Рельєф розділу Мохо та Швидкісні неоднорідності. Український щит.

За матеріалами регіональних геофізичних досліджень методом глибинних сейсмічних зондувань (ГСЗ) розглянуто і проаналізовано сейсмічні (перш за все швидкісні) характеристики та неоднорідності земної кори, а також рельєф розділу Мохоровичича (М) Українського щита (УЩ). За основу було прийнято фрагмент структурної схеми  розділу М в межах України (1986 р.) для УЩ [8]. Перетин ізогіпс по поверхні Мохо для схеми глибинної будови Українського щита  (рис.1) прийнято 2.5 км, що відповідає трьом значенням довжини хвиль в методі ГСЗ.  

На даний час виконано великий обсяг досліджень методом ГСЗ на території УЩ [1 – 8, 12 – 13]. Причому дослідження [7, 12, 13] проведено вже після створення структурної схеми Мохо (В.Б. Соллогуб, 1986 р.), тому нами на основі нових даних (Євробридж – 97, профіль Путивль – Кривий Ріг та  Добре – 99) внесено деякі корективи в структурну схему розділу М для УЩ, які будуть розглянуті далі (рис. 1).

Традиційно на УЩ виділяють наступні мегаблоки (рис. 1): Волинський, Подільський, Росинський, Бузький, Інгульський, Середньопридніпровський та Приазовський, а також три міжмегаблокові шовні зони – Голованівська, Інгулецько – Криворізька та Оріхово – Павлоградська. За швидкісними параметрами земна кора УЩ поділяється на дві частини: східну з та західну. Лінією розмежування між ними є трансрегіональний шов Херсон – Смоленськ [10,11]. Швидкості V_p у західній частині вищі, ніж у східній ( рис. 2) в середньому на 0.06 км/с, причому це перевищення залишається постійним на протязі всієї товщі земної кори.

Західна частина Українського щита.

Волинський мегаблок з заходу обмежується Сущано – Пержанським міжблоковим розломом, а зі сходу – Тетерівським та Брусиловським міжмегаблоковими розломами.

Глибинна будова досліджувалася уздовж профілів ГСЗ: Євробридж – 97, геотраверси ІІ та VI. За результатами робіт Євробридж – 97 скориговано глибини до розділу М в Волинському мегаблоці. Таким чином, розділ М залягає на глибинах від 55 км на заході в районі Сущано – Пержанського розлому до 45 км в межах Коростенського плутону, в нижній частині якого, за даними робіт Євробридж – 97, визначено коромантійну суміш  (КМС) на глибинах від 40 до 45 км, швидкості від 7.4 до 7.6 км/с.

Згідно з даними, наведеними в [13], на фрагменті частини геотрансекту, в районі Коростенського плутону, значення швидкості розповсюдження Р-хвилі уздовж земної поверхні на глибині 0 – 4 км на одній з ділянок дорівнює 6.15 км/с. Останнє значення швидкості притаманне також всій товщі порід, що залягає нижче, до глибини 10 км. У північно – східній частині плутону виявлено більш високошвидкісне „тіло” – 6.72 км/с. Під нижньою його границею, на глибині 10 – 12 км розташований шар з пониженою швидкістю  (6.07 км/с), на південному краї плутону потужність цього шару більша – верхня його межа знаходиться на глибині 7 км, нижня – на 13 км. Глибина розділу М в районі плуто-

ну з півдня на північ змінюється в межах 45 км. Швидкість розповсюдження хвиль уздовж розділу М в напрямку південь – захід змінюється від 8.1 до 8.5 км/с. При моделюванні хвильових полів одержано похилу границю в верхній мантії, яка починається на розділі Мохо в межах північної частини Прип’ятської западини на глибині 48 км і різко занурюється до глибини 75–76 км у верхню мантію в межах Коростенського плутону. Для цього структурного елемента характерні швидкості сейсмічних хвиль від 8.37 до 8.50 км/с. Причому, на північ від похилої границі ізолінії швидкостей горизонтальні, а на південь–куполоподібні. Найбільше занурена частина границі простежується в межах Південно–Прип’ятського глибинного розлому [13].

Середня товщина земної кори Волинського мегаблоку – 44.2 км. В межах південно – східної частини мегаблоку визначено дві ступені по розділу М на глибинах  45 та 52.5 км. Швидкісну функцію наведено на рис. 2. Тут же показано осереднену функцію для західної частини УЩ. В інтервалі 0 – 4 км міра зростання швидкості з глибиною характеризується градієнтом +0.0600 с^-1 . Глибше (інтервал 4-8 км) градієнт знижується у чотири рази – +0.0150с^-1 , на глибинах 8 – 40 км градієнт дорівнює +0.0278 с^-1. Слід відзначити, що у цьому інтервалі величина градієнту у більшості мегаблоків та шовних зон УЩ майже однакова. Виняток складають лише Приазовський та Подільський мегаблоки, де величина градієнту дорівнює +0.0228 с^-1 та 0.0218 с^-1 відповідно.

Подільський мегаблок (Пд) Глибинну будову досліджено уздовж профілів ГСЗ: Євробридж – 97 та геотраверсу VI. Обмежується з заходу та півночі Тетерівським міжмегаблоковим розломом, зі сходу  Немирівським та Брусилівським міжмегаблоковими розломами. За результатами робіт Євробридж – 97 скориговано глибини залягання розділу М (рис. 1). Товщина земної кори в Пд мегаблоці змінюється від 40 км на півдні та півночі до 52.5 км в центрі при середньому значенні для мегаблоку 50.8 км. В центральній частині мегаблоку відзначено дві ступені  по розділу М від 40 км до 50 км. Для нього характерна підвищена швидкість на денній поверхні (6.13 км/с) та постійний і низький у порівнянні з іншими структурами УЩ градієнт швидкості, який змінюється у вузьких межах – від +0.0200 с^-1 до +0.0218 с^-1  (рис.3). Такий низький градієнт приводить до того, що у нижній частині земної кори швидкість у межах мегаблоку на 0.10 – 0.14 км/с нижчі, ніж у середньому для західної частини УЩ.

Бузький мегаблок (Бз). Глибинну будову досліджено уздовж профілів ГСЗ:  геотраверси ІV та VI, частково вздовж профілю ХХХ. Обмежується з заходу Немирівським, зі сходу Тальнівським міжмегаблоковим розломами. Розділ М залягає на глибині від 40 до 62,5 км. Характеризується різким ступенеподібним рельєфом. Середня товщина земної кори – 53.7 км.  Для Бузького мегаблоку теж характерна підвищена швидкість на денній поверхні (6.09 км/с) (рис.4). В інтервалі глибин 0 – 4 км швидкісний градієнт дорівнює +0.0375 с^-1 , глибше (4 – 8 км) зменшується більше, ніж удвічі (+0.0170с^-1), далі (8 – 40 км) знову зростає до +0.0279 с^-1.Швидкості у земній корі, за винятком інтервалу 12 – 20 км, вищі, ніж у середньому для західної частини УЩ (рис.4).

Росинський  мегаблок (Р). Розділ М визначено тільки за точковими сейсмічними зондуваннями. Він розташований на глибинах від 45 до 50 км при середній глибині до М 47.5 км. Обмежується з заходу Брусиловським, зі сходу Тальнівським міжблоковими розломами. У зв’язку з тим, що на території мегаблоку профілі ГСЗ відсутні, швидкості поширення сейсмічних хвиль не розраховувалися.

