ГЕОФІЗИЧНЕ ВИВЧЕННЯ ГЕОДИНАМІКИ УКРАЇНИ У РАННЬОМУ ДОКЕМБРІЇ НА ЗАСАДАХ ПЛЮМОВОЇ ТА ПЛИТОВОЇ ТЕКТОНІКИ
DOI:
https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2025.3.337701Ключові слова:
Україна, геодинаміка, геофізика, земна кора, мантія, ранній докембрійАнотація
Розглянуто результати геологічних і геофізичних досліджень, які зробили суттєвий внесок у перегляд деяких питань щодо геодинамічних процесів у земній корі та мантії України. Геологічними і тектонофізичними дослідженнями встановлено субгоризонтальні рухи вздовж розломів і поля горизонтальних напруг, що охоплюють земну кору всіх регіонів України. Разом з палеомагнітними даними показано, що мікроконтинент Сарматія був повернутий проти годинникової стрілки під час колізії з Фенноскандією. Сейсмотомографічними роботами доведено існування субдукційних слебів, які занурюються до низів верхньої мантії та у нижню мантію. Ці дані вказують на те, що починаючи з неоархею Український щит розвивався за механізмами плитово-плюмової тектоніки. Стосовно більш ранніх періодів показано, що термальна переробка ранньодокембрійських порід Українського щита відбувалася вже в палеоархеї, але під впливом плюмових процесів. Конкретизовано вікову послідовність геодинамічних процесів у ранньому докембрії щита. Зокрема, встановлено, що еоархейські комплекси Українського щита під час свого формування належали до різних континентів або мікроконтинентів та ніколи не були єдиним цілим. Палеоархейський тоналіт-тронд’єміт-гранодіоритовий комплекс слугує фундаментом для зеленокам’яних структур Приазов’я – Сорокинської, Косівцівської та ін. З геодинамічних позицій до з’ясування походження порід палеоархею щита можуть бути застосовані такі ж самі критерії, як і до еоархею. Мезоархейський зеленокам’яний комплекс Українського щита є одним з найдревніших зеленокам’яних поясів Землі. Низи зеленокам’яних поясів щита є, найвірогідніше, метаморфізованою океанічною корою, яка лежить на гнейсах континентальної кори, що говорить про можливість субдукційних процесів вже у мезоархеї, хоча геофізичні дані цього не підтверджують. У неоархеї почалося зближення Західної та Східної мікроплит щита та скорочення океанічних басейнів, які розділяли ці мікроплити. На початку протерозою мегаблоки Українського щита були ще террейнами, розвивалися незалежно один від одного. Консолідація щита та формування мікроконтиненту Сарматія почалися між 2.5 та 2.0 Ga. Кінець палеопротерозою відзначився одним з найпотужніших «спалахів» гранітоїдного магматизму на всьому щиті, відбулася субдукція Фенноскандії під Сарматію і кінцева консолідація Українського щита. Цей процес збігається з процесами консолідації сіалічної кори на більшості континентів світу./p>
Посилання
Anderson D.L. 2001. Top-down tectonics? Science, 293: 2016–2018. https://doi.org/10.1126/science.1065448
Bakhmutov V., Yelenska M., Kadzyalko-Hofmokl M., Polyachenko E., Konstantinenko L., Zhulkovsky P. 2015. Paleomagnetic and petromagnetic studies of Lower Devonian red beds of Podolia: problems of magnetization reversal. Geophyical Journal, 37 (1), 62–82 (in Russian).
Bogdanova S., Gorbatschev R., Grad M., Guterch A., Janik T., Kozlovskaya E., Motuza G., Skridlaite G., Starostenko V., Taran L. 2006. EUROBRIDGE: New insight into the geodynamic evolution of the East European Craton. In: Gee D.G., Stephenson R.A. (Eds.), European Lithosphere Dynamics. Geological Society, London, Memoirs, 32, 599–628. https://doi.org/10.1144/GSL. MEM.2006.032.01.36
Bogdanova S.V., Bingen B., Gorbatschev R., Kheraskova T.N., Kozlov V.I., Puchkov V.N., Volozh Yu.A. 2008a. The East European Craton (Baltica) before and during the assembly of Rodinia. Precambrian Research, 160 (1–2): 23–45. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2007.04.024
Bogdanova S.V., Starostenko V.I., Gintov O.B., Pashkevich I.K., Kuprienko P.Ya., Kutas R.I., Makarenko I.B., Tsvetkova T.A. 2008b. Long-lived E-W fault zones in the lithosphere of Western Sarmatia. Geophysical Research. Abstr., 13–18 Apr., 2008. Vienna, Austria. CD-ROM.
