TTZ-SOUTH seismic experiment

T. Янік; В. Старостенко; П.  Александровський; Т.  Єгорова; В. Чуба; П. Срьода; Г. Муровська; Х. Заяць; К. Коломієць; Д.  Лисинчук; Д. Вуйцик; Д.  Мечі; А. Глушинські; В. Омельченко; O.  Легостаєва; А. Толкунов; T. Амашукелі; Д. Гринь; С.  Чулков

doi:10.24028/gzh.v43i2.230189

Автор(и)

T. Янік Інститут геофізики Польської академії наук, Польща
В. Старостенко Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна
П. Александровський Інститут геологічних наук, Вроцлавський університет; Польський геологічний інститут, Національний дослідницький інститут, Польща
Т. Єгорова Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна
В. Чуба Інститут геофізики Польської академії наук, Польща
П. Срьода Інститут геофізики Польської академії наук, Польща
Г. Муровська Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна
Х. Заяць Західнадрасервіс, Україна
К. Коломієць Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна
Д. Лисинчук Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна
Д. Вуйцик Інститут геофізики Польської академії наук, Україна
Д. Мечі Німецький дослідницький центр наук про Землю, Німеччина
А. Глушинські Польський геологічний інститут, Національний дослідницький інститут, Польща
В. Омельченко Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна
O. Легостаєва Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна
А. Толкунов Державне геофізичне підприємство «Укргеофізика», Україна
T. Амашукелі Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна
Д. Гринь Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна
С. Чулков Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24028/gzh.v43i2.230189

Анотація

Сейсмічний профіль TTZ-South із використанням заломлених та відбитих у закритичній зоні хвиль, відпрацьований 2018 р., перетинає південно-західний район України і південно-східний регіон Польщі. Профіль TTZ-South був спрямований на вивчення структури земної кори та верхньої мантії Транс’європейської шовної зони і південно -західного сегмента Східноєвропейського кратону (схилу Українського щита). Профіль завдовжки ~550 км (~230 км у Польщі і ~320 км на заході України) є продовженням раніше реалізованих проєктів у Польщі — профілю TTZ (1993 р.) і CEL03 (2000 р.). Глибинне сейсмічне зондування за профілем TTZ-South виконано з використанням 320 сейсмічних станцій TEXAN і DATA-CUBE, що дало змогу отримати сейсмічні записи високої якості з 11 пунктів вибуху (6 — в Україні і 5 — у Польщі). За програмою сейсмічної томографії перших вступів FAST по- будовано спрощену Р-швидкісну модель, що ґрунтується на інверсії часів пробігу перших вступів Р-хвиль. Отримане зображення демонструє попередню швидкісну модель, яка складається з осадового комплексу і кристалічної кори , що охоплює верхній, середній і нижній її шари. Поверхня поділу Мохо, яку апроксимовано ізо- лінією 7,5 км/с, розташована на глибині 45—47 км у центральній частині профілю, у північній (Радом-Лисогорський блок у Польщі) і південній (Волино-Подільська монокліналь в Україні) частинах профілю вона піднімається до глибин 40 та 37 км відповідно. Особливістю швидкісного розрізу є наявність високошвидкісних тіл, виявлених у діапазоні глибин 10—35 км. Подібні високошвидкісні тіла раніше були виявлені в корі Радом-Лисогорського блока. Тіла, що залягають на глибині 10 — 35 км, можуть бути алохтонними фрагментами спочатку єдиного масиву основних порід або окремими тілами основного складу, що проникли в кору в неопротеро- зої під час розколу суперконтиненту Родинія, який супроводжувався потужним рифтогенезом. Прояви рифтогенного магматизму відомі у північно-східній частині Волино-Подільської монокліналі, де на поверхню виходять вендські трапи.

Посилання

Gordienko, V.V., Zavgorodnyaya, O.V., Logvinov, I.M., & Tarasov, V.N. (2011). Evolution of the tectonosphere of the Volyn-Podolsk Plate. Geofizicheskiy Zhurnal, 33(6), 30-49. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v33i6.2011.116791 (in Russian).

Usenko, O.V. (2010). Deep processes and magmatic activity of the Volyn-Podolian plate. Geofizicheskiy Zhurnal, 32(3), 66-77. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v32i3.2010.117535 (in Russian).

Berthelsen, A. (1993). Where different geological philosophies meet: the Trans-European Suture Zone. Publications of the Institute of Geophysics, Polish Academy of Sciences, A-20 (255), 19-31.

