структур (6 — по результатам плотностного моделирования; 7 — предполагаемые)
53
ский на профилях II и III, трассируется на ближний верхний угол редуцирован2
ного блока. На среднем профиле данное нарушение по поверхности фундамента
не прослеживается и может быть намечено только по подошве и отчасти кровле
верхнемелового горизонта. На западном разрезе Сулинско2Тарханкутский разлом,
который прослеживается вплоть до «базальтового» слоя, выражается северным
сбросом складчатого основания всего на 300 м по вертикальному нарушению.
В районе исследований по подошве осадочного чехла съемками МОВ ОГТ
определены и другие разломы разной ориентации и длины (см. рис. 4). Из них
четко проявляются только дизъюнктивы на профиле IV (ПК 59 и 75). Первый из
них в плане почти параллелен Михайловскому разлому, а в разрезе они оба ло2
кализованы только в отложениях нижнего мела практически симметрично отно2
сительно оси южного редуцированного блока и окаймляют центральный грабен
Михайловской мульды. Второе из нарушений ограничивает с севера поднятие
Шмидта и приурочено к южной границе северного рифтогена.
История развития изучаемого региона. Строение земной коры и верхней мантии
вдоль профилей отображает историю развития района исследований. В работе [13]
показано, что геотектоническая активность Одесского разлома закончилась на
байкальском этапе развития земной коры. Поскольку эта структура — древний ав2
лакоген, и подошва коры к началу тектонической активизации располагалась на
более высоком гипсометрическом уровне, чем в прилегающих районах, магмати2
ческая деятельность в его пределах ограничилась мантией, не затронув кристалли2
ческого фундамента и не изменив в нем плотности (рис. 2).
Образование Каркинитского прогиба началось на альпийском этапе тек2
тогенеза [2]. Поскольку по результатам плотностного моделирования по про2
филю вдоль осевой части прогиба (рис. 2) мощность метаморфического слоя
(D = 2,72 г/см3) на участках с нередуцированной консолидированной корой к
востоку от Одесского разлома (ПК 118—145) почти в два раза меньше, чем к
западу (ПК 65—75), можно предположить, что первой фазой развития проги2
ба было воздымание поверхности выше уровня моря в результате внедрения
мантийного диапира, что сопровождалось денудацией складчатого доаль2
пийского основания. На северном борту Каркинитского прогиба в районе
структуры Юго2Западно2Голицынская был выявлен юрский отражающий го2
ризонт [3]. В ходе съемки МОВ ОГТ [1] средне2верхнеюрская осадочно2вулка2
ногенная толща зафиксирована к югу от прогиба, в пределах Каламитского
вала, а также к западу, где она выклинивается у борта Одесской разломной зоны.
Отсутствие отложений юры в пределах прогиба при их наличии по его краям
может служить подтверждением трансгрессии на данном участке Скифской
плиты в первую фазу развития Каркинитского рифтогена.
В неокоме (берриас2баррем) район современного Каркинитского прогиба
начал испытывать погружение. Поздний апт и альб характеризовались активи2
зацией тектонического процесса. Рифтообразование в раннем мелу сопровож2
далось основным вулканизмом [2], что привело к возникновению в пределах
прогиба блоков с повышенным значением плотности (рис. 2, 3).