Bondarchuk V.G. 1946. Geological structure of the Ukrainian SSR. Kyiv: Publishing House of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR and Kyiv State University. 122 p. (in Ukrainian).
Bugayenko I.V., Shumlyanskaya L.A., Zayets L.N., Tsvetkova T.A. 2008. Three-dimensional P-velocity model of the Black Sea mantle and adjacent territory. Geophysical Journal, 30 (5), 145–160 (in Russian).
Campbell I.H., Kerr A.C. 2007. The great plume debate: testing the plume theory. Chemical Geology, 241 (3–4), 149–152. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2007.01.013
Chekunov A.V. 1972. Structure of the earth’s crust and tectonics of the south of the European part of the USSR. Kyiv: Naukova Dumka. 176 p. (in Russian).
Csontos L., Vörös A. 2004. Mesozoic plate tectonic reconstruction of the Carpathian region. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 210 (1), 1–56. https://doi.org/10.1016/j. palaeo.2004.02.033
Davies G.F. 2005. A case for mantle plumes. Chinese Science Bulletin, 50 (15), 1541–1554. https://doi.org/10.1360/982005-918 Dziewonski A.M. 1984. Mapping the lower mantle: Determination of lateral heterogeneity in P velocity up to degree and order 6. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 89 (B7), 5929–5952. https://doi.org/10.1029/JB089iB07p05929
Fukao Y., Maruyama S., Obayashi M., Inoue H. 1994. Geologic implication of the whole mantle P-wave tomography. The Journal of the Geological Society of Japan, 100 (1), 4—23. https://doi.org/10.5575/geosoc.100.4
Fukao Y., Widiyantoro S., Obayashi M. 2001. Stagnant slabs in the upper and lower mantle transition region. Review of Geophysics, 39 (3), 291–323. https://doi.org/10.1029/1999RG000068
Geyko V.S. 2004. A general theory of the seismic travel-time tomography. Geophysical Journal, 26 (2), 3–32.
Geyko V.S., Bugayenko I.V., Shumlyanskaya L.A., Zayets L.N., Tsvetkova T.A. 2007. 3-D P-velocity structure of the upper mantle of the Eastern Mediterranean. Geophysical Journal, 29 (4), 13–30 (in Russian).
Geyko V.S., Tsvetkova T.A., Sannikova N.P., Livanova L.P., Geyko K.V. 1998. Regional 3-D P-velocity structure of the mantle of northwestern Eurasia – I. Europe. Geophysical Journal, 20 (3), 67–91 (in Russian).
Geodynamic map of Ukraine. Scale 1:1,000,000. Explanatory note. 1993. Compiled by V.G. Pastukhov, K.P. Astakhov, M.K. Baginyan. (Ed. L.S. Galetsky). Kyiv. 213 p. (in Russian).
Gintov O.B. 2005. Field tectonophysics and its applications in studying deformations of the earth’s crust of Ukraine. Kyiv: Phoenix. 572 p. (in Russian).
Gintov O.B. 2001. Planetary deformations of the earth’s crust, rotation of the Earth and movement of lithospheric plates. Geophysical Journal, 23 (4), 69–82 (in Russian).
Gintov O.B. 2019. Plate-plume tectonics as a single mechanism of geodynamic development of the tectonosphere of Ukraine and adjacent regions. Geophysical Journal, 41 (6), 3–4. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i6.2019.190064 (in Russian).
Gintov O.B., Isay V.M. 1988. Tectonophysical studies of consolidated crust faults. Kyiv: Naukova Dumka. 229 p. (in Russian).
Glevassky E.B., Kalyaev G.I. 1998. Precambrian and plate tectonics (the problem of plate tectonic reconstructions of the southwestern segment of the East European Platform). Geology and stratigraphy of the Precambrian of the Ukrainian Shield: Abstracts of the All-Ukrainian Interdepartmental Conference, Kyiv, April 1998 (pp. 38–40) (in Ukrainian).
Kalyaev G.I. 1976. Earth’s crust of the Ukrainian Shield and plate tectonics. Geologičnij žurnal, 36 (1), 29–41 (in Russian).
Khain V.E. 2000. Tectonics of Continents and Oceans. Moscow: Nauchny Mir. 606 p. (in Russian).
