Seismic visualization of plumes and super-deep fluids in mantle under Ukraine

Abstract

Введение. Согласно существующим в настоящее время представлениям [До-брецов, 2010; Хаин, 2010], новая концеп-ция глобальной геодинамики (тектоника) Земли включает в себя: а) тектонику плит, определяемую кон-векцией в верхней и нижней мантии и вза-имодействием астеносферы и литосферы; б) тектонику плюмов, зарождающихся на границе ядро-мантия и определяю-щих крупные магматические провинции (LIP), или горячие поля, по определению УДК 550.334 DOI: http://dx.doi.org/10.24028/gzh. 0203-3100.v39i4.2017.107506 Сейсмическая визуализация плюмов и сверхглубинных флюидов в мантии под территорией Украины © Т. А. Цветкова, И. В. Бугаенко, Л. Н. Заец, 2017Институт геофизики НАН Украины, Киев, Украина Поступила 25 мая 2017 г.Згідно з тривимірною Р-швидкісною моделлю мантії під Євразією, отриманою ме-тодом тейлорового наближення, проведено сейсмічну візуалізацію прояву мантійних плюмів і надглибинних флюїдних процесів. Як вихідні дані використано часи перших вступів Р-хвилі згідно з бюлетенями ISC за період 1964-2006 рр. Зона дослідження визначена в інтервалі (45-50° пн.ш.)×(23-48° сх.д.) до глибини 2500 км, в інтервалі (51-55° пн.ш.)×(23-48° сх.д.) до глибини 1700 км відповідно до використаної системи спостережень і охоплює мантію під Сарматією (у тому числі територією України) та її облямування. Визначено флюїдний домен як зону поширення низькошвидкісних неоднорідностей з нижньої та середньої мантії у верхню і розтікання по латералі верхнього завершення її центральної частини. Центральну, низькошвидкісну частину флюїдного домену визначено як плюм, тобто флюїдний домен є зоною, пов'язаною зі слідами проходження плюма.Мантія під територією України зазнає впливу Північноазовського, Волино-Оршанського і Центрально-Чорноморського плюмів та зон їх розтікання (флюїд-них доменів). Верхня мантія над центральною частиною як Північноазовського (до глибини 525 км), так і Волино-Оршанського флюїдного домену (до глибини 300 км) є високошвидкісною. З огляду на відсутність проявів виходів центральної зони флюїд-ного домену з нижньої мантії та наявність високошвидкісної верхньої мантії, можна очікувати, що обидві зазначені центральні зони, що пов'язані з проявом плюмів, пе-ребувають на стадії загасання. Центральні зони обох флюїдних доменів належать до зон зчленування тектонічних структур: Північноазовський приурочений до зчлену-вання Хоперського мегаблока Воронезького кристалічного масиву і Донбасу, Волино-Оршанський -до зчленування Курського мегаблока Воронезького кристалічного масиву, Оршанської западини (Волино-Оршанський авлакоген) і північно-західної частини Дніпрово-Донецької западини. У зоні розтікання як Північноазовського, так і Волино-Оршанського флюїдного домену виділено 12 надглибинних флюїдів.Ключові слова: сейсмічна томографія, Україна, Волино-Оршанський флюїдний домен, Північноазовський флюїдний домен, надглибинні флюїди.Л. П. Зоненшайна и М. И. Кузьмина [Зо-неншайн, Кузьмин, 1993]; в) космические факторы, определяю-щие прежде всего изменения солнечной радиации и вариации климата (циклы Ми-ланковича).В свою очередь, развитие...

Contrasting lithospheric geophysical structure of the Black Sea subbasins: Relevance to testing geotectonic models for this mega depression

“…The aim of this work is to analyze the data on the parameters of the modern BSB lithosphere obtained by us [Starostenko et al, 2015] and other researchers [Nikishin et al, 2015;Tsvetkova et al, 2017;Makarenko et al, 2021] in terms of their use as indicators of age and driving mechanisms of subbasin opening.…”

“…Parameters of the lithosphere. The generalization of the parameters of the modern lithosphere of the Western and Eastern subbasins (Table 2) was performed according to our data [Starostenko et al, 2015;Rusakov, Pashkevich, 2017;Kutas, 2020] using data on the depth of the acoustic basement [Nikishin et al, 2015] and velocity characteristics of the subcrustal mantle [Tsvetkova et al, 2017].…”

Seismic tomography of the mantle and primary hydrogen deposits in the Dnieper-Donetsk basin

“…1. The position of the DDV in the structure of the Precambrian basement of Sarmatia according to[ Galetskiy, 1992] and its segmentation according to[Starostenko , Rusakov, 2015;Starostenko et al, 2017] with carried mantle plumes and superdeep fluids[Tsvetkova et al, 2017]: 1 -the border of the Dnieper-Donetsk depression; 2 -intersegmental faults of the depression (П-Пр -Pereyaslav-Khmelnitsky-Priluksky, В-Лг -Verkhovtsevsko-Lgovsky; 3 -faults (аintereoblock , б -intermegablock , в -interblock); 4 -suture zones of the first (a) and second ( б ) rank; 5 -transregional tectonic seams (Х-См -Kherson -Smolensk , Д-Бр -Donetsk-Bryansk); 6, 7 -kinematic types of faults (6 -thrust faults , 7 -strike-slip faults); 8 -isolines of the depth of the Moho section (km); 9 -state border. Letters in circles -the main segments within the DDD: Чн -Chernigovsky, Лх -Lokhvitsky, Iз -Izyumsky, Дб -Donbass.…”

Prospects for exploration of hydrogen fields in riftogene structures of platforms (the case of the Dnieper-Donets Aulacogene)

“…The re-vealed location of zones of superdeep fluid activation in the mantle indicates their relationship with the existence of oil-and-gas and probably hydrogen accumulations in the Dnieper-Donets Depression. Dr. Tatiana Tsvetkova and her colleagues [Tsvetkova et al, 2017[Tsvetkova et al, , 2020 have shown that not only plumes but also individual upward flows of deep fluid could be distinguished in the mantle beneath the platform. In particular, the Volyn-Orsha plume and four fluid flows (f2, f3, f4, f12) were distinguished in the vicinity of the Dnieper-Donets Rift (Fig.…”