Анализ проведенного моделирования по четырем профилям позволяет
сгруппировать эти блоки по плотностным и структурным параметрам: ПК 95—
118 профиля I (рис. 2) и ПК 63—96 профиля II (рис. 3, а) характеризуются умень2
шенной мощностью «гранитного» слоя, уплотнением «базальтов» до 2,98 г/см3
ISSN 1999/7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 1
Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба
54
и куполообразными поверхностями среднего этажа консолидированной коры;
ПК 145—177 профиля I (рис. 2), ПК 77—85 профиля III (рис. 3, б) и ПК 44—64
профиля IV (рис. 3, в) имеют ровные поверхности в кристаллическом фундамен2
те и плотность в «гранитном» и «базальтовом» слоях, равную 2,88 и 2,99 г/см3 со2
ответственно; на ПК 50 — 60 профиля III (рис. 3, б) и ПК 74,5—86 профиля IV
(рис. 3, в) зафиксировано значения D 2,85 и 2,97 г/см3 во втором и третьем этаже
консолидированной коры при субгоризонтальных границах. Разные плотност2
ные и структурные параметры редуцированных блоков указывают на то, что в изу2
чаемом районе существовали три отдельных центра преобразования коры (рис. 4),
имевших разный характер протекания процессов.
Нанесение границ измененных участков на схему поверхности домелового
фундамента позволило наметить пространственное распределение трех рифто2
генов. Первый из них (северо2восточный) имеет четко выраженные линейные
очертания, протягивается в диагональном направлении СВ—ЮЗ севернее подня2
тий Центральномихайловское и Шмидта, которые являются блоками небазифи2
цированной коры, и тяготеет к понижениям кровли консолидированной коры.
В нем преобразования затронули оба структурных этажа кристаллического ос2
нования, но в наименьшей степени. Продолжением южной границы этого риф2
тогена может служить достаточно крупный разлом, зафиксированный во время
съемки МОВ ОГТ. Второй (юго2восточный) рифтоген имеет бутылкообразную
форму и характеризуется наиболее интенсивной перестройкой коры. Широкая
часть его приурочена к Михайловской мульде. Западный участок, имеющий зна2
чительно меньшую ширину, простирается между поднятиями Центральноми2
хайловское и Архангельского. Третий из центров базификации фундамента (за2
падный) примыкает с востока к зоне Одесского разлома, имеет треугольную
форму, протягиваясь в меридиональном направлении на 31 км, в широтном — на
22 км по кровле и 13 км по подошве. Этот авлакоген характеризуется куполооб2
разным подъемом поверхностей «гранитного» и «базальтового» слоев как в ме2
ридиональном, так и в широтном сечениях, причем гребень поднятия приуро2
чен к центру Каркинитского прогиба. Данный импульс очевидно был самым
слабым, поскольку базификация ограничилась только «базальтовым» слоем, и
поверхность редуцированной части коры залегает глубже, чем у восточных риф2
тогенов. С другой стороны, возможно, этот блок не самостоятельный авлакоген,
а место смыкания западных окраин двух предыдущих. На это указывают среднее
значение плотности «базальтового» этажа, а также взаимная конфигурация всех
трех структур, что видно на рис. 4. Оси пониженных участков поверхности фун2
дамента в пределах Михайловской и Украинской мульд располагаются вдоль
восточных рифтогенов. В то же время изолиния, оконтуривающая самую глубо2
кую часть Западнокаркинитской впадины, приуроченной к западному авлакогену,
имеет сложную конфигурацию: с востока у нее две центриклинали, ориентиро2
ванные на восточные блоки редуцированной коры, а с запада — одна, вектор
которой имеет промежуточное направление.
В позднем мелу опускание распространилось дальше на запад, за пределы
зоны Одесского разлома. На рис. 48 из работы [2] видно существование в это
время небольшой впадины на участке профиля ГСЗ № 26 от ПК 65 до ПК 75.
Расширение ареала прогибания было вызвано, вероятно, смещением центра
тектонической активности к западу. Об этом свидетельствует завершение верти2
ISSN 1999/7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 1
М.В. Козленко, Ю.В. Козленко
55
кальных подвижек по Михайловскому разлому к востоку от 32° в. д. (рис. 3, в).
Вместе с тем, в этом районе северный борт Каламитского вала испытывал зна2
чительные восходящие движения, на что указывает характер смещения земной
коры по Сулинско2Тарханкутскому разлому.