Khain V.E., Bozhko N.A. 1988. Historical geotectonics. Precambrian. Moscow: Nedra. 384 p. (in Russian).
Kirilyuk V.P. 2012. “Geodynamics” and Early Precambrian Geology of Ancient Platform Shields. Geodynamics, 2 (13), 43—54 (in Russian).
Li Z.-X., Zhong S. 2009. Supercontinent-superplume coupling, true polar wander and plume mobility: Plate dominance in whole-mantle tectonics. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 176 (3–4), 143–156. https://doi.org/10.1016/j. pepi.2009.05.004
Lichkov B.L. 1935. Movement of Continents and Climates of the Earth’s Past. Leningrad: Publ. House of the USSR Academy of Sciences. 127 p. (in Russian).
Lichkov B.L. 1925. On the tectonic movements of the Ukrainian crystalline belt and the stages of development of the North Ukrainian trough. Bulletin of the Ukrainian Geological Committee, 6 (in Ukrainian).
Lobach-Zhuchenko S.B. 2014. Ancient cratons: age, structure, composition, geodynamics. Mineralogical Journal, 35 (4), 61–70 (in Russian).
Lobach-Zhuchenko S.B., Balagansky V.V., Baltybaev Sh.K., Stepanyuk L.M., Ponomarenko A.N., Lokhov K.I., Koreshkova M.Yu., Yurchenko A.V., Egorova Yu.S., Sukach V.V., Berezhnaya N.G., Bogomolov E.S. 2013. Formation stages of the Pobuzhsky granulite complex according to isotope-geochronological studies (Middle Pobuzhye, Ukrainian Shield). Mineralogical Journal, 36 (2), 86–98 (in Russian).
Lobkovsky L.I., Nikishin A.M., Khain V.E. 2004. Modern problems of geotectonics and geodynamics. Moscow: Nauchny Mir. 612 p. (in Russian).
Maruyama S. 1994. Plume tectonics. The Journal of the Geological Society of Japan, 100 (1), 24–49. https://doi.org/10.5575/geosoc.100.24
Maruyama S., Santosh M., Zhao D. 2007. Superplume, supercontinent, and post-perovskite: mantle dynamics and anti-plate tectonics on the core-mantle boundary. Gondwana Research, 11 (1–2), 7–37. https://doi.org/ 10.1016/j. gr.2006.06.003
Moody J., Hill M. 1956. Wrench-fault tectonics. Geological Society of America Bulletin, 67 (9), 1207–1246. https://doi.org/10.1130/ 0016-7606(1956)67[1207:WT]2.0.CO;2
Murovska A.V. 2019. Deep structure and alpine geodynamics of the Carpathian and Crimean-Black Sea regions of Ukraine. Doctor’s thesis. Kyiv. 39 p. (in Ukrainian).
Mychak S.V. 2019. Structural features and kinematic development of the earth’s crust of the western part of the Ukrainian Shield. Doctor’s thesis. Kyiv. 40 p. (in Ukrainian).
Patalakha Ye.I., Gonchar V.V. 2003. Indentation mechanism in geodynamics of the Crimean-Black Sea region. Geology and Geochemistry of Fossil Fuels, 3–4, 90–95 (in Ukrainian).
Patalakha E.I., Senchenkov I.K., Trofimenko G.L. 2004. Problems of tectono-geodynamic evolution of the southwestern foreland of the East European Craton and its orogenic framework. Kyiv: EKMO. 233 p. (in Russian).
Ponomarenko A.N., Stepanyuk L.M., Shumlyansky L.V. 2014. Geochronology and geodynamics of the Paleoproterozoic of the Ukrainian Shield. Mineralogical Journal, 36 (2), 48–60 (in Russian).
Rezvoy D.P. 1990. Geodynamics or “geodynamics”? Bulletin of the Moscow Society of Naturalists. Department of Geology, 65 (3), 116–124 (in Russian).
Ritsema H.J., van Heijst J.H., Woodhouse J.H. 1999. Complex shear wave velocity structure imaged beneath Africa and Iceland. Science, 286, 1925–1928. https://doi.org/10.1126/science.286.5446.1925
Romanowicz B. 2008. Using seismic waves to image Earth’s internal structure. Nature, 451, 266–268. https://doi.org/10.1038/nature 06583
Romanowicz B., Gung Y.C. 2002. Super-plumes from the core-mantle boundary to the lithosphere: Implications for heat flux. Science, 296, 513–516. https://doi.org/10.1126/science.1069404
Shcherbak N.P. (Ed.). 2005. Geochronology of the Early Precambrian of the Ukrainian Shield. Archean. Kyiv: Naukova Dumka. 244 p. (in Russian).
