Контрастна геофізична будова літосфери суббасейнів Чорного моря: тестування геотектонічних моделей цієї мегадепресії
DOI:
https://doi.org/10.24028/gj.v45i1.275178Ключові слова:
Чорне море, cуббасейни, рифтові типи кори, розломи кристалічної кори, тектонічна еволюція, літосфераАнотація
Представлено комплексний аналіз результатів інтерпретації даних магнітного, гравітаційного, теплового полів, глибинного сейсмічного зондування і сейсмічної томографії. Він вперше демонструє, що суттєві відмінності геофізичних параметрів літосфери Західного та Східного Чорноморських суббасейнів існують від дорифтової стадії. Набір розглянутих параметрів, відповідальних за формування сучасної літосфери, включає типи кори, глибини до акустичного фундаменту, конфігурацію суббасейнів, глибини до Мохо, рельєф границі термоастеносфери (ЛАГ), простягання основних глибинних розломів кристалічної кори, їхні кінематичні типи, лінійні магнітні аномалії, швидкісну картину підкорової мантії. Параметри літосфери є індикаторами віку, геодинаміки та механізмів розкриття суббасейнів. Простягання рельєфу Мохо під кутом один до одного в суббасейнах і передрифтової Стамбульської зони і хребта Шатського, різнонаправлені простягання глибинних розломів обох суббасейнів указують на відмінну будову літосфери від дорифтової стадії. Одесько-Синопська зона глибинних розломів як безпосереднє продовження Голованівської сутури Українського щита і його схилу є докембрійського віку і може бути тектонічною межею між двома сегментами дорифтової континентальної кори і майбутніми суббасейнами. Наведено приклади як параметри літосфери підтверджують базові ідеї геодинаміки Чорного моря
Посилання
Ates, A., Blim, F., Buyuksarac, A., Aydemir, A., Bektas, O., & Aslan, Y. (2012). Crustal structure of Turkey from aeromagnetic, gravity and deep seismic reflection data. Surveys in Geophysics, 33(5), 869—885. https://doi.org/10.1007/s10712-012-9195-x.
Banks, C.L., & Robinson, A.G. (1997). Mesozoic strike-slip back-arc basin of the Western Black Sea region. In Regional and Patroleum Geology of the Black Sea and Surrounding Region (pp. 53—62). AAPG Memoir 68.
Chekunov, A.V. (1987). Problems of the Black Sea Depression. Geofizicheskiy Zhurnal, 9(4), 3—25 (in Russian).
Chekunov, A.V. (Ed.). (1992). Scheme of the lithosphere deep structure of the south-west part of the East-European platform. Kiev: Goscomgeologia, 6 p. (in Russian).
Çinku, M.C, Hisarli, Z.M., Orbay, N., Ustaömer, T., Hirt, A.M., Kravchenko, S., Rusakov, O., & Sayın, N. (2013). Evidence of Early Cretaceous remagnetization in the Crimean Peninsula: a palaeomagnetic study from Mesozoic rocks in the Crimean and Western Pontides, conjugate margins of the Western Black Sea. Geophysical Journal International, 195, 821843. https://doi.org/10.1093/gji/ggt260.
Cloetingh, S., Spadini, G., Van Wees, J.D., & Beekman, F. (2003). Thermo-mechanical modelling of the Black Sea Basin deformation. Sedimentary Geology, 156, 169—184. https://doi.org/10.1016/S0037-0738(02)00287-7.
Eyuboglu, Y., Santosh, M., Dudas, F.O., Akarya, I.E., Chung, S.-L., Akdağ, K., & Bektaş, O. (2012). The nature of transition from adakitic to non-adakitic magmatism in a slab window setting: A synthesis from the Eastern Pontides, NE Turkey. Geosciences Frontiers, 4(4), 353—375. http://dx.doi.org/10.1016/j.gsf.2012.10.001.
Finetti, I., Bricchi, G., Del Ben, A., Pipan, M., & Xuan, Z. (1988). Geophysical study of the Black Sea. Bolletino di Geofisica Teorica ed Applicata, 117-118, 197—324.
Gintov, O.B. (2015). Problems of geodynamics of the Ukrainian Shield in the Precambrian. Geofizicheskiy Zhurnal, 37(5), 3—22 (in Russian). https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v37i5.2015.111142.
Golonka, J. (2004). Plate tectonic evolution of the southern margin of Eurasia in the Mesozoic and Cenozoic. Tectonophysics, 381(1), 235—273. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2002.06.004.
Graham, R., Kaymakci, N., & Horn, B.W. (2013). The Black Sea: Something different? Geo ExPro, October (pp. 60—61).
Gürbüz, A. (2010). Geometric characteristics of pull apart basins. Lithosphere, 2(3), 199—206. https://doi.org/10.1130/L36.1.
Kobolev, V.P. (2003). Geodynamic model of the Black Sea megadepression. Geofizicheskiy Zhurnal, 25(2), 15—35 (in Russian).
Kravchenko, S.N., Orliuk, M.I., & Rusakov, O.M. (2003). A new approach to the inter-pretation of the West Black Sea magnetic anomaly. Geofizicheskiy Zhurnal, 25(2), 135—144 (in Russian).
