МОДЕЛЮВАННЯ ВИГИНУ ЛІТОСФЕРИ ДЛЯ ЗАХОДУ УКРАЇНИ - Тектоніка зони зчленування Східно-Європейської платформи та Українських Карпат

У розділі наведено результати моделювання вигину літосфери західної частини України, виконаного вздовж трьох регіональних профілів. Ці профілі вибрані так, щоб збігались з іншими профілями, де отримано дані про глибинну будову, пробурені свердловини, проведено геофізичні дослідження в свердловинах. У першій частині розділу розглянуто принципи моделювання, типи використовуваних моделей. У роботі використана модель пружної літосфери та обгрунтовано вибір цієї реологічної моделі. Внаслідок континентальної колізії літосфера може бути розламана. Крім літостатичного навантаження орогену, що насувається, та осадів плита зазнає дії глибинних сил, що прикладені до її краю. Врахування цих сил дає ліпші результати моделювання. Важливим моментом у вивченні вигину літосфери є моделювання гравітаційних аномалій та порівняння їх зі спостереженими. Модель опускання літосфери грунтується на двовимірній моделі згину тонкої пластини, що перекриває нев'язкий флюїд (астеносферу). Вигин тонкої пластини є функцією вертикального навантаження, викликаного вагою насувів та осадів, або іншими видами перерозподілу мас, горизонтальної сили та ефективної пружної потужності, що може змінюватись у латеральному напрямі. Диференціальне рівняння четвертого порядку, що описує вигин розв'язано числовим методом найменших квадратів. Моделювання виконано із застосуванням програми "Кобра", автором якої є Р. Зутемеєр (Нідерланди). Для розв'язування сформульованої задачі зібрано опубліковані та неопубліковані дані стосовно трьох регіональних профілів (див. рисунок). Опубліковані дані отримано з топографічних карт масштабу 1 : 200 000; Структурно-тектонічної карти заходу України. Інші дані охоплюють положення розділу Мохо. Загальноприйняті використані параметри - густина мантії, кори, води та осадових утворень. Неопубліковані дані - це гравітаційні аномалії та положення фундаменту Передкарпатського прогину за геофізичними даними. Положення фундаменту намагалися контролювати даними зі свердловин. Процедура моделювання вигину літосфери полягала в побудові теоретичних кривих опускання фундаменту басейну вздовж профілів. Додатковим елементом моделювання було обчислення для теоретичного профілю опускання значень гравітаційних аномалій і порівняння їх зі спостереженими.

Для профілю № 3, окрім обчислення опускань та гравітаційного моделювання змодельовано напруження, що виникають під час згину пружної частини літосфери, та досліджено їхній вплив на тектонічні процеси, що в цьому випадку відбуваються.

Результати по трьох профілях засвідчують, що навантаження покривів, осадів та води не можуть спричинити опускання, яке простежується в сучасній структурі зони переходу від платформи до складчастої зони. Наприклад, отримана ефективна пружна потужність для профілю № 1 становить 20 км, а в районі опускання вона зменшується до 5-7 км. Значення вертикальної перерізувальної сили - 0,9 1013 Н/м. Подібні результати отримані для профілю № 2. Мінімальне значення ефективної пружної потужності - 5 км. Для профілю № 3 топографічні висоти (максимальні) становлять 1150 м у гірській частині, 340 м на платформі та 300 м у зовнішній зоні Передкарпатського прогину. Для цього профілю характерні найменші значення гравітаційних аномалій - 109,2 мГал. Отримані результати, що найліпше збігаються з кривизною вигину літосфери для цього профілю складають 0,7-1012 Н/м, а найменше значення ефективної пружної потужності - 5 км. Значення змодельованих напружень вигину для цього профілю - 4 ГПа.

Фундамент, що круто занурюється під Карпати можна пояснити наявністю ослабленої літосфери, що виражена в низьких значеннях ефективної пружної потужності (від 16 до 5 км). Мала товщина літосфери в досліджуваному районі, можливо, зумовлена її вигином. Найбільше ослаблена частина літосфери, що збігається з найменшими значеннями ефективної пружної потужності, пов'язана з районами максимального згину літосфери. Передбачувані напруження як функція моменту згинання та ефективної пружної потужності катастрофічно зростають під зовнішніми частинами Українських Карпат, цим пояснюють реактивацію старших розломів у фундаменті Передкарпатського прогину. Ми припускаємо, що скиди були реактивовані під впливом напружень, які виникли під час згину літосфери. Результати моделювання чітко засвідчують, що деформація плити контрольована значеннями ефективної пружної потужності.

Порівняльний тектонічний аналіз Передкарпаття з іншими перед гірськими районами, передусім польської частини, та отримані результати моделювання дають підстави висловити припущення, що розвиток Українських Зовнішніх Карпат та їхнього передового прогину був пов'язаний із континентальною зоною субдукції, що відступає.

Похожие статьи




МОДЕЛЮВАННЯ ВИГИНУ ЛІТОСФЕРИ ДЛЯ ЗАХОДУ УКРАЇНИ - Тектоніка зони зчленування Східно-Європейської платформи та Українських Карпат

Предыдущая | Следующая