Integrated geological-geophysical characterization of the zone of the Kherson—Smolensk transregional tectonic suture — deep long-lived magma- and fluid-conducting channel

І. К. Пашкевич; О. М. Русаков

doi:10.24028/gzh.v43i5.244075

Автор(и)

І. К. Пашкевич Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна
О. М. Русаков Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24028/gzh.v43i5.244075

Ключові слова:

трансрегіональний шов Херсон—Смоленськ, неоднорідності кристалічної кори, магматизм Українського щита і Дніпровсько-Донецької западини, зона низьких швидкостей кристалічної кори, дегазація мантії, абіогенні вуглеводні

Анотація

Установлено, що трансрегіональний шов Херсон—Смоленськ розміщується між великими меридіональними розломами кристалічної кори Українського щита у смузі завширшки 50—70 км і розділяє дві мікроплити з різним складом докембрійського фундаменту. Шов простежується підкоровою неоднорідністю в літосфері й підкоровій мантії проявом надглибинних флюїдів і зміною рельєфу головної геодинамічної границі. Він контролює великі багатофазні магматичні масиви Українського щита і прояв основного мафічного магматизму Дніпровсько-Донецької западини, вік яких зменшується з півдня на північ від раннього протерозою на щиті до девону в западині. По обидва боки від шва кристалічна кора різниться за комплексом параметрів, зокрема і зони знижених швидкостей у районі Новокостянтинівського рудного поля Українського щита на схід від шва, де за даними ГСЗ її максимальна товщина у верхній корі становить 10—15 км. Зона, ймовірно, є джерелом проявів абіогенного водню, зафіксованих під час проведення гірничих робіт на рудному полі. Шов Херсон—Смоленськ, будучи трансрегіональною мантійною структурою, об’єднує існуючий прояв вуглеводнів на Українському щиті з перспективними вуглеводневими ділянками Дніпровсько-Донецької западини. Наявність неоднорідностей кристалічної кори і верхів мантії дає вагомі підстави обґрунтовано характеризувати трансрегіональний тектонічний шов Херсон—Смоленськ як потужний мантійний довгоіснуючий магматичний і флюїдопідвідний канал, з яким безпосередньо пов’язані рудопрояви і сучасна дегазація, зокрема метану — основного парникового газу.

Посилання

Valyaev, B. M. (2013). From the genesis of traditional to the genesis of traditional and unconventional accumulations and resources of hydrocarbons. Electronic scientific journal «Georesources, Geoenergy and Geopolitics», (1). Retrieved from http://oilgasjournal.center.ru/archive/issue/details/1356/1490 (in Russian).

Haiovskyi, O. V., Bekesha, S. N., Syvko, Ye. M., & Yatsenko, H. M. (2019). Geology and lithological and structural conditions of brecciated rocks localization of the central part of the Ukrainian Shield (as an example of the Hruzs¬ke field of pipe-like bodies). Geofizicheskiy

Zhurnal, 41(6), 93—110. https://doi.org/10. 24028/gzh.0203-3100.v41i6.2019.190068 (in Russian).

Garkusha, D. N., & Fedorov, Yu. A. (2019). Global methane emissions from geological sources. International research journal, 3(81). http://doi/org/10.23670.IRJ.2019.81.3.006 (in Russian).

Gintov, O. B., & Mychak, S.V. (2011). Geodynamic development of the Ingul megablock of the Ukrainian Shield for geological-geophysical and tectonophysical data. I. Geofizicheskiy Zhurnal, 33(3), 102—118. https://doi.org/ 10.24028/gzh.0203-3100.v33i3.2011.116932 (in Russian).

Dmitrievskiy, A. N. (2009). Energy, dynamics and degassing of the Earth.Electronic scientific journal «Georesources, Geoenergy and Geopolitics», (1). Retrieved from http://oilgasjournal.ru/2009-1/1-rubric/dmitrievsky-energ (in Russian).