  Голованівська шовна зона (Гшз). Глибинну будову досліджено уздовж профілів ГСЗ:  геотраверси ІV та VI, профілів ХХХ, частково ХХV. Обмежується з заходу Тальнівським, а зі сходу Первомайським міжмегаблоковими розломами. Розділ М розташований на глибинах від 40 до 57.5 км. В межах Гшз на глибинах 42.5 –  52.5 км виявлено різкі ступені розділу М. Характерна риса зони – підвищені на 0.08 – 0.10 км/с швидкості у порівнянні з їх середніми значеннями для західної частини УЩ.  В інтервалі глибин 0 – 4 км швидкісний градієнт дорівнює +0.0812 с^-1 , що, за винятком Приазовського мегаблоку (+0.0888 с^-1), є найбільшим значенням для цього інтервалу. Глибше (4 – 10 км) зафіксовано хвилевід, нижче якого до низів кори (40 км) швидкість зростає з градієнтом +0.0289с^-1 (рис. 5).

 

Східна частина Українського щита.

 

Інгульський мегаблок (Інг). Найбільш досліджений з мегаблоків УЩ методом ГСЗ: геотраверси ІV та VІІI, профілі ХХV, ХХХ, ХХІV, ХХХІV та точкові зондування. Обмежується з заходу Первомайським міжмегаблоковим розломом, зі сходу  Західно – Інгулецьким та Криворізько – Кременчуцьким міжмегаблоковими розломами. Глибини до розділу М – від 35 до 47.5 км. В межах цього мегаблоку розташований Корсунь – Новомиргородський плутон з дуже складною глибинною будовою [5] та Новоукраїнський масив.. Регіональний шов Херсон – Смоленськ поділяє мегаблок на дві частини: східну й західну. Середня товщина земної кори західної частини мегаблоку 41.3 км, а східної частини – 39.6 км.

В межах західної частини в інтервалі глибин 0 – 4 км швидкісний градієнт дорівнює +0.0650 с^-1 , глибше (4 – 8 км) зменшується у чотири рази (+0.0160с^-1), далі (8 – 40 км) дорівнює +0.0258 с^-1. За винятком інтервалу 14 – 19 км, швидкості у земній корі на 0.04 – 0.06 км/с нижчі, ніж у середньому для західної частини УЩ. У східній частині мегаблоку в інтервалі глибин 0 – 4 км швидкісний градієнт має величину  +0.0465 с^-1 , глибше (4 – 8 км) зменшується удвічі (+0.0235 с^-1), в межах більшої частини земної кори (8 – 40 км) градієнт складає  +0.0275 с^-1 (рис. 6, 7).

Вивчення та зіставлення швидкісних характеристик основних структур Інгулецького мегаблоку показало наступне. У верхній частині земної кори Корсунь-Новомиргородського плутону до глибини 15-16 км швидкості на 0,05-0,24 км вищі, ніж в Новоукраїнському масиві. Максимальних величин (+0,20 - +0,24 км/с) перевищення швидкостей досягають в інтервалі глибин 1-4 км, що, ймовірно, спричинене підвищеними швидкостями в межах масивів основних порід у

  

складі Корсунь-Новомиргородського плутону (рис. 8). Глибше 16 км швидкості в земній корі Новоукраїнського масиву та Корсунь-Новомиргородського плутону майже не відрізняються.

В межах Корсунь-Новомиргородського плутону, Новоукраїнського масиву та суміжних територій Інгульського блоку складено схеми розподілу сейсмічних швидкостей на глибинних рівнях 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30 та 35 км (рис 9, 10). Характерною особливістю схем є, по-перше, зміна з глибиною конфігурації та простягання ізоліній швидкостей, по-друге, зміна форми й положення областей підвищених швидкостей.

Так, на глибині 0 км ізолінії мають північно-західне простягання, підкреслюють контури області підвищених швидкостей, розташованої в межах Корсунь-Новомиргородського плутону, північно-східної частини Новоукраїнського масиву та території, що прилягає до цих структур зі сходу. На цьому рівні в центральній і північній частинах Новоукраїнського масиву простежується невелика область знижених швидкостей субмеридіонального простягання.

На глибині 5 км не виявлено переважного напрямку простягання – ізолінії швидкостей характеризуються ізометричною формою. В межах західної частини Новоукраїнського масиву та центральної частини Корсунь-Новомиргородського плутону спостерігаються області підвищених швидкостей. Дуже контрастною є остання область, де значення швидкостей відхиляється від середніх (нормальних) значень на +0,30 - +0,35 км/с, або на 4,8-5,7%.

На глибинах 10 та 15 км простягання ізоліній переважно субмеридіональне. Ізолінії окреслюють область підвищених швидкостей центральної та і південної частини Корсунь-Новомиргородського плутону і північної частини Новоукраїнського масиву. Починаючи з рівня 15 км, зі зростанням глибини (до рівня 35 км) простежується зміщення області підвищених швидкостей у східному напрямку, за межі Корсунь-Новомиргородського плутону.

Глибше (20-25 км) відбувається поступова зміна простягання ізоліній від субмеридіонального до субширотного напрямку, збільшуються розміри області підвищених швидкостей в межах Новоукраїнського масиву. На глибинних рівнях 10, 15, 20 та 25 км простежується значне підвищення швидкостей у західному, північно-західному та північному напрямках – від Західно-Інгулецької зони переважно в бік південної частини Корсунь-Новомиргородського плутону та північної частини Новоукраїнського масиву. На цих же глибинах в межах тієї частини Західно-Інгулецької зони, що прилягає до місця спряження Корсунь-Новомиргородського плутону та Новоукраїнського масиву, фіксується область знижених швидкостей.

На глибинних рівнях 30 та 35 км ізолінії швидкостей мають переважно субширотне простягання. Області підвищених швидкостей розташовані у південно-східній частині Корсунь-Новомиргородського плутону і дещо далі на схід та у західній частині Новоукраїнського масиву.

Можна припустити, що зміна з глибиною конфігурації ізоліній швидкостей та розмірів і положення областей підвищених швидкостей відбиває, з одного боку, зміни речовинного складу та, з другого боку, зміни у просторовому розташуванні й розмірах геологічних тіл, що у сукупності формують земну ко-

 Рис. 9. Схеми розподілу сейсмічних швидкостей на глибинних рівнях 0, 5, 10, 15 км в межах Корсунь – Новомиргородського плутону, Новоукраїнського масиву та суміжних територій Інгульського блоку Українського щита. 1 – ізолінії швидкостей; 2 – області підвищених швидкостей (швидкості перевищують середні значення на 0.05 км/с та більше); 3 – контури Корсунь – Новомиргородського плутону (1) та Новоукраїнського масиву (2), 4 – профілі ГСЗ та геотраверс IV. V₀ – 5.93 км/с – осереднене значення швидкості у земній корі Інгульського блоку на відповідному глибинному рівні.

Рис. 10. Схеми розподілу сейсмічних швидкостей на глибинних рівнях 20, 25, 30, 35 км  в межах Корсунь – Новомиргородського плутону, Новоукраїнського масиву та суміжних територій Інгульського блоку Українського щита. Умовні позначення на рис. 9.

 

ру досліджуваної території. Всі ці зміни певним чином повинні впливати на особливості геофізичних полів, які спостерігаються в центральній частині Інгульського мегаблоку.

При порівнянні східної та західної частин Інг мегаблоку виявляється, що західна частина характеризується дещо підвищеними швидкостями в межах всієї товщі земної кори. Найбільших значень (0.09 – 0.11 км/с) ці перевищення досягають в інтервалі глибин 12 – 20 км. Швидкості у земній корі східної частини мегаблоку на глибинах 3 – 26 км на 0.02 – 0.08 км/с нижчі, ніж у середньому для східної частини УЩ.

Інгулецько – Криворізька шовна зона (І – Кшз). Глибинну будову досліджено уздовж профілів ГСЗ:  геотраверси ІV, VІІI, частково вздовж профілю ХХV. Обмежується з заходу Західно – Інгулецьким, зі сходу Криворізько – Кременчуцьким міжмегаблоковим розломом.

