Прогнозный разрез литосферы центральной части Среднеприднепровского мегаблока по геолого-геофизическим данным

Выполненными профильными работами методами аудио- и магнитотеллурического зондирования в комплексе с другими геофизическими методами в центральной части Среднеприднепровского мегаблока УЩ была установлена вертикальная дифференциация литосферы, которая проявляется как в величине эффективного со...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2012
1. Verfasser:	Пигулевский, П.И.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України 2012
Schriftenreihe:	Геодинаміка
Schlagworte:	Геофізика
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60648
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Прогнозный разрез литосферы центральной части Среднеприднепровского мегаблока по геолого-геофизическим данным / П.И. Пигулевский // Геодинаміка. — 2012. — № 1(12). — С. 128-135. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-60648
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-606482014-04-19T03:01:26Z Прогнозный разрез литосферы центральной части Среднеприднепровского мегаблока по геолого-геофизическим данным Пигулевский, П.И. Геофізика Выполненными профильными работами методами аудио- и магнитотеллурического зондирования в комплексе с другими геофизическими методами в центральной части Среднеприднепровского мегаблока УЩ была установлена вертикальная дифференциация литосферы, которая проявляется как в величине эффективного сопротивления, так и в смене простирания геоэлектрических аномалий – от горизонтального к существенно наклонному. При этом видимая вертикальная мощность слоев геоэлектрических неоднородностей с глубиной возрастает, а при переходе в верхнюю мантию(ниже раздела Мохоровичича) их границы становятся менее четкими. На глубинах более100 км формы геоэлектрических аномалий становятся “овалоподобными” или “близизометричными”, что может быть связано с наличием небольших камер частичных расплавов. За результатами профільних робіт методами аудіомагнітотелуричного зондування у комплексі з іншими геофізичними методами в центральній частині Середньопридніпровського мегаблока УЩ встановлена вертикальна диференціація літосфери, яка проявляється як у величині ефективного опору, так і у зміні простягання геоелектричних аномалій – від горизонтального до суттєво похилого. При цьому видима вертикальна потужність шарів геоелектричних неоднорідностей з глибиною зростає, а при переході у верхню мантію(нижче від розділу Мохоровичича) їх границі стають менш чіткими. На глибинах понад100 км форми геоелектричних аномалій стають “овалоподібними” або “близькоізометричними”, що може бути пов’язано з наявністю невеликих камер часткових розплавів. In 2005 the Dnepropetrovsk geophysical expedition ”Dneprogeofizika” had been performed profile works by methods of the audio-magnetotellurgic sounding (AМТS) and МТS in a complex with other geophysical methods in the central part of the Srednepridneprovsky megablock of the US. Observations were carried out by equipment "V-5 System 2000" of the Canadian company "Phoenix Geophysics Limited". The vertical differentiation of the lithosphere which is shown both in size of effective resistance, and in change of geoelectric anomaly from horizontal to essentially inclined has been established. Thus visible vertical capacity of layers of the geoelectric discontinuity increases with depth, and at crossing in the upper mantle (lower of section of the Moho) their borders become less accurate. On depths more than100 km the form of the geoelectric anomalies become "in the form of an oval" or "more isomeric" that can be connected with presence of small chambers of the partial melts. 2012 Article Прогнозный разрез литосферы центральной части Среднеприднепровского мегаблока по геолого-геофизическим данным / П.И. Пигулевский // Геодинаміка. — 2012. — № 1(12). — С. 128-135. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 1992-142X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60648 550.83 ru Геодинаміка Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Геофізика Геофізика
spellingShingle	Геофізика Геофізика Пигулевский, П.И. Прогнозный разрез литосферы центральной части Среднеприднепровского мегаблока по геолого-геофизическим данным Геодинаміка
description	Выполненными профильными работами методами аудио- и магнитотеллурического зондирования в комплексе с другими геофизическими методами в центральной части Среднеприднепровского мегаблока УЩ была установлена вертикальная дифференциация литосферы, которая проявляется как в величине эффективного сопротивления, так и в смене простирания геоэлектрических аномалий – от горизонтального к существенно наклонному. При этом видимая вертикальная мощность слоев геоэлектрических неоднородностей с глубиной возрастает, а при переходе в верхнюю мантию(ниже раздела Мохоровичича) их границы становятся менее четкими. На глубинах более100 км формы геоэлектрических аномалий становятся “овалоподобными” или “близизометричными”, что может быть связано с наличием небольших камер частичных расплавов.
format	Article
author	Пигулевский, П.И.
author_facet	Пигулевский, П.И.
author_sort	Пигулевский, П.И.