Starostenko, V. I., & Gintov, O. B. (Eds.). (2013). Kirovograd ore region. Deep structure. Tectonophysical analysis. Deposits of ore minerals. Kiev: Prastye Ludy, 499 p. (in Russian).

Korchin, V. A., Burtnyi, P. A., & Karnaukhova, E. E. (2020). The density of magmatic, ultrametamorphic rocks of the Ukrainian Shield in model deep conditions of the Earth’s crust (experimental data). Geofizicheskiy Zhurnal, 42(5), 148—171. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v42i5.2020.215078 (in Russian).

Korchin, V. A., Burtnyi, P. A., Kobolev, V. P., Rusakov, O. M., Voloshin, L. N., & Alyabyev, A. Ya. (1998). Seismoacoustic studies of gas-emitting structures of the bottom of the north-western part of the Black Sea. Geofizicheskiy Zhurnal, 20(5), 110—117 (in Russian).

Korchin, V. A., & Rusakov, O. M. (2019). A thermobaric mechanism for the formation of low velocity zones in the crystalline crust of the northwestern Black Sea shelf: a new type of traps for abiogenic methane. Geofizicheskiy Zhurnal, 41(2), 99—111. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i2.2019.164456 (in Russian).

Levashov, S. P., Yakimchuk, N. A., & Korchagin, I. N. (2010). On the possibility of mapping hydrocarbon accumulations in crystalline rocks by geoelectric methods. Geoinformatika, (1), 22—32 (in Russian).

Muslimov, R. Kh., Trofimov, V. A., Plotnikova, I. N., Ibattulin, R. R., & Goryunov, E. Yu. (2019). The role of deep degassing of the Earth and the crystalline basement in the formation and natural replenishment of oil and gas reserves. Kazan, 264 p. (in Russian).

Nechaev, S. V., Gintov, O. B., & Mychak, S. V. (2019). On the relationship between the rare-earth — rare-metal and gold ore mineralization and fault-block tectonics of the Ukrainian Shield. 1. Geofizicheskiy Zhurnal, 41(1), 3—32. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i1.2019.158861 (in Russian).

Pavlenkova, N. I. (2006). Fluid regime of the Earth’s upper shells according to geophysical data. The problem of global geodynamics. Proceedings of the All-Russian Symposium «Deep Fluids and Geodynamics» (Moscow, November 19—21, 2003) (pp. 201—218). Moscow: Edition of the Geological Institute of the Russian Academy of Sciences (in Russian).

Pashkevich, I. K., & Bakarzhieva, M. (2013). 3D magnetic model of the Korsun-Novomirgorod pluton and its geological interpretation. Geofizicheskiy Zhurnal, 35(4), 115—126. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v35i4.2013.111427 (in Russian).

Pashova, N. T., Krivosheya, V. A., Marina, N. V., & Fedorchuk, N. I. (2013). Ring structures of the northern coastal zone of DDZ нні deep migration channels BB — analogs «GASHIMNEY». Black Sea test site for studying the geodynamics and fluid dynamics of the formation of oil and gas fields. Abstracts of the XI International Conference «Crimea-2013» (pp. 32—33). Simferopol (in Russian).

Senin, B. V. (2012). Report on the program of marine scientific works «Study of the geological structure of pre-Cenozoic sediments and the deep structure of the Black Sea basin», (Ukrainian sector). Gelendzhik (in Russian).

Starostenko, V. I., Lukin, A. E., Rusakov, O. M., Pash¬kevich, I. K., Kutas, R. I., Gladun, V. V., Le-bed, T. V., Maksimchuk, P. Ya. Legostaeva, O. V., Makarenko, I. B. (2012). On the pros¬pects for the discovery of massive hydrocarbon deposits in the heterogeneous traps of the Black Sea. Geofizicheskiy Zhurnal, 34(5), 3—21. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i5.2012.116660 (in Russian).