Розділ М виявлено на глибині від 40 до 50 км. Характеризується дуже різким перепадом глибин по розділу М від 50 км до 42.5 км, при середньому значенні глибини розділу М 44.8 км. На глибинах 0 – 4 км швидкісний градієнт дорівнює +0.0683 с^-1 , в інтервалі глибин 8 – 12 км реєструється хвилевід, нижче (12 – 40 км) швидкість зростає з градієнтом  +0.0275 с^-1 (рис.11). Починаючи з глибини 8 км та до самих низів кори, швидкості шовної зони нижчі за середні її значення для східної частини УЩ на 0.04 – 0.10 км/с. У порівнянні з Голованівською шовною зоною швидкості у земній корі І – Кшз суттєво нижчі. Дефіцит швидкостей змінюється в межах 0.13 – 0.23 км/с, досягаючи максимальних значень (0.19 – 0.23 км/с) на глибинах 10 – 35 км. Об’єднує вказані шовні зони наявність у верхній частині земної кори хвилеводу (рис. 12).

Середньопридніпровський  мегаблок (СПд). Досліджений вздовж геотраверсів ІІІ,  ІV та VІІI та профілю  ГСЗ  Путивль – Кривий Ріг [7] і частково Синельниково – Чугуїв, південна частина якого була переглянута, але суттєвої зміни по глибині М не було. Обмежується з заходу Криворізько – Кременчуцьким, а зі сходу  Оріхово – Павлоградським та Азово –  Павлоградським міжмегаблоковими розломами. Відзначається суттєвим потовщенням земної кори на заході мегаблоку до 52.5 км, а на сході до 50 км. В центральній частині мегаблоку визначається різке зменшення товщини земної кори до 40 км. Як на окраїнах, так і в центрі СПд виявлено різкі ступені по розділу М від 40 до 50 км. Середня товщина земної кори – 46.1 км.

Градієнт на глибинах 0 – 4 км дорівнює +0.0655 с^-1 , глибше (4 – 8 км) зменшується більше, ніж втричі (+0.0185 с^-1), в межах більшої частини земної кори (8 – 40 км) характеризується постійним значенням –  +0.0278 с^-1 (рис. 13)   У порівнянні з середніми значеннями швидкостей східної частини УЩ швидкості на глибинах 10 – 40 км вищі на 0.02 – 0.03 км/с (рис. 13  ).

Оріхово – Павлоградська  шовна зона (О--Пшз). Розділ М визначено тільки за допомогою точкових зондувань, на глибинах від 40 до 50 км, при середній товщині земної кори 45 км. Характерний різкий перепад глибини по розділу М від 40 до 50 км. Обмежується з заходу Оріхово – Павлоградським та зі сходу Азово–Павлоградським міжмегаблоковими розломами. Швидкості сейсмічних хвиль не розраховувалися.

 

Приазовський  мегаблок (Пр). Досліджений вздовж геотраверсів ІІІ,  ІV та VІІI, профілів  ГСЗ  ХІІІ, Х та частково Добре – 99. Обмежується з заходу Азово–Павлоградським міжмегаблоковим розломом. Глибина до розділу М від 35 до 45 км при середній товщині – 39.1 км. В межах мегаблоку розташовано Східно – Приазовський масив, який, згідно з даними ГСЗ (Добре – 99) [12], характеризується значною сейсмічною розшарованістю земної кори. Необхідно також зауважити, що всі масиви УЩ мають подібну будову земної кори і подібні значення товщини в межах 40-45 км.

В інтервалі глибин 0 – 4 км швидкісний градієнт має найвище для УЩ значення – +0.0683 с^-1 (рис. 14). Глибше  (4 – 8) км градієнт різко зменшується до мінімальних значень для УЩ – +0.0063 с^-1 . На глибинах 7 – 10 виокремлюється хвилевід. Глибше (10 – 40 км) швидкість зростає з градієнтом, який, за винятком Подільського мегаблоку (+0.0218 с^-1), є найнижчим серед розглядуваних структур (+0.0230 с^-1). У верхній частині земної кори (2 – 18 км) швидкості мають більш високі значення у порівнянні з середніми значеннями швидкостей східної частини УЩ, глибше (23 – 38 км) – навпаки, спостерігається дефіцит швидкостей, що з глибиною зростає до значень 0.05 – 0.07 км/с.

 

Обговорення результатів.

 

Західна та східна частини УЩ суттєво відрізняються одна від одної за характером розподілу швидкостей (рис. 15, а, б) (рис. 16). У східній частині значні розходження значень швидкостей між різними структурними підрозділами (до 0.15 км/с) спостерігаються лише на глибинах 4 – 10 км. Нижче цього інтервалу розходження не перевищують 0.115 км/с, змінюючись переважно в межах 0.054 – 0.098 км/с. У західній частині усе навпаки – максимальних значень розходження швидкостей набувають в інтервалі 14 – 45 км (0.144 – 0.238 км/с), в той час як вище (2 – 12 км) ці розходження коливаються в межах 0.053 – 0.147 км/с. Виняток складає лише денна поверхня, де цей параметр має значення 0.232 км/с, що напевне обумовлено значними змінами речовинного складу кристалічних порід, що складають докембрійський фундамент.

Таким чином, західна та східна частини УЩ відрізняються не лише за швидкісними характеристиками, а й за характером їх розподілу у товщі земної кори. Як відзначалося раніше, західна частина УЩ відрізняється від східної як потовщеною земною корою, так і дещо підвищеними швидкостями. У більшості випадків збільшення товщини кори супроводжується підвищеною швидкістю. Наприклад (таблиця 1) середні швидкості (середня швидкість це швидкість у визначеному інтервалі глибин за припущення її постійного значення), визначені вздовж геотраверсу VIII, зростають зі збільшенням товщини кори. Інший приклад – профіль ХХХ, ПК 250 (Корсунь – Новомиргородський плутон) та ПК 270 (західніше плутону). У зв’язку з тим, що верхня частина земної кори плутону значною мірою складена породами основного складу, у цьому місці реєструються  підвищені значення середніх швидкостей  (табл.1, права частина). З глибиною ця різниця поступово суттєво нівелюється й на рівні 30 км середні швидкості вже мають однакові значення.

 

З цього прикладу можна зробити два висновки.

1. Незважаючи на певне насичення верхньої частини земної кори породами основного складу (Корсунь – Новомиргородський плутон), середня швидкість все одно за своєю величиною не перевищує відповідний параметр прилеглої території зі збільшенням товщини кори.

2. Рівність середніх швидкостей на ПК 250 та ПК 270 в інтервалі глибин 30 – 40 км може свідчити про близький середній речовинний склад цих суміжних ділянок. З цього випливає, що основні породи Корсунь – Новомиргородського плутону мають, скоріше за все, коровий, а не мантійний генезис.

 

 

Інгульський мегаблок (західна частина)

– середня швидкість

Таблиця 1.

 

 

 

 

 

ВИСНОВКИ

 

1. Блоки УЩ відрізняються за швидкісними характеристиками та товщинами земної кори. Найтовща земна кора у Бузькому мегаблоці, а найтонша – у Приазовському мегаблоці (рис.17).

2. Західна та східна частини УЩ, розмежовані регіональним швом Херсон – Смоленськ, відрізняються одна від одної середньою товщиною земної кори та швидкісними характеристиками.

3. В межах кожного з блоків товщина земної кори змінюється у досить широких межах. Максимальною контрастністю поверхні Мохоровичича характеризуються Бузький та Середньопридніпровський мегаблоки.

4. Зі збільшенням товщини земної кори зростають швидкості поширення сейсмічних хвиль, що відзначається, як правило, у всій товщі земної кори.