title	Прогнозный разрез литосферы центральной части Среднеприднепровского мегаблока по геолого-геофизическим данным
title_short	Прогнозный разрез литосферы центральной части Среднеприднепровского мегаблока по геолого-геофизическим данным
title_full	Прогнозный разрез литосферы центральной части Среднеприднепровского мегаблока по геолого-геофизическим данным
title_fullStr	Прогнозный разрез литосферы центральной части Среднеприднепровского мегаблока по геолого-геофизическим данным
title_full_unstemmed	Прогнозный разрез литосферы центральной части Среднеприднепровского мегаблока по геолого-геофизическим данным
title_sort	прогнозный разрез литосферы центральной части среднеприднепровского мегаблока по геолого-геофизическим данным
publisher	Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
publishDate	2012
topic_facet	Геофізика
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60648
citation_txt	Прогнозный разрез литосферы центральной части Среднеприднепровского мегаблока по геолого-геофизическим данным / П.И. Пигулевский // Геодинаміка. — 2012. — № 1(12). — С. 128-135. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
series	Геодинаміка
work_keys_str_mv	AT pigulevskijpi prognoznyjrazrezlitosferycentralʹnojčastisrednepridneprovskogomegablokapogeologogeofizičeskimdannym
first_indexed	2025-07-05T11:40:55Z
last_indexed	2025-07-05T11:40:55Z
_version_	1836806996213366784
fulltext	Геодинаміка 1(12)/2012 © П.И. Пигулевский, 2012 128 УДК 550.83 П.И. Пигулевский ПРОГНОЗНЫЙ РАЗРЕЗ ЛИТОСФЕРЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ СРЕДНЕПРИДНЕПРОВСКОГО МЕГАБЛОКА ПО ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИМ ДАННЫМ Выполненными профильными работами методами аудио- и магнитотеллурического зондирования в комплексе с другими геофизическими методами в центральной части Среднеприднепровского мегаблока УЩ была установлена вертикальная дифференциация литосферы, которая проявляется как в величине эффективного сопротивления, так и в смене простирания геоэлектрических аномалий – от горизонтального к существенно наклонному. При этом видимая вертикальная мощность слоев геоэлектрических неоднородностей с глубиной возрастает, а при переходе в верхнюю мантию (ниже раздела Мохоровичича) их границы становятся менее четкими. На глубинах более 100 км формы геоэлектрических аномалий становятся “овалоподобными” или “близизометричными”, что может быть связано с наличием небольших камер частичных расплавов. Ключевые слова: Украинский щит; Среднеприднепровский мегаблок; перидотиты; гранулиты; диориты; граниты; мигматиты; разлом; геофизические методы; магнитотеллурические исследования. Введение Желание исследователей глубинного строения литосферы получить информацию, дополняющую данные ГСЗ, привело к внедрению с начала 70-х годов прошлого столетия в комплексе геофизичес- ких методов магнитотеллурического зондирова- ния (МТЗ) и магнитовариационного профилиро- вания (МВП). Активное их развитие в последую- щие годы дало возможность сделать магнито- теллурику, наряду с глубинной сейсморазведкой, одним из основных методов, которые позволяют дифференцировать вещество земной коры как по латерали, так и по вертикали. Выполненные И.И. Рокитянским, Т.К. Бурахович, А.И. Ингеро- вым, С.Н. Куликом, И.М. Логвиновым, В.Н. Тара- совым, В.И. Трегубенко, И.С. Шуманом и други- ми исследования позволили путем качественной и количественной интерпретации данных МТЗ по- лучить дополнительную информацию о глубин- ном строении территории Украины. Региональные исследования МТЗ в юго-восточной части УЩ В результате магнитотеллурических исследо- ваний с аппаратурой ЦЭС-2 до середины 90-х го- дов ХХ столетия была отработана сеть зондирова- ний с плотностью в среднем 1 пункт на 50–500 км2. При этом на Украинском щите (УЩ) иссле- дования МТЗ являются наиболее полными по сра- внению с другими геологическими регионами Украины. Региональные площадные работы мето- дом МТЗ были выполнены в восточной и южной частях УЩ под руководством А.И. Ингерова [Ин- геров и др., 1991] в масштабах от 1 : 1 000 000 до 1 : 500 000. Шаг профильных наблюдений состав- лял от 2–5 до 15 км, а сеть площадных наблю- дений определялась масштабами результативных построений и колебалась от 50 х 50 до 10 х 10 км. На территории юго-восточной части Украины по состоянию на конец 1992 года достигнута кондиционность площадной съемки до масштаба 1 : 500 000. При этом был зафиксирован очень вы- сокий уровень наблюдаемых кривых кажущегося электрического сопротивления, который в преде- лах Среднеприднепровского мегаблока (СПМ) не- возможно получить теоретически при условии, что принят общепризнанный нормальный геоэлек- трический разрез земной коры и верхней мантии. Одной из причин такого явления может быть вы- сокий уровень промышленных помех, который пе- рекрывает весь спектр частот, но в целом природа этого явления до конца не выяснена. В дальней- шем А.