Kutas, R.I. (2020). Geotectonic and geothermal conditions of the gas discharge zones in the Black Sea. Geofizicheskiy Zhurnal, 42(5), 16—52. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v42i5.2020.215070 (in Russian).
Liu, Y., & Konietzky, H. (2018). Particle-based modeling of pull-apart basin development. Tectonics, 37, 343—358. https://doi.org/10.1002.
Makarenko, I.B., Starostenko, V.I., Kuprienko, P.Ya., Savchenko, O.S., & Legostaeva, O.V. (2021). Heterogeneity of the Earth’s crust of Ukraine and adjacent regions inferred from 3D gravity modelling. Kyiv: Naukova Dumka, 204 p. (in Ukrainian).
McKenzie, D. (1978). Some remarks on the development of sedimentary basins. Earth and Planetary Science Letters, 40(1), 25—32. https://doi.org/10.1016/0012-821X(78)90071-7.
Meijers, M.J.M., Kaymakci, N., van Hinsbergen, D.J.J., Langereis, C.G., Stephenson, R.A., & Hippolyte, J.C. (2010a). Late Cretaceous to Paleocene oroclinal bending in the central Pon¬tides (Turkey). Tectonics, 29(4), TC4016. https://doi.org/10.1029/2009TC002620.
Meijers, M.J., Langereis, C.G., van Hinsbergen, D.J.J., Kaymakci, N., Stephenson, R.A., & Altıner, D. (2010b). Jurassic-Cretaceous low paleolatitudes from the circum-Black Sea region (Crimea and Pontides) due to True Polar Wander. Earth and Planetary Science Letters, 296(3-4), 210—226. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2010.04.052.
Meredith, D.J. & Egan, S.S. (2002).The geological and geodynamic evolution of the eastern Black Sea: insights from 2-D and 3-D tectonic modelling. Tectonophysics, 350(2), 157—179. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(02)00121-X.
Molnar, P. (2015). Plate Tectonics. A very Short Introduction. Oxford: Oxford University Press, 136 p.
Nikishin, A.M., Korotaev, M.V., Ershov, A.V., & Brunet, M.F. (2003). The Black Sea basin: tectonic history and Neogene–Quaternary rapid subsidence modelling. Sedimentary Geology, 156(1-4), 149—168. https://doi.org/10.1016/S0037-0738(02)00286-5.
Nikishin, A.M., Okay, A, Tüysüz, O., Demirer, A., Wannier, M., Amelin, N., Petrov, E. (2015). The Black Sea basins structure and history: New model based on new deep penetration re¬gional seismic data. Part 1: Basins structure and fill. Marine and Petroleum Geology, 59, 656—670. http://dx.doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2014.08.017.
Okay, A., & Nikishin, M. (2015). Tectonic evolution of the southern margin of Laurasia in the Black Sea region. International Geology Review, 10511076. http://dx.doi.org/10.1080/00206814.2015.1010609.
Okay, A.I., & Görür, N. (2000). Kinematic tectonic evolution models for the Black Sea and its effect on the surrounding regions. AAPG Search and Discovery Article #90024©2000 AAPG Regional International Conference, Istanbul, Turkey, July 9—12, 2000.
Okay, A.I., Şengör, A.M.C., & Görür, N. (1994). Kinematic history of the opening of Black Sea and its effect on surrounding regions. Geology, 22(3), 267—270. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1994)022˂0267:KHOTOO>2.3.CO;2.
Rangin, C., Bader, A.G., Pascal, C., Ecevitoğlu, B., & Görür, N. (2002). Deep structure of the Mid Black Sea High (offshore Turkey) imaged by multichannel seismic survey (BLACKSIS cruise). Marine Geology, 182(3-4), 265—278. https://doi.org/10.1016/S0025-3227(01)00236-5.
Robinson, A.G., Sphicadini, G., Cloetingh, S. & Rudat, J. (1995). Stratigraphic evolution of the Black Sea: inferences from basin modelling. Marine and Petroleum Geology, 12(28), 821—835. https://doi.org/10.1016/0264-8172 (95)98850-5.
Rusakov, O.M., & Kutas, R.I. (2018). Mantle origin of methane in the Black Sea. Geofizi-cheskiy Zhurnal, 40(5), 191—207. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i5.2018.147482.
Rusakov, O.M., & Pashkevich, I.K. (2017). The decisive role of the crystalline crust faults in the Black Sea opening. Geofizicheskiy Zhurnal, 39(1), 3—16. https://doi.org/10.24028/gzh.0203.
Saribudak, M. (1989). A palaeomagnetic approach to the origin of the Black Sea. Geophysical Journal International, 99(1), 247—252. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1989.tb02028.x.Shillington, D.J., White, N., Minshull, T.A., Edwards, G.R.H., Jones, S.M., Edwards, R.A., & Scott, C.L. (2008). Cenozoic evolution of the eastern Black Sea: A test of depth-dependent stretching models. Earth and Planetary Sciences Letters, 265(3), 360—378. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2007.10.033.