В конце мела в результате ларамийской фазы складчатости западная центри2
клиналь Каркинитского прогиба начала воздыматься, тогда как в основной его
части продолжались нисходящие движения. Это и привело к формированию
шарнирной зоны на западном борту зоны Одесского разлома, выраженной пе2
регибом поверхности консолидированного основания (ПК 67 на рис. 2).
В течение всего кайнозоя проседание земной коры охватило не только Кар2
кинитский прогиб, но и всю Скифскую плиту, хотя интенсивность процесса по
сравнению с мезозоем снизилась, о чем свидетельствует уменьшение мощности
осадочных слоев. Характер тектонических подвижек в разных частях Каркини2
тского прогиба сохранился. На востоке (рис. 3, в) продолжается воздымание Ка2
ламитского вала, сопровождающееся разломообразованием на его северном
крае (ПК 60, 63), при полной пассивности Голицынского и Михайловского раз2
ломов. В центральной и западной зонах прогиба (рис. 3, а, б), наоборот, смеще2
ние слоев по этим нарушениям сохраняется, в то время как по Сулинско2Тар2
ханкутскому все так же отсутствует.
Выводы
Проведенные исследования позволили выявить сложное блоко2
вое строение земной коры и верхней мантии Каркинитского прогиба. Кристал2
лический фундамент сложен чередованием блоков с нормальными (поднятия
Шмидта и Центральномихайловское) и повышенными (приуроченными к по2
нижениям поверхности складчатого основания) значениями D. Высокоплотно2
стные участки обусловлены редуцированием фундамента в результате разломооб2
разования и внедрения мантийного вещества в нижнюю и среднюю части коры
в процессе рифтогенеза. Различия в параметрах высокоплотностных блоков ука2
зывают на существование в пределах Каркинитского прогиба трех источников
магматической активности с разным характером протекания процессов, центры
которых расположены вдоль бортов прогиба и у восточной границы Одесско2
го разлома.
Деление земной коры на блоки в субмеридиональных сечениях не совпада2
ет в осадочном чехле и фундаменте. Это свидетельствует о том, что разломная
тектоника в киммерийско2альпийскую фазу развития не была унаследованной.
В пределах Каркинитского прогиба кровля мантии (по данным моделирова2
ния) залегает горизонтально на глубине 36,7 км, таким образом гипсометрия по2
дошвы коры не отражает ундуляции поверхностей ее слоев. Это можно объяснить
тем, что изостазия в данном районе достигается при помощи перераспределения
плотностей в фундаменте по схеме Пратта.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Безверхов Б.Д. Тектоника мезокайнозойского осадочного чехла на северо2западе Черного
моря, как основа прогнозирования нефтегазопоисковых работ (по материалам сейсмораз2
ведки) : Дис. … канд. геол.2мин. наук. — Одесса, 1988. — 205 с.
2. Геология шельфа УССР. Тектоника / Глав. ред. Е.Ф. Шнюков. — К. : Наук. думка, 1987. — 152 с.
ISSN 1999/7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 1
Плотностная характеристика земной коры Каркинитского прогиба
56
3. Гожик П.Ф., Багрій І.Д., Войцицький З.Я., Гладун В.В., Маслун Н.В., Знаменська Т.О., Ак/
сьом С.Д., Клюшина Г.В., Іванік О.М., Клочко В.П., Мельничук П.М., Палій В.М., Цьоха О.Г.
Геолого2структурно2термоатмогеохімічне обгрунтування нафтогазоносності Азово2Чор2
номорської акваторії. — К. : Логос, 2010. — 419 с.
4. Козленко М.В., Козленко Ю.В. Глубинное строение и развитие Скифской плиты в мезокай2
нозое в сечении профиля МОВ ОГТ № 598506 // Геофиз. журн. — 2013. — 35, № 2. —
С. 98—110.
5. Козленко М.В., Козленко Ю.В. Строение и развитие восточной части северо2западного
шельфа Черного моря (по результатам интерпретации геофизических данных вдоль про2
филя II КМПВ) // Геофиз. журн. — 2013. — 35, № 4. — С. 63—74.