И. Ингеров рекомендовал проводить работы с отдаленной закрепленной базовой станцией (режим синхронной записи, remote), причем станции должны быть разнесены на зна- чительное расстояние (100–200 км). Эта методика, при условии, что помехи не коррелируемые, даст возможность существенно повысить помехо- защищенность и достоверность регистрируемых сигналов МТ-поля. Краткий анализ результатов предыдущих исследований Геометрические размеры и величина геоэлек- трических неоднородностей в консолидированной коре СПМ УЩ и его склонов позволяли с аппа- ратурой ЦЭС-2 получать глубинность исследова- ний методом МТЗ на периоде 500 с до 50 км. При этом было установлено, что влияние осадочного чехла затухает с глубиной, а основной вклад в зна- чение сопротивления вносит геоэлектрическая не- однородность консолидированной коры. Следова- тельно, на этих глубинах наибольшее проявление находит именно геоэлектрическая неоднородность низов земной коры. Результаты анализа полученных материалов показывают, что СПМ УЩ и его склоны имеют сложное геоэлектрическое строение, которое в первом приближении можно рассматривать как суперпозицию региональных двухмерных струк- тур субмеридионального простирания с широт- ным расположением осей неоднородностей, пред- ставленных осадочным чехлом. Ограничивающие Геофізика 129 мегаблок Орехово-Павлоградская и Криворожско- Кременчугская шовные зоны субмеридионального простирания характеризуются высокой электро- проводностью земной коры и вмещают локальные трехмерные низкоомные и высокоомные структу- ры. Можно допустить, что в пределах последних существует явление перетекания земного тока меж- ду двумя электропроводными структурами – При- черноморской и Днепровско-Донецкой впадина- ми. Аномалии электропроводности можно рас- сматривать как близкие к двухмерным геоэлек- трическим структурам. Современные исследования АМТЗ и МТЗ После завершения этапа полномасштабных ма- гнитотеллурических исследований в начале 90-х годов с аппаратурой ЦЭС-2 образовался перерыв, который был прерван в 2005 году работами с ап- паратурой “V-5 System 2000” канадской компании “Phoenix Geophysics Limited” по региональным широтному и диагональному профилям в цен- тральной части СПМ УЩ (рис. 1). Субширотный профиль МТЗ был совмещен с широтным сейсмическим профилем общей глу- бинной точки ОГТ-0288, электрическим МТЗ-92 [Бородулин и др., 1992; Ингеров и др., 1991] и гра- вимагнитным А1-А2 [Пигулевский, 2011] и пере- секает Томаковскую высокоомную область (анома- лию). Последняя имеет северо-восточное прости- рание и пространственно совпадает с центральной частью СПМ и, частично, с одноименным регио- нальным гравитационным максимумом (ТГМ). Расстояние между точками наблюдений на профиле изменялось от 3 до 8 км; выбрано длину приемных электрических линий 40 м. Регистрировались пять компонент магнитотеллурического поля: две компо- ненты электрического Ех и Еу, а также три компоненты магнитного Нх, Ну и Hz. Запись велась в частотных диапазонах от 0,35 до 10400 Гц (диапазон АМТЗ) в течение двух часов и в диапазоне от 0,0001 до 400 Гц (диапазон МТЗ) в течение 20 часов. Регистрация сигналов низких, средних и высоких частот как при АМТЗ, так и при МТЗ, велась одновременно. Было выполнено 13 наблю- дений по широтному геофизическому профилю А1-А2 и 7 – по секущему (рис. 1, 2). Для оценки искажений МТ-поля за счет горизон- тальных неоднородностей верхних слоев, разделе- ния гальванических и индукционных эффектов, ко- торые зависят от геометрии структур, проводился анализ тензора импеданса, матрицы Визе–Паркин- сона и разрезов кажущихся сопротивлений. При анализе тензора импеданса выполнялось построение полярных диаграмм, скаляризация и параметризация импеданса. Скаляризация импеданса сводилась к определению главных направлений, главных значе- ний матрицы и расчету эффективного импеданса, по которому рассчитывалось эффективное сопротив- ление и строились вертикальные разрезы. При параметризации импеданса проводилось определе- ние параметров неоднородности, угловой асиммет- рии, асимметрии “skew” и фазочувствительной асимметрии. По импедансам (Z) оценивалась и погрешность измерений. Рис. 1. Обзорная карта расположения регионального комплексного