Depth structure of the Transcarpathian Depression (Ukrainian part) according to density modeling data
The presented research is devoted to the construction and calculations of the density model along the regional CMRV-DSS profile RP-17 (Chop–Velykyy Bychkiv), running along the Transcarpathian depression. Based on the results of density modeling, the distribution of density in the Earth’s crust was o...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/286285 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Institution
Geofizicheskiy Zhurnal| _version_ | 1856543574112337920 |
|---|---|
| author | Makarenko, I. Savchenko, O. Dererova, J. Murovskaya, A. Starostenko, V. Bielik, M. Legostaeva, O. |
| author_facet | Makarenko, I. Savchenko, O. Dererova, J. Murovskaya, A. Starostenko, V. Bielik, M. Legostaeva, O. |
| author_sort | Makarenko, I. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-08-30T12:17:26Z |
| description | The presented research is devoted to the construction and calculations of the density model along the regional CMRV-DSS profile RP-17 (Chop–Velykyy Bychkiv), running along the Transcarpathian depression. Based on the results of density modeling, the distribution of density in the Earth’s crust was obtained in accordance with its seismic structure and gravity field as well as the density structure of individual layers. A tectonic interpretation of the obtained results was provided. The Mukachevo and Solotvyno parts of Transcarpathian depression have their own structural features, autonomous geological development and are distinguished by Neogene geodynamics. The analysis of density properties showed that in the Neogene sedimentary layer of both depressions there is a change in the density of various rocks in the depth intervals of 200—950; 950—1450; 1450—2050 m. In the Solotvyno depression in the depth intervals of 200—950 and 1450—2050 m, the density is greater than in Mukachevo, due to the presence of sandstones, tuffs, mudstones, and siltstones. In the interval 950—1450 m of Solotvyno depresson, on the contrary, the density is lower than in Mukachevo one, due to the presence of salt and clay. The Earth’s crust of Mukachevo depression is more compacted, as it contains a «basalt» layer. The Solotvyno depression consists of two parts and its average density corresponds to a diorite composition. The north-western block is of higher density and more homogeneous. The south-eastern one is of lower density and composed of a large number blocks of different densities separated by faults. The boundary of the lower density zone (PK 105—110) runs along the south-eastern branch of the Stryi-Latorytsia shear zone. This zone appears fragmentary on the density section, being similar to a mantle fault, with a lateral differentiation of density values, as well as the largest concentration of earthquakes, especially in the upper part of the Earth’s crust. The low-density area is probably associated with the transition from the Solotvyno depression to the structures located to the south-east of it. Thus, the block with the lowest density (2,38 g/cm3) of the Mesozoic-Paleozoic folded basement can be attributed to the Fore-Alkapa suture zone, represented by the Pieniny Klippen Belt and the Monastyrets nappe, which turns in the meridional direction in the zone of junction with the Tisza-Dacia terrane. The block located below with a density of 2,64 g/cm3 can be connected with the Marmarosh massif, or with the Rakhiv nappe. It was established that the crust of the Alkapa terrain along the profile is represented by three large blocks with a smaller block structure inside each one. The two more density blocks with different crust structure correspond to the Mukachevo depression. The lowest density third block belongs to the north-eastern part of the Solotvyno depression, the eastern border of which coincides with the area of clustering of earthquake hypocenters. The south-eastern part of the Solotvyno depression probably represents a transition zone between the Alkapa and Tisza–Dacia terrains. Two lithospheric fault zones are distinguished. The first one separates Mukachevo and Solotvyno depressions. The second zone is located between the Khust and Tyachiv faults in the low-density zone along the entire section of the Earth’s crust. These two zones are assumed to be connected by the Vynogradiv fault. It is characterized by a large cluster of earthquakes and located in the transition from extension and subsidence to compression and uplift. Low velocity (density) zones of the Transcarpathian depression can be associated with lithospheric fault zones. There are the most active horizons of modern geological and geophysical transformations of the mineral environment of the Earth’s crust and can be a potential source of deep oil and gas. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:13:39Z |