Schleder, Z., Krezsek, C., Turi, V., Tari, G., Kosi, W., & Fallan, M. (2015). Regional Structure of the western Black Sea Basin: Constraints from Cross-Section Balancing. 4th Annual GCSSEPM Foundation Perkins-Rosen Research Conference. Petroleum Systems in Rift Basins. Houston, TX, USA, 13.16 December (pp. 509520).
Shillington, D.J., Scott, C.L., Minshull, T.A., Edwards, R.A., Brown, P.J., & White, N. (2009). Abrupt transition from magma-starved to magma rich rifting in the eastern Black Sea. Geology, 37(1), 7—10. https://doi.org/10.1130/G25302A.1.
Spadini, G., Robinson, A., & Cloetingh, S. (1996). Western versus eastern Black Sea tectonic evolution. Tectonohysics, 266(1-4), 139—154. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(96)00187-4.
Starostenko, V., Buryanov, V., Makarenko, I., Rusakov, O., Stephenson, R., Nikishin, A., Geor¬gi¬ev, G., Gerasimov, M., Dimitriu, R., Lego¬stae¬va, O., Pchelarov, V., & Sava, C. (2004). To¬po¬¬gra¬phy of the crust-mantle boundary be¬ne¬ath the Black Sea basin. Tectonophysics, 381(1-4), 211—233. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2002. 08.001.
Starostenko, V.I., Krupskiy, B.L., Pashkevich, I.K., Rusakov, O.M., Makarenko, I.B., Ku-tas, R.I., Gladun, V.V., Legostaeva, O.V., & Lebed, .V. (2011). Fault tectonics and oil and gas potential prospects of the Ukrainian sector of the)he northeastern part of the Black Sea. Fault tectonics and oil and gas potential prospects of the Ukrainian sector of the northeastern part of the Black Sea. Naftova I gazova promyslovist, (1), 1—10 (in Ukrainian).
Starostenko, V.I., Makarenko, I.B., Rusakov, O.M., Pashkevich, I.K., Kutas, R.I., Legostaeva, O.V., & Lebed, T.V. (2010). Geophysical heterogeneity of the lithosphere of the megabasin of the Black Sea. Geofizicheskiy Zhurnal, 32(5), 3—20. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v32i5.2010.117496 (in Russian).
Starostenko, V.I., Rusakov, O.M., Pashkevich, I.K., Kutas, R.I., Makarenko, I.B., Legostaeva, O.V., Lebed, T.V., & Savchenko, A.S. (2015). Heterogeneous structure of the lithosphere in the Black Sea from a multidisciplinary analysis of geophysical fields. Geofizicheskiy Zhurnal, 37(2), 3—28. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v37i2.2015.111298.
Stephenson, R., & Schellart, W.P. (2010). The Black Sea back-arc basin: insight to its origin from geodynamic models of modern analogues. In M. Sosson, N. Kaymakci, R.A. Stephenson, F. Bergerat, V. Starostenko (Eds.), Sedimentary Basin Tectonics from the Black Sea and Caucasus to the Arabian Platform. (Vol. 340, pp. 307—321). Geol. Soc., London, Spec. Publ. https://doi.org./10.1144/ SP340.2.
Stephenson, R., & Stovba, S. (2022). Review of the main Black Sea rifting phase in the Cretaceous and implications for the evolution of the Black Sea lithosphere. Journal of Geodynamics, 149, 101891. https://doi.org/j.jog.2021.101891.
Stovba, S.M., Popadyuk, I.V., Fenota, P.O., & Khriatchevskaia, O.I. (2020). Geological structure and tectonic evolution of the Ukrainian sector of the Black Sea. Geofizicheskiy Zhurnal, 42(5), 53—104. DOI:https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v42i5.2020.215072.
Tsvetkova, T.A., Bugaenko, I.V., & Zaets, L.N. (2017). Seismic visualization of plumes and super deep fluids in mantle under Ukraine. Geofizicheskiy Zhurnal, 39(4), 42—54 (in Russian). https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v39i4.2017.107506.
Yegorova, T., & Gobarenko, V. (2010). Structureof the Earth’s crust and upper mantle of the West- and East Black Sea Basins revealed from geophysical data and its tectonic implications. In: R.A. Stephenson, N. Kaymakci, M. Sosson, V. Starostenko, & F. Bergerat (Eds.), Sedimentary basin. Tectonics from the Black Sea and Caucasus to the Arabian Platform (Vol. 340, pp. 23—42). Geol. Soc., London, Spec. Publ. https://doi.org/10.1144/SP340.3.
Ziegler, P.A. & Dėzes, P. (2006). Crustal evolution of Western and Central Europe. Geol. Soc., London, Memoirs, 32(1), 43—56. https://doi:10.1144/GSL.MEM.2006.032.01.03.
Zonenshain, L.P., & Le Pichon, X. (1986). Deep basins of the Black Sea and Caspian Sea as remnants of Mesozoic back-arc basins. Tectonophys, 123(1-4), 181—211. https://doi.org/10.1016/0040-1951(86)90197-6.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 O. Rusakov, V. Starostenko, I. Pashkevich, R. Kutas
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