широтного профиля А1-А2 в пределах Никопольского листа L-36-V карты: 1 – сейсмический профиль ОГТ-0288; 2 – точки наблюдений разных лет с аппаратурой ЦЭС-2 и их номер; 3 – точки наблюдений с аппаратурой “V-5 System 2000” и их номер Геодинаміка 1(12)/2012 130 Этими исследованиями были получены значе- ния тензора импеданса, матрицы Визе-Паркинсона и построен разрез удельного сопротивления до глу- бины 200 км. Таким образом, исследован по ма- гнитоэлектрическим параметрам весь разрез лито- сферы в центральной части СПМ, где ее мощность по современным глубинным геофизическим иссле- дованиям и нашим МТЗ-данным изменяется от 160 до 180 км (см. рис. 3). Для дифференциации гео- электрического разреза литосферы и, в первую оче- редь, земной коры, по вертикали были использованы коэффициенты отражения [Дьяконова и др., 1986]. Особенности геологического строения района исследований Субширотный профиль исследований пересекает территорию Никопольского листа (L-36-V) карты масштаба 1 : 200 000 (рис. 1, 2) и расположен в центральной части Среднеприднепровского мега- блока, который является классической гранит- зеленокаменной областью (ГЗО). Как показано на рис. 2, он персекает восточную часть Базавлукского и Запорожский блоки ІІ порядка (Томаковский гравитационный максимум), а также Чертомлыкс- кую зеленокаменную структуру (ЗКС). В строении территории выделяется кристалли- ческое основание, сложенное докембрийскими ме- таморфическими, ультраметаморфическими и ма- гматическими породами и осадочным чехлом не- большой мощности, который развит на большей части площади этого листа. В докембрийском кристаллическом основании СПМ уверенно выделяются два структурных эта- жа. Нижний этаж представлен породами палеоар- хея – аульской серией и продуктами ее ультраме- таморфизма – гранитоидами днепропетровского комплекса, верхний – вулканогенно-осадочной толщей конкской серии мезоархейского возраста и образованиями верховцевского, сурского, дему- ринского, токовского и мокромосковского ком- плексов. Во время формирования верхнего этажа на палеоархейском основании на отдельных час- тях территории отмечается перестройка плана складчатости, которая связана с проявлением кон- кского тектогенеза и носит характер тектоно-маг- матичной активизации. На уровне нижнего структурного этажа СПМ выделяются Базавлукская и Томаковская куполо- подобные структуры. Рис. 2. Схематическая карта геологического строения вдоль профиля А1-А2: 1 – образования нижнего структурного этажа; 2 – образования верхнего структурного этажа; 3 – разломы; 4 – точки наблюдений с аппаратурой ЦЭС-2 (синие звездочки) и точки наблюдений с аппаратурой “V-5 System 2000” (красные кружки) и их номера; 5 – сейсмический профиль ОГТ-0288 Геофізика 131 Базавлукская куполоподобная структура на юге ограничивается Чертомлыкской ЗКС, а в вос- точной части осложнена Новомарьевским масси- вом аплито-пегматоидных гранитов токовского комплекса. В гравитационном поле структура про- является аномалией повышенных значений, огра- ниченных зонами градиентов. Магнитное поле ха- рактеризуется также повышенным уровнем интен- сивности (порядка 25 нТл), на фоне которого вы- деляются узколинейные аномалии интенсивнос- тью 75–200 нТл. В восточной части структуры развиты образо- вания аульской серии, где они слагают две круп- ные широтные складки – Петровскую и Шолохов- скую. Ядро Петровской антиклинали представле- но интенсивно мигматизированными биотитовы- ми гнейсами. В южном крыле среди широко раз- витых послойных тел белых аплито-пегматоидных гранитов наблюдаются слабо вытянутые (подверг- нутые ультраметаморфизму) пласты биотитовых гнейсов, амфиболитов, биотит-амфиболовых кри- сталлосланцев, реже гранит-биотитовых гнейсов и магнетит-кумингтонитовых кварцитов. Томаковская куполоподобная структура со всех сторон окружена зеленокаменными структу- рами: с севера – Сурской, с юга – Белозерской, с запада – Верховцевской и Чертомлыкской, с вос- тока – Конкской. В ее пределах выделяются Вла- димировская и Новоднепровская антиклинали, разделенные Томаковской синклиналью. Интен- сивные процессы гранитизации и ультраметамор- физма уничтожили и заменили главную ткань метаморфических образований, которая отмечает- ся только в останцах разных размеров. Восточное замыкание структуры вблизи с. Павловка протя- гивается до массива гранитов токовского ком- плекса. С массивом совпадает локальный гра- витационный максимум, а в магнитном поле он размещен на границе резких изменений ориенти- ровок его изоденс. Перестройка магнитного плана и развитие в этом