Bogdanova, S.V., Gorbatschev, R., & Stephenson, R.A. (2001). EUROBRIDGE: Palaeoproterozoic Accretion of Fennoscandia and Sarmatia. Tectonophysics, 339(1-2), 1-237. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(01)00030-0.

Cohen, J.K., & Stockwell, J.W. Jr. (1997). CWP/SU: Seismic Unix Release 30: a free package for seismic research and processing. Golden: Center for Wave Phenomena, Colorado School of Mines.

Dadlez, R., Grad, M., & Guterch, A. (2005). Crustal structure below the Polish Basin: Is it composed of proximal terranes derived from Baltica? Tectonophysics, 411(1-4), 111-128. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2005.09.004.

Gorbatschev, R., & Bogdanova, S. (1993). Frontiers in the Baltic Shield. Precambrian Research, 64(1-4), 3-21. https://doi.org/10.1016/03019268(93)90066-B.

Grad, M. (2019). Podolian, Saxonian and baltic plates - Teisseyre-Tornquist Line and the edge of the East European Craton. Geochemistry, 79(3), 422-433. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2019.03.002.

Grad, M., Janik, T., Yliniemi, J., Guterch, A., Luosto, U., Komminaho, K., Środa, P., Hцing, K., Makris, J., & Lund, C-E. (1999). Crustal structure of the Mid Polish Trough beneath TTZ seismic profile. Tectonophysics, 314(1-3), 145-160. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(99)00241-3.

Grad, M., Guterch, A., Keller, G.R., Janik, T., Hegedьs, E., Vozбr, J., Ślączka, A., Tiira, T., & Yliniemi, J. (2006). Lithospheric structure beneath trans-Carpathian transect from Precambrian platform to Pannonian basin CELE-BRATION 2000 seismic profile CEL05. Journal of Geophysical Research, 111(B3), B03301. https://doi.org/10.1029/ 2005JB003647.

Guterch, A., & Grad, M. (2006). Lithospheric structure of the TESZ in Poland based on modern seismic experiments. Geological Quaternary, 50(1), 23-32.

Janik, T., Grad, M., Guterch, A., Dadlez, R., Yliniemi, J., Tiira, T., Keller, G. R., Gaczyński, E., & CELEBRATION 2000 Working Group. (2005). Lithospheric structure of the Trans-European Suture Zone along the TTZ & CEL03 seismic profiles (from NW to SE Poland). Tectonophysics, 411(1-4), 129-156. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2005.09.005.

Janik, T., Grad, M., Guterch, A., & CELEBRATION 2000 Working Group. (2009). Seismic structure of the lithosphere between the East European Craton and the Carpathians from the net of CELEBRATION 2000 profiles in SE Poland. Geological Quaternary, 53(1), 141-158.

Janik, T., Grad, M., Guterch, A., Vozбr, J., Bielik, M., Vozбrova, A., Hegedűs, E., Kovбcs, C.S., Kovбcs, I., Keller, G.R., & CELEBRATION 2000 Working Group. (2011). Crustal structure of the Western Carpathians and Pannonian Basin: seismic models from CELEBRATION 2000 data and geological implications. Journal of Geodynamics, 52(2), 97-113. https://doi.org/10.1016/j.jog.2010.12.002.

Malinowski, M., Żelaźniewicz, A., Grad, M., Guterch, A., Janik, T. & CELEBRATION 2000 Working Group. (2005). Seismic and geological structure of the crust in the transition from Baltica to Palaeozoic Europe in SE Poland - CELEBRATION 2000 experiment, profile CEL02. Tectonophysics, 401(1-2), 55-77. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2005.03.011.

Narkiewicz, M., Maksym, A., Malinowski, M., Grad, M., Guterch, A., Petecki, Z., Probulski, J., Janik, T., Majdański, M., Środa, P., Czuba, W., Gaczyński, E., & Jankowski, L. (2015). Transcurrent nature of the Teisseyre-Tornquist Zone in Central Europe: results of the POLCRUST-01 deep reflection seismic profile. International Journal of Earth Sciences, 104(3), 775-796. https://doi.org/10.1007/s00531-014-1116-4.

Narkiewicz, M., & Petecki, Z. (2019). Strefa Teisseyre’a-Tornquista - dawne koncepcje a nowe dane. Przegląd Geologiczny, 67(10), 837-848. https://doi.org/10.7306/2019.48.

Nawrocki, J., & Becker, A. (Eds.). (2017). Atlas geologiczny Polski. Warszawa: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy.