Shcherbak N.P. (Ed.). 2008. Geochronology of the Early Precambrian of the Ukrainian Shield. Proterozoic. Kyiv: Naukova Dumka. 240 p. (in Russian).
Slenzak O.I. 1965. On the structure of the Ukrainian pre-Cambrian (on the example of the southwestern part of the Ukrainian crystalline shield). Kyiv: Naukova Dumka. 139 p. (in Ukrainian).
Sollogub V.B., Chekunov A.V. 1975. Deep structure and structure of the earth’s crust. In: Problems of Earth Physics in Ukraine (pp. 113—142). Kyiv: Naukova Dumka (in Russian).
Starostenko V.I. (Ed.). 2005. Research on the modern geodynamics of the Ukrainian Carpathians. Kyiv: Naukova Dumka. 256 p. (in Ukrainian).
Starostenko V.I., Gintov O.B. (Eds.). 2018. Essays on Geodynamics of Ukraine. Kyiv: VI EN EY. 465 p. (in Russian).
Starostenko V.I., Gintov O.B., Kutas R.I. 2011. Geodynamic development of the lithosphere of Ukraine and its role in the formation and location of mineral deposits. Geophysical Journal, 33 (3), 3–22 (in Russian).
Starostenko V.I., Gintov O.B., Murovska G.V., Mychak S.V., Lysynchuk D.V. 2024. Tectonics and deep structure of the southwestern part of the East European Craton within Ukraine. Part II. Geophysical Journal, 46 (5), 3–31. https://doi.org/10.24028/gj.v46i5.310287 (in Ukrainian).
Starostenko V., Janik T., Murovskaya A., Czuba W., Środa P., Yegorova T. 2024. Seismic lithospheric model across UkrainianьShield from the Carpathians to the Dnieper-Donets Basin and its tectonic interpretation. Tectonophysics, 892, 230–540. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2024.230540
Stratigraphic Code of Ukraine. 2nd ed. 2012. Kyiv: Logos. 64 p. (in Ukrainian).
Subbotin S.I. 1975. Questions of the theory of tectogenesis. Problems of Earth Physics in Ukraine (pp. 144—154). Kyiv: Naukova Dumka (in Russian).
Thybo H., Janik T., Omelchenko V.D., Grad M., Garetsky R.G., Belinsky A.A., Karatayev G.I., Zlotski G., Knudsen M.E., Sand R., Yliniemi J., Tiira T., Luosto U., Komminaho K., Giese R., Guterch A., Lund C.-E., Kharitonov O.M., Ilchenko T., Lysynchuk D.V., Skobelev V.M., Doody J.J. 2003. Upper lithospheric seismic velocity structure across the Pripyat Trough and the Ukrainian Shield along the EUROBRIDGE’97 profile. Tectonophysics, 371, 41–79. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(03)00200-2
Tsvetkova T.A., Bugaenko I.V. 2012. Seismic tomography of the mantle beneath the East European platform: mantle velocity boundaries. Geophysical Journal, 34 (5), 161–172. https://doi.org/10.24028/gzh.02033100.v34i5.2012.116672 (in Russian).
Tsvetkova T.A., Bugaenko I.V., Zayets L.N. 2016. Velocity divisibility of the mantle beneath the Ukrainian Shield. Geophysical Journal, 38 (4), 75–87. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v38i4.2016.107802 (in Russian).
Tyapkin K.F. 1965. On shear tectonics within the boundaries of Kryvyi Rih. Reports of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR. Ser. B, 4, 96–99 (in Ukrainian).
Vander Hilst R.D., Widiyantoro S., Engdahl E.R. 1997. Evidence for deep mantle circulation from global tomography. Nature, 386, 578–584. https://doi.org/10.1038/386578a0
Yudin V.V. 2007. Geodynamics of the Black Sea-Caspian region. Kyiv: Publ. UkrGGRI. 143 p. (in Russian).
Zhao D. 2001. Seismic structure and origin of hotspots and mantle plumes. Earth and Planetary Science Letters, 192(3), 251—265. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(01)00465-4.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 В.І. Старостенко, О.Б. Гінтов
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та безоплатно передають журналу невиключне право публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License (CC BY-NC 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з некомерційними цілями, з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