5. Мегаблоки УЩ  мають специфічні особливості глибинної будови та складу земної кори (це визначається швидкісними характеристиками сейсмічних хвиль).

6. Завдяки детальним роботам в межах Інгульського мегаблоку визначено латеральний розподіл швидкостей сейсмічних хвиль на різних глибинних рівнях. Виявлено, що найбільші аномалії швидкостей, від 0.05 км/с і більше , знаходяться переважно в східній та центральній частині Корсунь– Новомиргородського плутону.

 

 

 

ЛІТЕРАТУРА

 

1. Трипольский А.А., Шаров Н.В. Литосфера докембрийских щитов северного полушария Земли по сейсмическим данным. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2004, 159 с.

2. Трипольский А.А., Калюжная Л.Т., Омельченко В.Д. Особенности глубинного строения плутонов гранитов рапакиви и габбро–анортозитов Украинского и Балтийского щитов (по сейсмическим данным)// Геофиз. журн., 2000, т.22, № 6, С. 121–136.

3. Соллогуб В. Б., Чекунов А. В. Строение и возраст основания земной коры Центральной и Юго-Восточной Европы.— Геотектоника, 1980. № 1. с. 17—29.

4. Соллогуб В. Б. О структуре земной коры юго-восточной Европы.— Геофиз. сб. / АН УССР. I967. вып. 19, с. 13—30.

5. Соллогуб В. Б. Структура земной коры Украины.— Геофиз. сб. АН УССР, 1970. вып. 38. с. 22—35.

6. Строение земной коры центральной и юго-восточной Европы (по данным взрывной сейсмологии) /Под ред. В. Б. Соллогуба, Д. Просена, Г. Милитцера.— Киев: Наук. думка. 1971.— 280 с.

7. Чекунов А.В., Харитонов О.М., Омельченко В.Д. и др. Профиль ГСЗ Путивль – Кривой Рог через сверхглубокие скважины Украины. Геофиз. журн., 1992, т.14, № 1, С. 3–10.

8. Соллогуб В. Б. Литосфера Украины. Киев: Наук. думка, 1986.— 183 с.

9. Тектоническая карта Украинской ССР и Молдавской ССР, 1:500 000, 1988, 20 листов.

10. Схема глубинного строения литосферы юго – западной части ВЕП, масштаб 1:1000 000. (под ред. А.В. Чекунова). Киев: Госкомгеологии Украины, 1992. – 6 листов.

11. Старостенко В.И., Пашкевич И.К., Кутас Р.И. Глубинное строение Украинского щита. Геофиз. журн., 2002, т.24, № 6, С. 36 – 48.

12. «Dobrefraction – 99” – velocity model of the crust and upper mantle beneath the Donbas Foldbelt (East Ukraine). The “DOBRE fraction – 99” Working group. Tectonophysics, 371, 2003, P. 81 – 110.

13. Upper lithospheric seismic velocity structure across the Pripyat Trough and tha Ukrainian Shield along the EUROBRIDGE – 97  profile. H. Thybo, T. Janik, V.Omelchenko and other. Tectonophysics, 371, 2003, P. 41 – 79.

 

Швидкісні неоднорідності і рельєф кордону. Український щит

Швидкісні неоднорідності і рельєф кордону розділу Мохоровічіча мегаблоків і шовних зон Українського щита В. Д. Омельченко, А. А. Трипільський, А. Б. Носенко Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Київ, Україна

 

У статті розглянуті сейсмічні (у першу чергу швидкісні) характеристики й неоднорідності земної кори, а також рельєф розділу Мохоровичича (М) Українського щита по даним регіональних геофізичних досліджень методом ГСЗ. Проведено порівняльний аналіз швидкостей і глибин залягання розділу М для східної й західної частини, а також кожного мегаблока Українського щита.

 

До теперішнього часу на території Українського щита (УЩ) виконаний великий обсяг регіональних геофізичних досліджень методом глибинного сейсмічного зондування (ГСЗ) [1-8, 9, 10]. За матеріалами досліджень уздовж ліній геотраверсів і регіональних профілів складені численні сейсмічні зрізи і вивчені швидкісні неоднорідності земної кори УЩ. Складена також структурна схема поверхні розділу Мохоровічіча (розділу М) території УЩ [8]. У деяких роботах наведені нові результати вивчення швидкісних неоднорідностей як окремих структур [1], так і блоків, з яких складаються УЩ [2]. У даній роботі продовжені дослідження, започатковані в [1, 2]. За даними методу ГСЗ у роботі розглянуті і проаналізовані сейсмічні (перш за все, швидкісні) характеристики і неоднорідності земної кори, а також структурна схема рельєфу розділу М, що була складена після внесення деяких корективів в існуючу схему [8, 11]. Проведено також порівняльний аналіз сейсмічних швидкостей та потужностей земної кори західної та східної частин УЩ, а також кожного з мегаблоків УЩ.

 

УЩ підрозділяється на наступні мегаблокі (рис.1): Волинський, Подільський, Росинський, Бузький, Інгульський, Середньопридніпровський та Приазовський, а також на три міжмегаблокові шовні зони - Голованевську, Інгулецко-Криворожську і Оріхово-Павлоградську. На підставі аналізу матеріалів ДСЗ нами встановлено, що за швидкісним параметрами земна кора УЩ розділяється на дві частини - західну і східну, лінією розмежування між якими є трансрегіональний шов Херсон-Смоленськ [11, 12]. Швидкості поздовжніх хвиль (V _P ) в західній частині УЩ вище, ніж у східній в середньому на 0,06 км/с (близько 0.8-1.00%), причому це перевищення залишається майже постійним у всій товщі земної кори.

Розглянемо докладно швидкісні характеристики і неоднорідності всіх зазначених структурних підрозділів УЩ.

Західна частина УЩ

До неї відносяться Волинський, Подільський і Росинський мегаблокі, Голованевская шовний зона і західна частина Інгульского мегаблоку.

Волинський мегаблок (В) на заході обмежений Сущано-Пержанським межблоковим разломом, на сході - Тетеревським і Брусилівським межблоковимі розломами.

Глибинна будова мегаблоку вивчена вздовж геотраверсів II і VI [13, 14] та профілю ДСЗ Евробрідж –97 [10]. У межах мегаблоку за результатами досліджень на профілі Евробрідж-97 уточнені глибини залягання розділу М. Так на заході, в районі Сущано-Пержанского розлому, розділ М залягає на глибині 55 км, на схід, в межах Коростенського плутону, – на глибині 45 км. Крім того, за результатами досліджень Евробрідж-97, в районі Коростенського плутону на глибині 40-45 км виявлено коро-мантійную суміш (КМС), яка характеризується швидкостями Р-хвиль, рівними 7.4-7.6 км/с.

На одній з ділянок Коростенського плутону швидкість Р-хвиль в інтервалі глибин 0-10 км дорівнює 6,15 км/с [10]. У близькому інтервалі глибин у північно-східній частині плутону виявлено аномально високошвидкісне тіло, нижче якого на глибині 10-12 км залягає шар з пониженою швидкістю (6.07 км/с). На південній околиці плутону потужність цього шару зростає до 6 км - його кровля фіксується на глибині 7 км, підошва - на 13 км.

Глибина розділу М в районі Коростенського плутону зростає в напрямку з півдня на північ від 40 до 45 км. У тому ж напрямку гранична швидкість розповсюдження Р-хвиль вздовж розділу М збільшується від 8.1 до 8.5 км/с. У результаті моделювання хвильових полів у верхній мантії виділена похила сейсміческая межа, яка починає простежуватися в межах північної частини Пріпятской западини на глибині 48 км, що просторово збігається з розділом М. У південному напрямку межа швидко занурюється під Коростенський плутон до глибини 75-76 км. Швидкість поширення Р-хвиль вздовж кордону змінюється від 8.37 до 8.50 км/с. Слід підкреслити, що на північ від цієї межі ізоліній швидкостей горизонтально, а на південь мають куполообразну форму. Найбільш занурена частина кордону простежується в межах Південно-Припятського глибинного розлому [10].