Pharaoh, T.C. (1996). Trans-European Suture Zone: phanerozoic accretion and evolution of contrasting continental lithospheres. In D.G. Gee, & H.J. Zeyen. Lithosphere dynamics: origin and evolution of continents (pp. 41-54). Uppsala: Europrobe secretariate.

Pharaoh, T.C., Winchester, J.A., Verniers, J., Lassen, A., & Seghedi, A. (2006). The western accretionary margin of the East European Craton: an overview. In D.G. Gee & R.A. Stephenson (Eds.), European Lithosphere Dynamics (Vol. 32, pp. 291-311). Geol. Soc., London, Memoirs.

Pease, V., Daly, J.S., Elming, S.-A., Kumpulainen, R., Moсzydłowska, M., Puchkov, V., Roberts, D., Saintot, A., & Stephenson, R. (2008). Baltica in the Cryogenian, 850-630 Ma. Precambrian Research, 160(1-2), 46-65. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2007.04.015.

Powell, C.M., Li, Z.X., McElhinny, M.W., Meert, J.G., & Park, J.K. (1993). Paleomagnetic constraints on timing of the Neoproterozoic breakup of Rodinia and the Cambrian formation of Gondwana. Geology, 21(10), 889-892. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1993)021%3C0889:PCOTOT%3E2.3.CO;2.

Sliaupa, S., Fokin, P., Lazauskiene, J., & Stephenson, R.A. (2006). The Vendian-Early Palaeozoic sedimentary basins of the East European Craton. In D.G. Gee & R.A. Stephenson (Eds.), European Lithosphere Dynamics (Vol. 32, pp. 449-462). Geol. Soc., London, Memoirs. https://doi.org/10.1144/GSL.MEM.2006.032. 01.28.

Środa, P., Czuba, W., Grad, M., Guterch, A., Tokarski, A., Janik, T., Rauch, M., Keller, G.R., Hegedьs, E., Vozбr, J., & CELEBRATION 2000 Working Group. (2006). Crustal and upper mantle structure of the Western Carpathians from CELEBRATION 2000 profiles CEL01 and CEL04: seismic models and geological implications. Geophysical Journal International, 167(2), 737-760. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2006. 03104.x.

Starostenko, V., Janik, T., Kolomiyets, K., Czuba, W., Środa, P., Grad, M., Kovбcs, I., Stephenson, R., Lysynchuk, D., Thybo, H., Artemieva, I.M., Omelchenko, V., Gintov, O., Kutas, R., Gryn, D., Guterch, A., Hegedьs, E., Komminaho, K., Legostaeva, O., Tiira, T., & Tolkunov, A. (2013). Seismic velocity model of the crust and upper mantle along profile PANCAKE across the Carpathians between the Pannonian Basin and the East European Craton. Tectonophysics, 608, 1049-1072. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2013.07.008.

Teisseyre, W. (1893). Całokształt płyty paleozoicznej Podola galicyjskiego. Rzecz o przyszłych wierceniach głębokich na Podolu opolskiem. Kosmos - Czasopismo Polskiego towarzystwa przyrodnikуw imienia Kopernika, 18, 319-336.

Teisseyre, W. (1903). Der palдozoische Horst von Podolien und die ihn umgebenden Senkungsfelder. Beitrдge zur Palдontologie und Geologie Цsterreich-Ungarns und des Orients, 15, 101-126.

Tornquist, A. (1908). Die Feststellung des Sьdwesttrendes des baltisch-russischen Schildes und die geotektonische Zugehцringheit der ost-preussischen Scholle. Schr. Phys.-Цkon. Ges. Kцnigsberg, 49(1), 1-12.

Tornquist, A. (1910). Geologie von Ostpreussen. Berlin: Verlag von Gebrьder Borntraeger.

Wessel, P., & Smith, W.H.F. (1995). New version of the Generic Mapping Tools. EOS, Transactions, American Geophysical Union, 76(33), 329. https://doi.org/10.1029/95EO00198.

Winchester, J.A., Pharaoh, T.C., & Verniers, J. (2002). Paleozoic Amalgamation of Central Europe: an introduction and synthesis of new results from recent geological and geophysical investigations. In J.A. Winchester, T.C. Pharaoh & J. Verniers (Eds.), Paleozoic Amalgamation of Central Europe (Vol. 201, pp. 1-18). Geol. Soc. London Spec. Publ.

Zelt, C.A., & Barton, P.J. (1998). Three-dimensional seism in refraction tomography: A compare son of two methods applied to data from the Faeroe Basin. Journal of Geophysical Research, 103(B4), 7187-7210. https://doi.org/10.1029/97JB03536.