районе относительно молодых гранитов токовского комплекса, по всей види- мости, объясняются тектоно-магматической акти- визацией, которая с глубиной переориентирует пликативные структуры. Второй структурный этаж, который имеет ме- зоархейский возраст, представлен зеленокаменными структурами и районами тектоно-магматичной акти- визации пород нижнего структурного этажа палеоар- хейского возраста. Зеленокаменные комплексы сла- гают синклинорные трогоподобные структуры. Чертомлыкская ЗКС в тектоническом отноше- нии является южным окончанием Базавлукской структурно-фациальной зоны (рис. 2) и находится на юго-западе СПМ. Она представляет собой отрицательную гео- структурную форму II порядка, сложенную мета- морфизованными осадочно-вулканогенными по- родами конкской серии мезоархея. Ее площадь составляет около 500 км2. Осевая линия структуры дугообразной формы, выпуклой стороной повер- нутая на юго-восток. Размах крыльев структуры – около 18 км, они осложнены складками более вы- соких порядков и разбиты на блоки разрывными нарушениями. Чертомлыкская ЗКС осложнена складками более высоких порядков – Кировская и Соленовская синклинали и другие структуры. По результатам ранее выполненного геолого- геофизического моделирования разреза ЗКС было определено [Пигулевский, 2011], что нижняя гра- ница развития зеленокаменных пород находится на глубине 6 км, а ниже ее по материалам ОГТ прослеживается сейсмически прозрачная область с повышенными значениями расчетной плотности. В западной, средней и восточной частях струк- туры породы имеют центроклинальное падение: более крутое (65–850) на северном борту и более пологое (40–680) на южном. Особенности петрофизического разреза верхней части земной коры СПМ С целью изучения глубинного строения Тома- ковской куполоподобной структуры и природы одноименного гравитационного максимума в се- верной части его центральной зоны была пробу- рена скважина ТГ-1 глубиной 2000 м. Результаты изучения физических свойств пород, раскрытых скважиной, свидетельствуют о том, что: – физические свойства пород (по керну сква- жины) в целом аналогичны свойствам, изученным по площади; – значительно сниженными по сравнению с данными площадного опробования являются зна- чения магнитных характеристик разновидностей мигматитов биотитовых, гранитов аплито-пегма- тоидных и плагиомигматитов биотитовых магне- титсодержащих. Это вызвано уменьшением доли разновидностей этих пород в пределах локального максимума ТГМ; – большинство образцов из скважины ТГ-1 ха- рактеризуются незначительными вариациями плот- ности. При этом резко повышенными значениями плотности отмечаются амфиболиты, плагиограни- ты амфиболовые, амфибол-биотитовые, кристал- лосланцы амфибол-биотитовые, которые образу- ют маломощные тела. В самой нижней части раз- рез представлен, в основном, плагиомигматитами биотитовыми со средней плотностью до 2,75 г/см3, однако к забою буровой скважины (2000 м) плотность их увеличивается до 2,88 г/см3. В магнитном отношении по керну скважины выделяются три четко выраженных интервала вы- сокомагнитних пород мощностью до 100 м, на глубинах 100–200 м, 1200–1300 м и 1400–1500 м, вызванных, соответственно, преобладанием ма- гнитных разновидностей гранитов биотитовых, плагиомигматитов биотитовых и амфиболитов (æинт. до 3000×10 6 ед. СИ). С глубины 1700–1800 м и до забоя отмечается закономерный рост æинт. до вели- чины æинт = 1600×10 6 ед. СИ, вызванный преобла- данием магнитных разновидностей плагиомигма- титов амфиболовых, амфибол-биотитовых и гнейсов биотит-амфиболовых, амфиболовых. Геодинаміка 1(12)/2012 132 Результаты современных исследований АМТЗ и МТЗ Результаты исследований МТЗ с аппаратурой “V-5 System 2000” показали, что реальная геоэлек- трическая характеристика разреза в значительной степени отличается от первоначально полученной со станциями ЦЭС-2 [Ингеров и др., 1991]. По- следние дают слабодиференцированный очень вы- сокоомный разрез земной коры в пределах СПМ. По их данным величины удельного сопротивления достигают значений в десятки и сотни кОм·м, а под Славгородским блоком II порядка СПМ в ни- зах коры – даже нескольких мОм·м. Глубинность исследований составляла порядка 40–60 км и для отдельных точек 80–100 км. Как показано на рис. 3, по данным МТЗ с ап- паратурой “V-5 System 2000” установлена верти- кальная дифференциация литосферы, которая проявляется как в величине удельного сопротивле- ния, так и в смене простирания геоэлектрических аномалий – от горизонтального до существенно на- клонного. Для земной коры четко определяется