Тектонофизический анализ и геодинамическая интерпретация трехмерной геофизической модели Украинского щита

Abstract

На основі тектонофізичного аналізу комплексної геофізичної 3D моделі Українського щита (УЩ), створеної в Інституті геофізики НАН України, розглянуто геодинамічні особливості щита від раннього докембрію до фанерозою. За матеріалами тектонофізичних досліджень установлено, що зони розломів УЩ, закладені у неоархеї та палеопротерозої, були великими зонами зсуву, що виникли під дією тангенціальних сил. Кінематика зон зсуву була різною у західних і східних мегаблоках щита, тому зроблено висновок щодо відсутності зв’язку між ними у ранньому докембрії. Тектонофізичними матеріалами підтверджено дані палеомагнетизму стосовно повертання щита разом зі Східноєвропейською платформою (СЄП) упродовж фанерозою за годинниковою стрілкою відносно осі обертання Землі. Глибинним сейсмічним зондуванням виявлено великі лістричні зони розломів, що заглиблюються на 100 км і більше, а також похилі корові розломи, формування яких супроводжувало процес колізії мегаструктур Феноскандії та Сарматії. Дані сейсмотомографії вказують на похиле заглиблення відносно високошвидкісної літосфери південнозахідного краю СЄП під відносно низькошвидкісну літосферу суміжних плит. Одержані дані засвідчують, що формування кори і мантії УЩ відбувалось за механізмами тектоніки плит. Разом з тим було б занадто сміливим застосовувати весь набір плитотектонічних механізмів, наприклад спрединг, формування океанічної кори, острівних дуг, субдукцію тощо, до вузької смуги щита, як це роблять деякі геологи. Відповідно до переважно гори зонтально-зсувного типу більшості ранньодокембрійських зон розломів УЩ, ці зони були трансформними і виникли в результаті процесів спредингу і колізії за межами щита.

Geodynamic features of the Ukrainian Shield (USh) from Early Precambrian to Phanerozoic have been considered based on tectonophysical analysis of complex geophysical 3D model of the Shield, produced at the Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine. In accordance with the materials of tectonophysical studies it has been established that fault zones of the USh with initial stages in Neo-Archean and Paleo-Proterozoic were the large shift zones appeared under the action of tangential forces. Kinematics of shift zones was different in the western and eastern megablocks of the Shield that was the basis for conclusion of the absence of connection between its western and eastern parts in Early Precambrian. Tectonophysical materials support the data of paleomagnetism on the clockwise 90 degrees rotation of the Shield together with the East European platform (EEP) as to rotation axis of the Earth during Phanerozoic. Large listric fault zones going to 100 and more km as well as low-angle crust faults which formation accompanied the process of collision of megastructures of Fennoscandia and Sarmatia were established by deep seismic sounding. The data of seismotomography indicate the lowangle dipping of relatively high-velocity lithosphere of southwestern edge of EEP under relatively low-velocity lithosphere of the adjacent plates. The obtained data testify the fact that the processes of USh crust and mantle formation took place under the action of plate tectonics mechanisms. And it would be overbold at the same time to use the whole set of plate tectonics mechanisms, for example, spreading, formation of oceanic crust, island arches, subduction etc. to the narrow band of the shield as some geologists do. Predominant horizontally shearing type of the most steeply-falling Early Precambrian fault zones of the USh testify the fact that that these zones were transform ones and were formed as a result of the processes of spreading and collision happened outside the Ush.

На основе тектонофизического анализа комплексной геофизической 3D модели Украинского щита (УЩ), созданной в Институте геофизики НАН Украины, рассмотрены геодинамические особенности щита от раннего докембрия до фанерозоя. По материалам тектонофизических исследований установлено, что зоны разломов УЩ, заложенные в неоархее и палео-протерозое, представляли собой крупные зоны сдвига, возникшие под действием тангенциальных сил. Кинематика зон сдвига была разной в западных и восточных мегаблоках щита, из чего сделан вывод об отсутствии связи между ними в раннем докембрии. Тектонофизическими материалами подтверждаются данные палеомагнетизма о повороте щита вместе с Восточно-Европейской платформой (ВЕП) в течение фанерозоя по часовой стрелке на 90º относительно оси вращения Земли. Глубинным сейсмическим зондированием установлены крупные листрические зоны разломов, уходящие на глубину 100 км и более, а также пологие коровые разломы, формирование которых сопровождало процесс коллизии мегаструктур Фенноскандии и Сарматии. Данные сейсмотомографии указывают на пологое погружение относительно высокоскоростной литосферы юго-западного края ВЕП под относительно низкоскоростную литосферу смежных плит. Полученные данные свидетельствуют о том, что формирование коры и мантии УЩ происходило под воздействием механизмов тектоники плит. Вместе с тем было бы слишком смелым применять весь набор плитотектонических механизмов, например, спрединг, формирование океанической коры, островных дуг, субдукцию и т.д., к узкой полосе щита, как это делают некоторые геологи. В соответствии с преобладающим горизонтальносдви-говым типом большинства крутопадающих раннедокембрийских зон разломов УЩ, эти зоны были трансформными и образовались в результате процессов спрединга и коллизии за пределами УЩ.