Середня товщина земної кори Волинського мегаблоку становить 44.2 км. У межах південно-східної частини мегаблоку на глибинах 45 і 52.5 км виділяються два ступені по поверхні розділу М.

 

На рис.2 наведені усереднені швидкісні функції для земної кори Волинського мегаблоку і західній частині УЩ. В інтервалі 0-4 км міра зростання (або зниження в окремих випадках) швидкості в глибинах земної кори Волинського мегаблоку - швидкісний градієнт - характеризується значенням +0.0600 з ^-1 . Глибше (інтервал 4-8 км) градієнт знижується в чотири рази - +0,0150 з ^-1 , далі, на глибині 8-40 км. градієнт дорівнює +0.0278 ^{з -1 -1} та +0.0218 з ^-1 відповідно.

Подільський мегаблок (Пд) на заході і півночі обмежений Тетеревським межмегаблоковим розломом, на сході - Немировським і Брусилівським межмегаблоковими розломами. Глибинну будову мегаблоку вивчено вздовж геотраверса У1 і профілю ДСЗ Евробрідж-97 [10, 14]. За результатами робіт на цьому профілі уточнені глибини залягання розділу М (рис.1). середня товщина земної кори становить 50.8 км і змінюється від 40 км на півдні і півночі до 52 км у центральній частині Подільського мегаблоку, де виділяється два ступені по поверхні розділу М з переходом глибин від 40 до 50 км.

 

 

Для мегаблоку характерна підвищена швидкість на денній поверхні (6.13 км/с) і майже постійний і низький у порівнянні з іншими структурами УЩ градієнт швидкості, який змінюється у вузьких межах - від +0,0200 з ^-1 до +0.0218 з ^-1 (рис. 3). Настільки низький градієнт призводить до того, що в нижній частині земної кори мегаблоку швидкості на 0.10-0.14 км/с нижче, ніж в середньому для західної частини УЩ (рис. 3).

Бузький мегаблок (Бг) на заході обмежений Немировським, на сході - Тальновскім межмегаблоковимі розломів. Глибинну будову мегаблоку вивчено вздовж геотраверсів IV та VI і частково вздовж профілю ДСЗ ХХХ [14]. Середня товщина земної кори становить 53.7км. Поверхня розділу М залягає у великому інтервалі глибин - від 40 до 62.5 км і характеризується змінним і ступенеобразним рельєфом.

 

Для Бузького мегаблоку характерна підвищена швидкість на денній поверхні (6.09 км/с) (рис. 4 ). В інтервалі глибин 0-4 км градієнт швидкості дорівнює +0.0375 з ^-1 , глибше (4 - 8 км) градієнт знижується більш, ніж у два рази (+0.0170 з ^-1 ), далі (8-40 км) знову зростає до +0.0279 з ^-1 . Швидкості в земній корі Бузького мегаблоку, за винятком інтервалу 12-20 км, вище, ніж для західної частини УЩ (рис. 4).

Росинський мегаблок на заході обмежений Брусилівським, на сході - Тальновським межблоковими розломами. Поверхня розділу М, визначена виключно за даними точкових сейсмічних зондувань, залягає на глибині 45-50 км при середній глибині 47,5 км. Так як на території Росінського мегаблоку профільні дослідження ГСЗ не проводилися, швидкості розповсюдження сейсмічних хвиль тут не розраховувалися.

Голованевьска шовна зона (Гшз) на заході обмежена Тальновським, на сході - Первомайським межмегаблоковим розломом. Глибинна будова зони вивчена вздовж геотраверсів IV-VI, профілів ГСЗ ХХХ і частково ХХV. Середня потужність земної кори дорівнює 48.8 км. Поверхня розділу М залягає на глибині від 40 до 57.5 км, контрастні ступені поверхні розділу М виявлені на глибинах 42.5-52.5 км.

 

Характерна риса зони - підвищені на 0.08-0.10 км/с швидкості в порівнянні з середніми значеннями для західних частин УЩ (рис. 5). Це перевищення фіксується майже у всій товщі кори, за винятком інтервалу глибин 5-9 км, де виділяється шар з пониженою швидкістю. В інтервалі глибин 0-4 км швидкісний градієнт дорівнює +0.0812 з ^-1 , що, за винятком Приазовського мегаблоку (+0.0888 з ^-1 ), є максимальним значенням для зазначеного інтервалу . Глибше (9-4 і більше км) швидкість зростає з градієнтів, рівним +0.0289 з ^-1 (рис. 5).

Західна частина Інгульского мегаблоку (Інг) . Трансрегіональний шов Херсон-Смоленськ поділяє Інгульскій мегаблок на дві частини - західну і східну. Слід підкреслити, що Інгульскій мегаблок в цілому з усіх мегаблоків УЩ є найбільш детально досліджених методом ГСЗ: це геотраверси IV, VI і VШ, профілі ХХIV, ХХV, ХХХ і ХХХVI та точки зондування. З заходу мегаблок обмежений Первомайським межмегаблоковим розломом, зі сходу - Західно-Інгулецьким та Криворізько-Кременчуцьким межмегаблоковимі розломами. Глибини до розділу М в межах Інгульского мегаблоку змінюються від 35 до 47.5 км. В області з'єднання західної та східної частин мегаблоку розташовані Корсунь-Новомиргородський Плутон і Новоукраїнський масив.

 

Середня товщина земної кори західної частини Інгульского мегаблоку становить 41.3 км. В інтервалі глибин 0-4 км швидкісний градієнт дорівнює +0.0650 з ^-1 , глибше (4-8 км) знижується в чотири рази (+0.0160 з ^-1 ), далі (8-40 км) дорівнює +0.0258 з ^-1 , за винятком інтервалу 14-19 км швидкості в земній корі на 0.04-0.06 км/с нижче, ніж в середньому для західної частини УЩ (рис. 6).

Східна частина УЩ

До неї відносяться східна частина Інгульского мегаблоку, Інгулецко-Криворізька шовна зона, Середньопридніпровский мегаблок, Орехово-Павлоградська шовна зона та Приазовський мегаблок.

 

Східна частина Інгульского мегаблоку (Інг). Середня товщина земної кори становить 39.6 км. В інтервалі глибин 0-4 км швидкісний градієнт має величину +0.0465 с, глибше (4-8 км) знижується в 2 рази (+0.0235 с), в межах більшої частини земної кори (8-40 км) градієнт дорівнює +0.0275 с ( рис. 7).

відзначена раніше висока детальність досліджень ГСЗ дозволила вивчити швидкісні характеристики не тільки всього мегаблоку в цілому, але й окремих структур, таких, як Корсунь-Новомиргородський Плутон і Новоукраїнський масив. Встановлено, що у верхній частині земної кори Корсунь-Новоміргордского плутону до глибини 15-16 км швидкості на 0.0500.24 км/с вище, ніж у Новоукраїнському масиві. Максимальних величин (до +0.20 - +0.24 км/с) перевищення швидкостей досягають у інтервалі глибин 1-4 км., Що, ймовірно, викликане підвищеними швидкостями в межах масивів основних порід у складі Корсунь-Новомиргородського плутону (рис. 8). Глибше 16 км швидкості в земній корі Ново-Українського масиву і Корсунь-Новомиргородського плутону майже не розрізняються.

