Мобильно-проницаемые зоны в фундаменте северо-восточной части Балтийского щита и условия их локализации

Abstract

На прикладі Кольського регіону виконано тектонофізичне моделювання, що дало змогу виділити структури, які дренують підняття мантійних основних—ультраосновних магм. Дослідження здійснено на основі числового моделювання з метою реконструкції зон підвищеної проникності фундаменту, які сформувались у пізньому археї та зумовили локалізацію тектономагматичних процесів у регіоні. Побудовано кількісні моделі напружено-деформованого стану земної кори регіону з урахуванням її еволюційного розвитку. Північно-східну частину Балтійського щита розглянуто як неоднорідне пружне тіло, що зазнає дії об’ємних сил і заданих напружень на межі. Розв’язано крайову задачу в напруженнях. Уперше запропоновано використовувати розрахунки градієнтних полей напружень для виділення ослаблених зон у фундаменті. Розглянуто два етапи архейського періоду розвитку Кольського регіону. Згідно з аналізом результатів числового експерименту, закладення ослаблених зон у фундаменті Кольського мегаблока, які визначили місцеположення зеленокам’яних поясів Колмозеро-Воронья і Терсько-Аллареченський, відбулося раніше, ніж у північній частині Біломорського мегаблока, яка охоплює територію поширення Йонського зеленокам’яного поясу. Розроблені методи можуть бути застосовані як методи експрес-діагностики, що дає змогу виділяти ослаблені зони у фундаменті та оцінювати їх ступінь проникності з мінімальними витратами часу й ресурсів.

On the example of the Kola region tectonophysical simulation has been performed, which provided discrimination of the structures draining the uplift of mantle basic-ultrabasic magmas. The research has been carried out on the basis of numerical simulation to reconstruct the zones of high permeability of the basement, which were formed in the Late Archean and predetermined the localization of tectonic magmatic processes in the region. For this purpose, quantitative models have been plotted of the strained-deformed state of the Earth’s crust of the region taking into consideration its evolutionary development. The northeastern part of the Baltic Shield is treated as a non-uniform elastic body affected by volume forces and stresses specified at the boundary. The boundary value problem has been solved in terms of stresses. For the first time it is proposed to apply calculations of gradient stress fields to identify weakened zones in the basement. Two stages of the Archean period in the Kola region have been considered. Analysis of the results of numerical experiment conducted shows that the inception of the weakened zones in the Kola megablock basement, which predetermined location of the Kolmozero-Voronja and Tersky- Allarechka greenstone belts, occurred earlier than in the northern part of the Belomorian megablock involving the area of the Yona greenstone belt distribution. The methods elaborated can be applied as the ones of a rapid diagnosis to allocate the weakened zones in the basement and evaluate their permeability degree with the minimum time and resources required.

На примере Кольского региона выполнено тектонофизическое моделирование, что позволило выделить структуры, дренирующие подъем мантийных основных-ультраосновных магм. Исследования осуществлены на базе численного моделирования в целях реконструкции зон повышенной проницаемости фундамента, сформировавшихся в позднем архее и предопределивших локализацию тектономагматических процессов в регионе. Построены количественные модели напряженно-деформированного состояния земной коры региона с учетом ее эволюционного развития. Северо-восточная часть Балтийского щита рассматривается как неоднородное упругое тело, подверженное действию объемных сил и заданных напряжений на границе. Решена краевая задача в напряжениях. Впервые предлагается использовать расчеты градиентных полей напряжений для выделения ослабленных зон в фундаменте. Рассмотрены два этапа архейского периода развития Кольского региона. Анализ результатов численного эксперимента показал, что заложение ослабленных зон в фундаменте Кольского мегаблока, предопределивших местоположение зеленокаменных поясов Колмозеро-Воронья и Терско-Аллареченский, произошло раньше, чем в северной части Беломорского мегаблока, включающей область распространения Ёнского зеленокаменного пояса. Разработанные методы могут быть использованы как методы экспресс-диагностики, позволяющие выделять ослабленные зоны в фундаменте и давать оценки их степени проницаемости с минимальными затратами времени и ресурсов.