горизонтально-слоистая модель ее строения [Пи- гулевский, 2011]. При этом видимая вертикальная мощность слоев геоэлектрических неоднороднос- тей с глубиной возрастает, а при переходе в верх- нюю мантию (ниже раздела Мохоровичича) их гра- ницы становятся менее четкими. На глубинах более 100 км формы геоэлектрических аномалий стано- вятся “овалоподобными” или “близизометричны- ми”, что может быть связано с наличием неболь- ших камер частичных расплавов. По петрологи- ческим оценкам [Специус и др., 1990] при соот- ветствующих РТ-условиях (глубина залегания 60– 250 км, температура солидуса водосодержащего пиролита 1100–1300 С) и расплавы могут иметь базальтовую направленность в составе. МТЗ-данные показывают (рис. 3), что кровля верхнего проводящего горизонта находится в зем- ной коре (как следует из данных сейсморазведки ОГТ), а подошва – в коре или в верхней мантии. Нижний горизонт слоя повышенной электропро- водности имеет сопротивление порядка единиц омметров и расположен в верхней мантии. Литосферный и мантийный проводящие слои являются индикаторами современного термодина- мического состояния УЩ и их параметры (глуби- на залегания верхней кромки, мощность, удельное электрическое сопротивление) напрямую связаны с геотермическим режимом региона. УЩ по со- средоточению областей, где электрический разрез земной коры и верхней мантии значительно отли- чается друг от друга – от шовных зон до мегабло- ков – имеет уникальное геологическое строение. Различие геоэлектрических разрезов связано с особенностями геотермических режимов во внут- ренних и краевых частях мегаблоков, подвержен- ных и не подверженных в геологическом прошлом мощному магматизму и ультраметаморфизму. Описанные выше геоэлектрические неоднород- ности и слои не исчерпывают всего многообразия ситуаций, наблюдаемых в кристаллической коре. По МТЗ-данным, полученным в других регионах мира, в земной коре и верхней мантии могут вы- деляться геоэлектрические неоднородности, раз- меры и проводимость которых в ту или иную сторону отличаются от нормальной обобщенной (фоновой) электропроводности. Если проводи- мость глобальных геоэлектрических объектов в региональном плане определяется геотермическим и флюидным режимом тектоносферы, то геоэлек- трические свойства локализованных неоднород- ностей связаны с результатом предшествую- щих геологических событий и непосредственно с геотермическим режимом региона могут не соотноситься. Проводящие литосферные неоднородности мо- гут рассматриваться как реликтовые проницаемые зоны, служившие путями транспортировки руд- ных растворов, а их корреляция с аномалиями гра- витационного поля позволяет сделать вывод о их преимущественно электронном механизме. При этом определяющая роль в рудообразовании при- надлежит астеносферному и литосферному про- водящим слоям, как основным поставщикам руд- ного вещества, которое по проницаемым зонам проникало в верхнюю часть земной коры и фор- мировало в ней области и участки накопления руд- ного вещества (например, Чертомлыкская ЗКС). Возможная геологическая природа структур земной коры Для оценки вероятностной петрологии глубо- ких горизонтов земной коры были использованы не только литературные источники [Францессон и др., 1995; Специус и др., 1990] по минеральным составам как коровых ксенолитов в кимберлитах алмазоносных провинций мира, так и ксенолитов Восточного Приазовья, но и выполнено сопостав- ление относительной распространенности типов пород в юго-восточной части УЩ. Ксенолиты преимущественно сложены метаморфическими по- родами гранулитовой и амфиболитовой фаций, хо- тя в единичных случаях встречаются гранитоиды и иногда обильно представлены неметаморфизо- ванные породы чехла [Францессон и др., 1995]. Несмотря на контактовое воздействие кимберли- тового расплава, исходные (докимберлитовые) ми- неральные ассоциации ксенолитов устанавлива- ются с достаточной определенностью. Обнаженные и разбуренные в пределах юго- восточной части УЩ петрогенетические типы по- род позволяют предположить, что при раннем гра- нулитовом метаморфизме по кремнекислым поро- дам возникают кварцсодержащие ортопироксено- вые плагиогнейсы и гнейсы, нередко с гранатом; по основным породам – кристаллические сланцы и иногда – амфиболиты. Позднее, при регрессив- ном наложенном метаморфизме амфиболитовой фации, эти гранулиты преобразуются соответ- ственно составу в амфибол-биотитовые гнейсы и плагиогнейсы, амфиболиты, диориты и др. Геофізика 133 Рис. 3. Геоэлектрический разрез вертикальных электрических коэффициентов отражений электромагнитных параметров