Рис. 9,10

 

В межах Корсунь-Новомиргородського плутону, Новоукраїнського масиву і прилеглих територій Інгульського блоку складені схеми розподілу сейсмічних швидкостей на глибинних рівнях 0,5,10,15,20, 25,30 і 35 км (рис. 9, 10). Характерною особливістю схем є, по-перше, зміна з глибиною конфігурації та пролягання ізоліній швидкостей і, по-друге, зміна форми і положення областей підвищених швидкостей.

На глибині 0 км ізолінії мають північно-західне пролягання, підкреслюючи контури області підвищених швидкостей, що розташована в межах Корсунь-Новомиргородського плутону, північно-східно частини Новоукраїнського масиву і території, що прилягають зі сходу до цих структур. На цьому рівні в центральній та північній частинах Новоукраїнського масиву простежується невелика область знижених швидкостей cубмеридіанального пролягання.

На глибині 5 км переважний напрямок пролягання ізоліній не фіксуються - останні характеризуються ізометричною формою. У межах західної частини Новоукраїнського масиву і в центрі Корсунь-Новомиргородського плутону спостерігаються області підвищених швидкостей. Остання з них є дуже контрастною - в її межах швидкості відхиляються від середніх значень на +0.30 - +0.35 км/с, або на 4.8-5.7%.

На глибині 10 і 15 км пролягання ізоліній переважно субмеридіональне. Ізолінії обводять область підвищених швидкостей центральної та південної частин Корсунь-Новоміргородского плутону і північної частини Новоукраїнського масиву. Починаючи з рівня 15 км, по мірі зростання глибини (до рівня 35 км) спостерігається зміщення області підвищених швидкостей в східному напрямку, частково за межі Корсунь-Новомиргородського плутону.

Глибше (20-25 км) відбувається поступове зміна пролягання ізоліній від субмеридіонального до субширотного напрямку, трохи збільшуються розміри області підвищених швидкостей в межах Новоукраїнського масиву. На глибинних рівнях 10,15, 20 та 25 км простежується значне зростання швидкостей в західному, північнозахідному і північному напрямках - від Західно-Інгулецької зони переважно у бік південної частини Корсунь-Новомиргородського плутону і північної частини Новоукраїнського масиву. На цих же глибинах в межах тієї частини Західно-Інгулецької зони, що прилягає до місця з'єднання Корсунь-Новомиргородського плутону та Новоукраїнського масиву, фіксується область знижених швидкостей.

На глибинних рівнях 30 і 35 км ізолінії швидкостей мають переважно субширотне пролягання. Області підвищених швидкостей розташовані в південно-східній частині Корсунь-Новомиргородського плутону і трохи на схід, а також в західній частині Новоукраїнського масиву.

Можна припустити, що зміна з глибинної конфігурації ізоліній і розмірів і положення областей підвищених швидкостей відображає, з одного боку, зміна речового складу а, з іншого боку, зміни в просторовому розташуванні і в розмірах різних геологічних тіл, які формують в сукупності земну кору території, що вивчається. Всі ці зміни певним чином повинні впливати на особливості геофізичних полів центральної частини Інгульського мегаблоку.

Порівняння західної та східної частин Інгульського мегаблоку показує, що західна частина характеризується кількома підвищеними швидкостями в межах всієї товщі земної кори. Найбільших значень (0.09-0.11 км/с) ці перевищення досягають у інтервалі глибин 12-20 км. У земній корі східної частини Інгульського мегаблоку швидкості на глибинах 3-26 км на 0.02-0.08 км/с нижче, ніж в середньому для східної частини УЩ.

Інгулецько-Криворізька шовна зона (І-КШЗ). Глибинна будова Зони вивчена вздовж геотраверсів IV і VIII і частково вздовж профілю ХХV. З заходу структура обмежена Західноєвропейським Інгулецьким, сходу - Криворізько-Кременчуцьким міжмегаблоковим розломом.

Рис. 11

Рис. 12

Поверхня розділу М залягає на глибині 38-52 км і характеризується різким перепадом глибини в районі Кіровоградського глибинного розлому. Середня товщина земної кори дорівнює 44.8 км. На глибинах 0-4 км швидкісний градієнт дорівнює +0.0683 з ^-1 , в інтервалі глибин 8-12 км реєструється волновід, нижче (12-40 км) швидкість зростає з градієнтом +0.0275 з ^{-- 1} (мал. 11). Починаючи з глибини 8 км і до самих низів кори, швидкості в Інгуло-Інгулецькій шовній зоні нижче середніх значень швидкостей в межах східної частини УЩ на 0.04-0.10 км/с. У порівнянні з Голованівською шовною зоною швидкості в земній корі розглянутої структури істотно нижче. Дефіцит швидкостей змінюється в межах 0.13-0.23 км/с, досягаючи максимальних значень (0.19-0.23 км/с) на глибинах 15-35 км. Об'єднує зазначені шовні зони наявність волновода у верхній частині земної кори (рис. 12).

Середньопридніпровський мегаблок (СПд) вивчений вздовж геотраверсів III , IV і VIII, профілів ГСЗ Путивель-Кривий Ріг [7] і південної частини профілю Синельникове-Чугуїв. Незважаючи на те, що сейсмічні матеріали за профілем Синельникове-Чугуїв були переглянуті, це не внесло істотних змін у отриманий раніше варіант інтерпретації. С заходу мегаблок обмежений Криворізько-Кременчуцьким, зі сходу - Оріхово-Павлоградським та Азово-Павлоградським міжмегаблоковими розломами. Фіксується істотне потовщення земної кори до 52.5 км на захід від мегаблоку і до 50 км - на сході. У центральній частині мегаблоку відзначено різке скорочення потужності кори до 40 км. В околицях частинах і в центрі виявлені контрастні ступені по поверхні розділу М, у межах яких остання зміщується по вертикалі від 40 до 50 км. Середня товщина земної кори мегаблоку - 46.1 км.

На глибинах 0-4 км швидкісний градієнт дорівнює +0.0655 з ^-1 , глибше (4-8 км) зменшується більше, ніж у три рази (+0.0185 з ^-1 ) в інтервалі 8-4 км (більша частина земної кори) швидкісний градієнт характеризується постійним значенням й дорівнює +0.0278 з < sup> -1 . У порівнянні з середніми значеннями швидкостей східної частини УЩ швидкості в земній корі мегаблоку на глибинах 10-40 км вище за все на 0.02-0.03 км/с (мал. 13).

 

Оріхово-Павлоградська шовна зона (О-Пшз). Положення поверхні розділу М визначено, при відсутності профільних спостережень, лише за допомогою точкових сейсмічних зондувань. Глибина 40-50 км, при середній товщині земної кори 45.0 км характерний різька зміна глибин залягання поверхні розділу М від 40 до 50 км. З заходу Оріхово-Павлоградська шовна зона обмежена Оріхово-Павлоградським, зі сходу - Азово Павлоградськими межмегаблоковими розломами. З огляду на відсутність даних швидкості розповсюдження сейсмічних хвиль не розраховувалися.

Приазовський мегаблок (Пр). Дослідженний вздовж геотраверсів III, IV, і VIII, профілів ДСЗ X, XIII і частково Добре-99 . З заходу мегаблок обмежений Азово-Павлоградським межмегаблоковим розломів. Потужність земної кори змінюється від 35 до 45 км при середній потужності - 39.1 км. У межах мегаблоку виділяється Східно-Приазовський масив, земна кора якого згідно з даними ГСЗ на геотраверсе IV та профілі Добре-99 [9,15] характеризується підвищеним рівнем сейсмічної відображаємості.

