GORDIENKO V.V., GORDIENKO I.V., DIDENKO L.P. Density distribution in the Earth’s crust and upper mantle of Ukraine

https://doi.org/10.15407/gpimo2025.01.043

В.В. Гордієнко, докт. геол.-мін. наук, проф., гол. наук. співр.
e-mail: gordienkovadim39@gmail.com
Scopus author Id = 7102473958
ORCID 0000-0001-9430-7801
І.В. Гордієнко, канд. геол. наук, пров. наук. співр.
e-mail: tectonos1234@igph.kiev.ua
ORCID 0000-0002-5619-0486
Scopus author Id = 5719836183
Л.П. Діденко, інженер
e-mail: dlesya345@gmail.com
ORCID 0009-0004-1552-3442
Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України,
просп. Паладіна, 32, Київ, 03680, Україна

РОЗПОДІЛ ГУСТИНИ В ЗЕМНІЙ КОРІ
ТА ВЕРХНІЙ МАНТІЇ ТЕКТОНОСФЕРИ УКРАЇНИ

Стаття присвячена побудові тривимірної густинної моделі земної кори та верхньої мантії на території України. Її методологічною основою є схема глибинних процесів у тектоносфері, що враховує насамперед результати тепломасоперенесення за умов сучасної активізації. Їх накладено на моделі платформи (крім території Східноєвропейської платформи, до них віднесено Донбас), альпійської геосинкліналі Карпат та герцинсько-кіммерійської геосинкліналі Скіфської плити. Незавершений процес сучасної активізації не може бути точно описаний геологічною теорією, яку використовують автори. Для вибору варіанта адекватної схеми тепломасоперенесення попередньо було проведено гравітаційне моделювання за системою профілів навколо Північної півкулі загальною довжиною понад 50 000 км, що перетинають Євразію, Північну Америку, Атлантичний та Тихий океани. Виявлено технологічну схему, яка найбільше відповідає реальності. Вона застосована для України, де з більшою точністю, ніж раніше, визначено активізовану площу. Таке завдання вирішено вперше. На півдні модель обмежена западиною Чорного моря, за глибиною — 400 км. Густина у перехідній зоні до нижньої мантії не розглядалася. Тестові густинні моделі зіставлено з експериментальними даними для мантії платформ. Поза їх межами зіставлено розраховані та експериментальні величини мантійної
гравітаційної аномалії. Визначено похибку (0,01 г/см3) розрахунку та переріз ізогустинностей (0,03 г/см3 для глибин від 50 до 400 км; на глибині 25 км похибка більша, переріз ізоліній — 0,14 г/см3).
Часткове плавлення порід верхньої мантії (на глибині 50—100 км) не супроводжується спеціальними
аномаліями. На глибині близько 400 км часткове плавлення трапляється лише під неактивованою частиною платформи. Описано відмінності моделі від представленої, пов'язані з можливими варіаціями віку процесу та його особливостями на різних рівнях тепломасопереносу. Вказано на зв’язок родовищ корисних копалин з мантійними гравітаційними аномаліями та інших параметрами середовища.

Ключові слова: сучасна активізація, глибинні процеси, тектоносфера, густинна модель.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Гордиенко В.В. Плотностные модели тектоносферы территории Украины. Киев: Iнтелект, 1999. 101 с.

2. Гордиенко В.В., Гордиенко И.В., Завгородняя О.В., Ковачикова С., Логвинов И.М., Тарасов В.Н., Усенко О.В. Украинские Карпаты (геофизика, глубинные процессы). Киев: Логос, 2011. 128 с.

3. Гордиенко В.В., Гордиенко И.В., Завгородняя О.В., Логвинов И.М., Тарасов В.Н. Южно-Украинская моноклиналь, Скифская плита, Черное море (геофизика, глубинные процессы). Киев: ИГФ НАНУ, 2017. 131 с. https://d4d10b6a-c83d-45d7-b6dc-b2c3ccafe1ce.filesusr.com/ugd/6d9890- 5e5c1df8d84a47339bde6688a 983f6ee.pdf

4. Петрофизика. Ред. Н.Б. Дортман. Москва: Недра, 1992. 392 с.

5. Справочник физических констант горных пород. Ред. С. Кларк. Москва: Мир, 1969. 544 с.

6. Carlson, R., Pearson, D. James, D. Physical, chemical and chronological characteristics of continental mantle. Reviews of Geophysics. 2005. 43(1). https://doi.org/10.1029/2004RG000156

7. Gordienko, V.V. Thermal processes, geodynamics, deposits. 2017. 283p. https://ivangord2000.wixsite.com/tectonos

8. Gordienko, V. About geological theory. Geofizicheskiy Zhurnal. 2022. 2. P. 68—92.

9. Gordienko, V., Gordienko L. Mantle gravitational anomalies in zones of different endogenous earth regimes. NCGT Journal. 2023. 1. P. 63—77.

10. Gordienko, V.V., Gordienko, I.V. Temperature distribution in the crust and upper mantle of Ukraine. Geodynamics. 2023. 1. Р. 47—56.

11. Gordienko, V.V., Gordienko, L.Ya. The P-velocity models of continental tectonosphere (territory of Ukraine). NCGT journal. 2024. 2. Р. 172—187.

12. James, D.E., Boyd, F.R., Schutt, D., Bell, D.R., Carlson, R.W. Xenolith constraints on seismic velocities in the upper mantle Southern Africa. Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2004. 5(1). https://doi.org/10.1029/2003GC000551

13. Lee, A.L., Walker, A.M., Lloyd, G.E., Torvela, T. Modeling the impact of melt on seismic properties during mountain building. Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2017. 18. Р. 1090—1110. https://doi.org/10.1002/2016GC006626

14. Sobolev, S.V., Zeyen, H., Stoll, G., Werling, F., Altherr, R., Fuchs, K. Upper mantle temperatures from teleseismic tomography of French Massif Central. Earth and Planetary Science Letters. 1996. 139. Р. 147—163. https://doi.org/10.1016/0012-821X(95)00238-8

15. Tauzin, B., van der Hilst, D., Wittlinger, G., Ricard, Y. Multiple transition zone seismic discontinuities and low velocity layers below western United States. Journal of Geophysical Research Solid Earth. 2013. 118. Р. 2307—2322. https://doi.org/10.1002/jgrb.50182