по профилю А1-А2 (точки МТЗ – 1-12, 19): 1 – области положительных значений коэффициентов отражений; 2 – области отрицательных значений коэффициентов отражений; 3 – геоэлектрические границы по результатам 2D-моделирования МТЗ-данных [Ингеров и др., 1991]; 4 – граница Мохоровичича по данным сейсморазведки ГСЗ [Соллогуб и др., 1986]; 5 – подошва литосферы по данным сейсморазведки ГСЗ и теплового потока [Соллогуб и др., 1986]; 6 – точки наблюдений МТЗ; 7 – точки наблюдений МТЗ прошлых лет; 8 – график аномального гравитационного поля (уровень условный); 9 – график аномального магнитного поля В этих же РТ-условиях локально реализуется гранитный процесс, проявленный в миграции ще- лочей, главным образом калия, при образовании мигматитов и гранитоидов. Обогащение этими ком- понентами проявляется местами также и в регрес- сивно метаморфизованных породах гранулитовой фации. Такая специфика разреза земной коры, по всей видимости, и создает горизонтально слоистую модель рассчитанных эффективных сопротивлений (проводимости) в пределах земной коры (рис. 4). На рис. 3 видно, что изменение эффективного сопротивления по глубине может также базиро- ваться и на распределении метаморфических пород по вертикали в зависимости от уменьшения содержаний радиоактивных элементов и снижения величин теплогенерации к основанию коры. Выполненные геолого-геофизические исследова- ния в центральной части ТГМ показывают, что поро- ды гранитоидного комплекса имеют вертикальную мощность от нескольких сотен метров до первых ки- лометров. Массивы гранитоидов насыщены круп- ными телами амфиболитов, кристаллосланцев, тона- литов или диоритами. Сделанный вывод подтвер- ждается данными литогеохимического и гидрогеохи- мического опробования, по результатам которого на отдельных участках зафиксировано повышенное со- держание элементов (никеля, кобальта, меди, хрома), не характерных для гранитоидного комплекса пород. Согласно результатам изучения закономерностей размещения полезных ископаемых на УЩ Шеремет и др., 2011, отмечается их связь с глубинным строением и физическим состоянием литосферы. Установленная закономерность показывает наличие связи месторождений полезных ископаемых эндо- генного генезиса с сочетанием разноранговых геоэлектрических неоднородностей. Геодинаміка 1(12)/2012 134 Рис. 4. Геолого-геофизический разрез земной коры и верхней мантии по профилю А1-А2 (точки МТЗ – 1-12, 19): 1 – гранит-зеленокаменный и гранит-гнейсогранулитовый слой (верхняя часть земной коры); 2 – диори- товый слой; 3 – базальтовый слой; 4 – эклогитовая мантия с неоднородностями; 5 – перидотитовая мантия; 6 – зоны контаминации; 7 – инъекции плюма; 8 – граница раздела кора – мантия (граница Мохоровичича); 9 – граница раздела литосфера – астеносфера; 10 – граница раздела эклогит- перидотитовая мантия; 11 – граница по данным МТЗ; 12 – сейсмическая граница по данным ОГТ; 13 – точки наблюдений МТЗ (“Phoenix”); 14 – точки наблюдений МТЗ (ЦЭС-2) Сущность этой закономерности заключается в том, что шовные зоны, крупные тектонические узлы и поля месторождений полезных ископаемых и крупных рудопроявлений на УЩ закономерно сопряжены с литосферными геоэлектрическими неоднородностями различного класса и ранга. И различные типы полезных ископаемых характе- ризуются определенным сочетанием геоэлектри- ческих и геофизических параметров Шеремет и др., 2011. Поэтому полученные результаты иссле- дований АМТЗ и МТЗ позволяют сделать прогноз о перспективности центральной части СПМ на благородные и цветные металлы. Выводы Впервые в пределах центральной части СПМ по результатам комплексной интерпретации данных методов АМТЗ и МТЗ, материалов сейсморазведки ОГТ и гравимагниторазведки удалось установить наличие вертикальной дифференциации земной ко- ры и уточнить мощность литосферы. Материалы МТЗ показывают, что локализованные геоэлектри- ческие неоднородности размещаются в литосфере на различных уровнях, имеют различную форму, раз- меры и удельные электрические сопротивления. В земной коре это субгоризонтальные или упло- щенные линзообразные тела, субвертикальные линейные или “близизометричные” в плане зоны, имеющие иногда большую субгоризонтальную и субвертикальную протяженность (до низов земной коры). В верхней мантии это “овалоподобные” или “близизометричные” тела, геометрия которых, по всей видимости, связана с наличием небольших камер частичного расплава пиролита мантии, кото- рый в рудообразующих системах может быть основным поставщиком рудного вещества (рудных растворов, кимберлитовой магмы) по проницаемым зонам в верхнюю часть земной коры с образованием зон накопления рудных минералов. Разрез земной коры в центральной части СПМ преимущественно сложен метаморфическими по- родами гранулитовой и амфиболитовой фаций, хо- тя в единичных случаях встречаются гранитоиды и диориты. Полученные результаты исследований АМТЗ и МТЗ совместно с данными других геофизических методов позволяют сделать положительный про- гноз о перспективности центральной части СПМ на благородные и цветные металлы. Высокая эффективность использования АМТЗ и МТЗ в комплексе с другими геофизическими ме- тодами делает перспективным их применение и в других геологических регионах Укрины. Литература Бородулин М.