 

В інтервалі глибин 0-4 км швидкісний градієнт характеризується максимальним для УЩ значенням - +0.0683 з < sup> -1 (мал. 14). Глибше (4.-8 км) швидкісний градієнт різко знижується до мінімального для УЩ значення - +0.0063 з ^-1 . На глибинах 7-10 км виділяються хвилеводи. Глибше (10-40 км) швидкість зростає з градієнтом, який, за винятком Подільського мегаблоку (+0.0218 з ^-1 ), є найнижчим серед структурних підрозділів поділок УЩ (+0.0230 з ^-1 ). У верхній частині земної кори (2-18 км) швидкості мають більш високі значення в порівнянні з середніми швидкостями східної частини УЩ, глибше (18-38 км) - навпаки, спостерігається дефіцит швидкостей, який з глибиною зростає до 0.05-0.07 км/с (мал. 14).

Обговорення результатів

Рис. 15

Рис. 16

Одним з головних результатів досліджень, викладених у цій роботі полягає в тому, що вперше встановлено помітне розходження між західною та східною частинами УЩ як за характером розподілу та величинам швидкостей поширення сейсмічних хвиль, так і за середньою товщиною земної кори (рис. 15, 16).

Наприклад, в східній частині УЩ значні розподіли величин швидкостей між різними структурними підрозділами (до 0.15 км/с) спостерігаються лише на глибинах 4-10 км. Нижче розбіжності не перевищують 0.115 км/с, переважно змінюючись в межах 0.054-0.100 км/с. У західній частині, навпаки, максимальні розбіжності швидкостей відзначаються в інтервалі 14-45 км (0.145-0.240 км/с), в той час як вище по розрізу (2-12 км) ці розбіжності спостерігаються в межах 0.055-0.145 км/с. Виняток становить лише денна поверхня, де цей параметр дорівнює 0.232 км/с, що, очевидно, пояснюється значними змінами речового складу порід, з яких складається верхня частина кристалічного фундаменту західної частини УЩ.

Усереднені значення швидкостей в земній корі західної частини УЩ На 0.02-0.10 км/с вищі, ніж у його східній частині, причому перевищення відзначаються в межах всієї товщі земної кори від 0 до 43 км. По величинам і характеру цих перевищень земна кора може бути умовно поділена на три частини: 1) глибини 0-4.5 км, різниця швидкостей - 0.06-0.10 км/с:, глибини 4.5-14.5 км, різниця швидкостей - 0.02-0.05 км/с і глибини 15.5-43 км, різниця швидкостей - 0.05-0.08 км/с. Просторово ці частини майже збігаються з трьома швидкісними поверхами, виділеними в земній корі Українського щита за результатами досліджень методом ДСЗ на 1-у міжнародному геотраверсі [15].

Середня товщина земної кори західній частині УЩ (46.9 км) значно перевищує цей параметр східної частини УЩ (42.3 км). У межах кожної з частин потужність земної кори змінюється відповідно до наступних, досить подібних закономірностей. Вони полягають у наступному. На краях кожної з частин (Волинський блок на заході і Приазовський блок на сході) потужність земної кори помітно знижена. За напрямом до середини (Росинський і Бузький блоки на заході, Средньопридніпровський блок на сході) потужність кори сильно зростає. І далі, у напрямку до області з'єднання західної та східної частин УЩ (трансрегіональний шов Херсон-Смоленськ) потужність кори зменшується (мал. 17). Таким чином, у напрямку з північно-заходу на південний схід середня потужність земної кори Українського щита хвилеподібно змінюється при довжині хвилі близько 500-600 км (мал. 17). В цей час складно однозначно пояснити подібний характер зміни потужності земної кори. Не виключено, що й на інших докембрійських щитах може спостерігатися такий же рельєф поверхні розділу М. У всякому разі, на розрізі за профілем Феннолора (Балтійський щит) також відзначається хвилеподібна зміна потужності земної кори за напрямом з півдня на північ при довжині хвилі 500-600 км [16].

 

В загальному, західна і східна частини УЩ розрізняються не тільки швидкісними параметрами, але і характером їх розподілу у товщі земної кори. Слід відзначити, що західна частина УЩ відрізняється від східної як потовщеною земною корою, так і підвищеними швидкостями. У більшості випадків збільшення потужності кори супроводжується підвищеними швидкостями в інтервалі глибин від денної поверхні до підошви земної кори.

Висновки

1. Мегаблоки і шовні зони Українського щита розрізняються за швидкісним характеристикам, за потужністю і складом земної кори, що пов'язаний з інтеграцією в глибинну будову.

2. Західна і східна частини Українського щита, розмежовані регіональним швом Херсон-Смоленськ, відрізняються середньою потужністю земної кори і швидкісними характеристиками.

3. У межах кожного з блоків потужність земної кори змінюється, як правило, в широких межах. Максимальной контрастністю поверхні розділу М характеризуються Бузький і Придніпровський блоки.

4. Зі збільшенням потужності земної кори зростають швидкості поширення сейсмічних хвиль, що спостерігається, як правило, в межах всієї товщі земної кори.

5. За результатами детальних досліджень методом ГСЗ в межах Інгульського мегаблоку вивчено латеральний розподіл швидкостей сейсмічних хвиль на різних глибинних рівнях. Показано, що найбільш контрастні позитивні аномалії швидкостей від 0.05 км/с і більше, прив'язані переважно до східної і центральної частин Корсунь-Новомиргородського плутону.

6. Результати досліджень, виконаних у цій роботі, можуть бути використані при складанні геологічних моделей земної кори як Українського щита в цілому, так і окремих його структурних підрозділів.

Робота виконана в рамках цільової програми «Створення комплексної тривимірної геофізичної моделі літосфери в зв'язку з магматизмом, тектонікою і утворенням родовищ корисних копалин».

 

Список літератури

1. Трипільський А.А., Калюжна Л.Т., Омельченко В.Д. Особливості глибинного-будови плутонів гранітів ріпакової і габро-анортозітів Українського та Балтійського щитів (за сейсмічними даними)//Геофіз. журн. - 2000. - т.22, № 6. - С.121-136.

2. Трипільський А.А., Шаров Н.В. Літосфера докембрійських щитів північної півкулі Землі з сейсмічними даними. - Петрозаводск: Карельський науковий центр РАН, 2004. -159 с.

3. Соллогуб В.Б., Чекунов А.В. Будову і вік підстави земної кори Центральної та Південно-Східної Європи//Геотектоніка. - 1980. - № 1. - С.17-29.

4. Соллогуб В.Б. Про структуру земної кори південно-східної Європи//Геофіз.сб. АН УРСР. - 1967. - Вип.19. - С.13-30

5. Соллогуб В.Б. Структура земної кори України//Геофіз.сб. АН УРСР. - 1970. - Вип. 38. - С. 22-35.

6. Будова земної кори центральної та південно-східної Європи (за даними вибухової сейсмологіі)/Під ред. В. Б. Соллогуба, Д. Просена, Г. Мілітцера. - Київ: Наук.думка. 1971. - 280 с.

7. Чекунов А.В., Харитонов О.М., Омельченко В.Д. та ін Профіль ГСЗ Путивль-Кривий Ріг через надглибинні свердловини України//Геофіз. журн. - 1992. - т.14, № 1. - С. 3-10.

8. Соллогуб В.Б. Літосфера Київ України з: Наук.думка, 1986. -183 с.

9. "Dobrefraction - 99" - velocity model of the crust and upper mantle be-neath the Donbas Foldbelt (Tfst Ukraine ). The "DOBREfraction - 99" Workinggroup//Tectonophysics. - 2003. - 371. - P.81-110.

10. H. Thybo, T. Janik, V. Omelchenko et al. Upper lithospheric seismic velociti structure across the Pripyat Trough And Ukrainian Shield along the EUROBRIDGE - 97 profile//Tectonophysics. . - 2003. - 371. - P. 41-79

11. Схема глибинної будови літосфери південно-західної частини ВЕП, Масштаб 1:1000 000/Под ред. А. В. Чекунова. - Київ: Держкомгеології України, 1992. - 6 аркушів.