Starostenko, V. I., Lukin, A. E., Tsvetkova, T. A., & Shumlyanskaya, L. E. (2014). Geofluids and up-to-date display of activization of the Ingul megablock of the Ukrainian Shield. Geofizicheskiy Zhurnal, 36(5), 3—25. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100/v36i5.111567 (in Russian).

Starostenko, V. I., Kuprienko, P. Ya., Makarenko, I. B., Savchenko, A. S., & Legostaeva, O. V. (2015). Density heterogeneity of the Earth’s crust of the Ingul megablock of the Ukrainian Shield according to the data of three-di¬men¬si¬onal gravity modeling. Geofizicheskiy Zhurnal, 37(3), 3—21. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v37i3.2015.111089 (in Russian).

Starostenko, V. I., & Rusakov, O. M. (Eds.). (2015). Tectonics and hydrocarbon potential of the crystalline basement of the Dnieper-Donetsk depression. Kiev: Galaktika, 212 p. (in Russian).

Hurskyy, S. (Ed.). (2007). Tectonic map of Ukraine. M-b 1:1 000 000. Kyiv: Publication of the Ministry of Environmental Protection of Ukraine, State Geological Survey (in Ukrainian).

Tsvetkova, T. A., Bugaenko, I. V., & Zayats, L. N. (2019). The main geodynamic border and seismic visualization of plumes under the East European Platform. Geofizicheskiy Zhurnal, 41(1), 137—152. https://doi.org/ 10/24028/gzh.0203-3100.v41i1/2019/158868 (in Russian).

Tsvetkova, T. A., Bugaenko, I. V., & Zayats, L. N. (2017). Seismic visualization of plumes and super-deep fluids in mantle under Ukraine. Geofizicheskiy Zhurnal, 39(4), 42—54. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v39i4.2017.107506 (in Russian).

Shestopalov, V. M., Lukin, A. E., Zgonnik, V. A., Makarenko, A. N., Larin, N. V., & Boguslavskiy, A. S. (2018). Essays on the degassing of the Earth. Kiev: Itek-service, 232 p. (in Russian).

Starostenko, V. I., Janik, T., Gintov, O. B., Lysynchuk, D. V., Środa, P., Czuba, W., Kolomiets, E. V.,

Aleksandrovski, P., Omelchenko, V. D., Komminaho, K., Guterch, A., Tiira, T., Gryn, D. N., Legostaeva, O. V., Thybo, G., & Tolkunov, A. V. (2017a). Crustal and upper mantle velocity model along the DOBRE-4 profile from North Dobruja to the Central Region of the Ukrainian Shield: 1. Seismic data. Physics of the Solid Earth, 53(2), 193—204. https://doi.org/10.1134/S1069351317020124.

Starostenko, V. I., Janik, T., Gintov, O. B., Lysynchuk, D. V., Środa, P., Czuba, W., Kolomiets, E. V., Aleksandrovski, P., Omelchenko, V. D., Komminaho, K., Guterch, A., Tiira, T., Gryn, D. N., Legostaeva, O. V., Thybo, G., & Tolkunov, A. V. (2017б). Crustal and upper mantle velocity model along the DOBRE-4 profile from North Dobruja to the Central Region of the Ukrainian Shield: 2. Geotectonic interpretation. Physics of the Solid Earth, 53(2), 205—213. https://doi.org/10.1134/S1069351317020136.

Wilson, M., & Lyashkevich, Z. M. (1996). Magmatism and the geodynamics of rifting of the Pripyat-Dnieper-Donets rift, East European Platform. Tectonophysics, 268, 65—81. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(96)00234-X.

Yvon-Durocher, G., Allen, A. P., Bastviken, D., Conrad, R., Gudasz, C., St-Pierre, A., Thanh-Duc, N., del Giorgio, P. A. (2014). Methane flu¬x¬es show consistent temperature dependence across microbial to ecosystems scales. Nature, 507, 488—491. https://doi.org/10.1038/nature13164.