И. Байсарович М.Н. Модели лито- сферы Украинского щита по материалам ОГТ // Геофиз. журн. – 1992. – 14, № 4. – С. 57–66. Геофізика 135 Дьяконова А.Г. Ингеров А.И., Рокитянский И.И. Электромагнитное зондирование на Восточно- Европейской платформе и Урале. – Киев: Наук. думка, 1986. – 140 с. Ингеров А.И. Ганоцкий О.В., Бугримов Л.П. Элек- тромагнитные исследования в юго-западной части геотраверса “Гранит ”. Методика и ре- зультаты исследований // Геофиз. сб. – Сверд- ловск, 1991. – № 1. – С. 68–73. Пигулевский П.И. Геоэлектрические особенности строения литосферы центральной части Сред- неприднепровского мегаблока Украинского щи- та // Международная конференция “Актуаль- ные проблемы электромагнитных зондирова- ний”. Санкт-Петербург, 16–20 мая 2011 г. – Санкт-Петербург. – 2011. – С. 138–141. Соллогуб В.Б. Литосфера Украины. – К.: Наук. думка, 1986. – 183 с. Специус З.В. Серенко В.П. Состав континенталь- ной верхней мантии и низов коры под Сибир- ской платформой. – М., 1990. – 272 с. Францессон Е.В., Лутц Б.Г. Кимберлитовый маг- матизм древних платформ. – М., 1995. – 340 с. Шеремет Е.М. Кулик С.Н., Кривдик С.Г., Пигу- левский П.И., Бурахович Т.К., Загнитко В.Н. и др. Критерии рудоносности и металлогения областей субдукции Украинского щита. – До- нецк: Ноулидж, 2011. – 286 с. ПРОГНОЗНИЙ РОЗРІЗ ЛІТОСФЕРИ ЦЕНТРАЛЬНОЇ ЧАСТИНИ СЕРЕДНЬОПРИДНІПРОВСЬКОГО МЕГАБЛОКА ЗА ГЕОЛОГО-ГЕОФІЗИЧНИМИ ДАНИМИ П.Г. Пігулевський За результатами профільних робіт методами аудіомагнітотелуричного зондування у комплексі з іншими геофізичними методами в центральній частині Середньопридніпровського мегаблока УЩ встановлена вертикальна диференціація літосфери, яка проявляється як у величині ефективного опору, так і у зміні простягання геоелектричних аномалій – від горизонтального до суттєво похилого. При цьому видима вертикальна потужність шарів геоелектричних неоднорідностей з глибиною зростає, а при переході у верхню мантію (нижче від розділу Мохоровичича) їх границі стають менш чіткими. На глибинах понад 100 км форми геоелектричних аномалій стають “овалоподібними” або “близько- ізометричними”, що може бути пов’язано з наявністю невеликих камер часткових розплавів. Ключові слова: Український щит; Середньопридніпровський мегаблок; грануліти; діорити; граніти; мігматити; розлом; геофізичні методи; магнітотелуричні дослідження. PREDICTIVE CUT OF LITHOSPHERE OF THE CENTRAL PART OF THE SEREDNYOPRYDNIPROVSKYY MEGABLOCK ON GEOLOGICAL AND GEOPHYSICAL DATA P.I. Pigulevskiy In 2005 the Dnepropetrovsk geophysical expedition ”Dneprogeofizika” had been performed profile works by methods of the audio-magnetotellurgic sounding (AМТS) and МТS in a complex with other geophysical methods in the central part of the Srednepridneprovsky megablock of the US. Observations were carried out by equipment "V-5 System 2000" of the Canadian company "Phoenix Geophysics Limited". The vertical differentiation of the lithosphere which is shown both in size of effective resistance, and in change of geoelectric anomaly from horizontal to essentially inclined has been established. Thus visible vertical capacity of layers of the geoelectric discontinuity increases with depth, and at crossing in the upper mantle (lower of section of the Moho) their borders become less accurate. On depths more than 100 km the form of the geoelectric anomalies become "in the form of an oval" or "more isomeric" that can be connected with presence of small chambers of the partial melts. Key words: the Ukrainian shield; Srednepridnerovsky megablock; granulites; peridotites; diorites; granites; migmatites; fault; geophysical technics; magnetotellurgic sounding. Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, м. Київ Надійшла 25.05.2012

Прогнозный разрез литосферы центральной части Среднеприднепровского мегаблока по геолого-геофизическим данным

Institution

Ähnliche Einträge