12. Старостенко В.І., Пашкевич І.К., Кутас Р.І. Глибинна будова Українського щита//Геофіз.журн. - 2002. - т.24, № 6. - С.36-48.

13. Літосфера Центральної та Східної Європи: Геотраверси I, II, V//Отв. ред. В. Б. Соллогуб. - Київ: Наукова думка, 1987. - 168 c.

14. Літосфера Центральної та Східної Європи: Геотраверси I, II, V//Отв. ред. В. Б. Соллогуб. - Київ: Наукова думка, 1988. - 172 c.

15. Трипільський А.А., Гейко В.С., Ліванова Л.П., Трипільська В.А., Цвєткова Т.А. Сейсміческая модель земної кори//Літосфера штаб-ної та Східної Європи: Геотраверси IV, VI, VIII. - Київ: Наукова думка, 1988. - C.13-23.

16. Guggisberg B., Kaminski W. Prodehl C. Crustal structure of the Fenno-scandian Shield: A travel time interpretation of the long rang FENNOLORA seismic reflection profile//Tectonophysics. - 1991. - v. 195. - P.105-137.

 

Підписи до рисунків до статті В.Д . Омельченко, А. А. Тріпольского, А. Б. Носенко «Швидкісні неоднорідності і рельєф кордону розділу Мохоровічіча мегаблоків і шовних зон Українського щита».

 

Рис. 1. Схема глибинної будови і тектонічного районування Українського щита по поверхні ріфейського фундаменту (відповідно до [8] з доповненнями В. Д. Омельченко за матеріалами [7, 9, 10])

1 - ізогіпси поверхні М, км; 2 - Межа ДДА; 3 - межа ВЕП; 4 - контури Українського щита; 5 - межа Волинсько-Оршанської западини; 6 - глибинні розломи з геологічними даними; 7 - проекції різких ступенів розділу М на доріфейський фундамент; 8 - зони мантійних розломів (літосферні лінеаменти за В. Б. Сологубу і А. В. Чекунову); 9 - профілі ГСЗ; 10 - геотраверси.

Мегаблоки: (В - Волинський, Пд - Подільський, Р - Росинський, Бг - Бузький, Інг - Інгульський, СПд - Средньопридніпровський, Пр - Приазовський) 11 - архейські мегаблоки; 12 - архейські, перероблені в палеопротерозої, мегаблоки; 13 - палеопротерозойські мегаблоки; 14 - шовні зони (Гшз - Голованівська, І-Кшз - Інгуло-Криворізька , О-Пшз - Орехово-Павлоградська); 15 - міжмегаблокові розломи (цифри в гуртку): 1 - Тетеревський, 2 - Брусиловський, 3 - Немирівський, 4 - Тальнівській, 5 - Первомайський, 6 - Західно-Інгулецький, 7 - Криворізько - Кременчуцький, 8 - Орехово-Павлоградський, 9 - Азово-Павлоградський, 10 - Луцький, 11 - Сущано-Пержанський; 16 - масиви: Кр - Коростенський, К-Н - Корсунь-Новомиргородський, В-Пр - Східно-Приазовський; 17 -- Херсон-Смоленський трансрегіональний тектонічний шов (Х-С).

Інші скорочення: ДДА - Дніпровсько-Донецький авлакоген, Дб - Донбас, В-О - Волино-Оршанський рифт.

Рис. 2. Графіки V = f (H) земної кори: 1 - графік V = f (H) Волинського мегаблоку; 2 - графік V = f (H) для західної частини Українського щита.

Рис. 3. Графіки V = f (H) земної кори: 1 - графік V = f (H) Подільського мегаблоку; 2 - графік V = f (H) для західної частини Українського щита.

Рис. 4. Графіки V = f (H) земної кори: 1 - графік V = f (H) Бузького мегаблоку; 2 - графік V = f (H) для західної частини Українського щита.

Рис. 5. Графіки V = f (H) земної кори: 1 - графік V = f (H) Голованівської шовної зони; 2 - графік V = f (H) для західної частини Українського щита.

Рис. 6. Графіки V = f (H) земної кори: 1 - графік V = f (H) західної частини Інгульского мегаблоку; 2 - графік V = f (H) для західної частини Українського щита.

Рис. 7. Графіки V = f (H) земної кори: 1 - графік V = f (H) східній частині Інгульського мегаблоку; 2 - графік V = f (H) для західної частини Українського щита.

Рис. 8. Графіки V = f (H) земної кори: 1 - графік V = f (H) Новоукраїнського масиву; 2 - графік V = f (H) Корсунь-Новомиргородського плутону.

Рис. 9. Схеми розподілу сейсмічних швидкостей на глибинних рівнях 0 (а), 5 (б), 10 (в), 15 (р) км у межах Корсунь-Новомиргородського плутону, Новоукраїнського масиву і суміжних територій Інгульского блоку Українського щита. 1 - ізоліній швидкостей; 2 - області підвищених швидкостей (швидкості перевищують середні значення на 0.05 км/с і більше); 3 - контури Корсунь-Новомиргородського плутону (1) і Новоукраїнського масиву (2), 4 - профілі ГСЗ і геотраверс ІV. V ₀ = 5 .93 км/с  середнє значення швидкості в земній корі Інгульского блоку на відповідному глибинному рівні.

Рис. 10. Схеми розподілу сейсмічних швидкостей на глибинних рівнях 20 (а), 25 (б), 30 (в), 35 (р) км у межах Корсунь-Новомиргородського плутону, Новоукраїнського масиву і суміжних територій Інгульского мегаблоку Українського щита. Умовні позначення див. на рис. 9.

Рис. 11. Графіки V = f (H) земної кори: 1 - графік V = f (H) Інгулецько-Криворізької шовної зони; 2 - графік V = f (H) для східної частини Українського щита.

Рис. 12. Графіки V = f (H) земної кори: 1 - графік V = f (H) Голованівської шовної зони; 2 - графік V = f (H) Інгулецько-Криворізької шовної зони.

Рис. 13. Графіки V = f (H) земної кори: 1 - графік V = f (H) Среднєпридніпровського мегаблоку; графік V = f (H) для східної частини Українського щита.

Рис. 14. Графіки V=f(H) земної кори: 1 - графік V = f (H) Приазовського мегаблоку; 2 - графік V = f (H) для східної частини Українського щита.

Рис . 15. Суміщені Графіки V = f (H) структурних підрозділів східної (а) і західної (б) частин Українського щита.

а) 1 - графік V = f ( H) Средньопридніпровського мегаблоку; 2 - графік V = f (H) Інгульського мегаблоку (східна частина); 3 - графік V = f (H) Приазовського мегаблоку; 4 - графік V = f (H) Інгулецько-Криворізької шовної зони ;

б) 1 - графік V = f (H) Подільського мегаблоку; 2 - графік V = f (H) Інгульського мегаблоку (західна частина); 3 - графік V = f (H) Волинського мегаблоку; 4 - графік V = f (H) Голованівської шовної зони; 5 - графік V = f (H) Бузького мегаблоку.

Рис. 16. Усереднені Графіки V = f (H) земної кори: 1 - графік V = f (H) для східної частини Українського щита; 2 - графік V = f (H) для західної частини Українського щита.

Рис. 17. Мегаблоки і шовні зони Українського щита.

Мегаблоки: В - Волинський, Пд - Подільський, Р - Росинський, Бг - Бузький, Інг - Інгульський , Спд - Средньопридніпровський, Пр - Приазовський.

Шовні зони: Гшз - Голованівська шовна зона, І - Кшз - Інгулецько - Криворізька шовна зона, О - Пшз - Орехово -- Павлоградська шовна зона.