6. Козленко М.В., Козленко Ю.В. Структура литосферы и эволюция осадочного чехла цент2
ральной части северо2западного шельфа Черного моря // Геофиз. журн. — 2014. — 36,
№ 4. — С. 65—74.
7. Козленко М.В., Козленко Ю.В., Лысынчук Д.В. Глубинное строение земной коры западной
части Черного моря по результатам комплексной переинтерпретации геофизических дан2
ных по профилю ГСЗ № 25 // Геофиз. журн. — 2009. — 31, № 6. — С. 77—91.
8. Козленко М.В., Козленко Ю.В., Лысынчук Д.В. Структура земной коры северо2западного
шельфа Черного моря вдоль профиля ГСЗ № 26 // Геофиз. журн. — 2013. — 35, № 1. —
С. 142—152.
9. Поликарпов В.К., Курилович И.А. Связь месторождений полезных ископаемых со структу2
рами мантийного заложения // Геофизика. — 2003. — № 6. — С. 64—68.
10. Сейсмогравитационное моделирование при изучении литосферы / Под ред. В.И. Старос2
тенко, Я. Шванцара. — К. : Наук. думка, 1994. — 292 с.
11. Семенова С.Г., Ковальов Д.М. Пошуки покладiв вуглеводнiв на пiвнiчно2захiдному шельфi
Чорного моря за даними сейсморозвiдки // Геол. журн. — 2003. — № 3. — С. 42—46.
12. Старостенко В.И., Пашкевич И.К., Макаренко И.Б., Русаков О.М., Кутас Р.И., Легостаева О.В.
Разломная тектоника консолидированной коры северо2западного шельфа Черного моря //
Геофиз. журн. — 2005. — 27, № 2. — С. 195 — 207.
13. Тектоника Северного Причерноморья / Отв. ред. И.И. Чебаненко. — К. : Наук. думка,
1988. — 164 с.
14. Starostenko V., Janik T., Yegorova T., Farfuliak L., Czuba W., Sroda P., Thybo H., Artemieva I.,
Sosson M., Volfman Y., Kolomiyets K., Lysynchuk D., Omelchenko V., Gryn D., Guterch A.,
Komminaho K., Legostaeva O., Tiira T., Tolkunov A. Seismic model of the crust and upper mantle
in the Scythian Platform: the DOBRE25 profile across the north western Black Sea and the
Crimean Peninsula// Geophys. J. Int. 2015. — № 201. — Р. 406—428.
Статья поступила 22.07.2015
М.В. Козленко, Ю.В. Козленко
ГУСТИННА ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕМНОЇ КОРИ КАРКІНІТСЬКОГО
ПРОГИНУ ЯК ВІДОБРАЖЕННЯ ІСТОРІЇ ЙОГО РОЗВИТКУ
Виявлено складну блокову будову земної кори та верхньої мантії району досліджень. У крис2
талічному фундаменті виділено високогустинні блоки, параметри яких указують на існування
в межах Каркінітського прогину трьох джерел магматичної активності з різним характером
протікання процесів рифтогенезу.
Ключові слова: Каркінітський прогин, густинні розрізи, глибинна будова, рифтогенез.
M.V. Kozlenko, Yu.V. Kozlenko
DENSITY CHARACTERISTICS FOR THE EARTH’S CRUST
OF THE KARKINIT TROUGH AS REFLECTION OF ITS DEVELOPMENT
The difficult block structure of the earth's crust and upper mantle in studied is educed. In the crys2
talline basement high2density blocks are allocated. Their parameters indicate the existence three mag2
matic activity sources of varios mode of rifting within Karkinit trough.
Key words: Karkinit trough, density section, deep structure, rifting.
ISSN 1999/7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 1
М.В. Козленко, Ю.В. Козленко
|