| format | Article |
| id | journalsuranua-geofizicheskiy-article-286285 |
| institution | Geofizicheskiy Zhurnal |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-07-17T11:13:39Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | journalsuranua-geofizicheskiy-article-2862852023-08-30T12:17:26Z Depth structure of the Transcarpathian Depression (Ukrainian part) according to density modeling data Глибинна будова Закарпатського прогину (українська частина) за даними густинного моделювання Makarenko, I. Savchenko, O. Dererova, J. Murovskaya, A. Starostenko, V. Bielik, M. Legostaeva, O. густинне моделювання розподіл густини літосфера профіль КМПВ—ГСЗ РП-17 (Чоп—Великий Бичків) Закарпатський прогин Мукачівська западина Солотвинська западина терейнова тектоніка Алькапа Тисія-Дакія density modeling density distribution lithosphere CMRV-DSS profile RP-17 (Chop—Velykyy Bychkiv) Transcarpathian Depression Mukachevo depression Solotvino depression terrain tectonics Alkapa Tisza-Dacia The presented research is devoted to the construction and calculations of the density model along the regional CMRV-DSS profile RP-17 (Chop–Velykyy Bychkiv), running along the Transcarpathian depression. Based on the results of density modeling, the distribution of density in the Earth’s crust was obtained in accordance with its seismic structure and gravity field as well as the density structure of individual layers. A tectonic interpretation of the obtained results was provided. The Mukachevo and Solotvyno parts of Transcarpathian depression have their own structural features, autonomous geological development and are distinguished by Neogene geodynamics. The analysis of density properties showed that in the Neogene sedimentary layer of both depressions there is a change in the density of various rocks in the depth intervals of 200—950; 950—1450; 1450—2050 m. In the Solotvyno depression in the depth intervals of 200—950 and 1450—2050 m, the density is greater than in Mukachevo, due to the presence of sandstones, tuffs, mudstones, and siltstones. In the interval 950—1450 m of Solotvyno depresson, on the contrary, the density is lower than in Mukachevo one, due to the presence of salt and clay. The Earth’s crust of Mukachevo depression is more compacted, as it contains a «basalt» layer. The Solotvyno depression consists of two parts and its average density corresponds to a diorite composition. The north-western block is of higher density and more homogeneous. The south-eastern one is of lower density and composed of a large number blocks of different densities separated by faults. The boundary of the lower density zone (PK 105—110) runs along the south-eastern branch of the Stryi-Latorytsia shear zone. This zone appears fragmentary on the density section, being similar to a mantle fault, with a lateral differentiation of density values, as well as the largest concentration of earthquakes, especially in the upper part of the Earth’s crust. The low-density area is probably associated with the transition from the Solotvyno depression to the structures located to the south-east of it. Thus, the block with the lowest density (2,38 g/cm3) of the Mesozoic-Paleozoic folded basement can be attributed to the Fore-Alkapa suture zone, represented by the Pieniny Klippen Belt and the Monastyrets nappe, which turns in the meridional direction in the zone of junction with the Tisza-Dacia terrane. The block located below with a density of 2,64 g/cm3 can be connected with the Marmarosh massif, or with the Rakhiv nappe. It was established that the crust of the Alkapa terrain along the profile is represented by three large blocks with a smaller block structure inside each one. The two more density blocks with different crust structure correspond to the Mukachevo depression. The lowest density third block belongs to the north-eastern part of the Solotvyno depression, the eastern border of which coincides with the area of clustering of earthquake hypocenters. The south-eastern part of the Solotvyno depression probably represents a transition zone between the Alkapa and Tisza–Dacia terrains. Two lithospheric fault zones are distinguished. The first one separates Mukachevo and Solotvyno depressions. The second zone is located between the Khust and Tyachiv faults in the low-density zone along the entire section of the Earth’s crust. These two zones are assumed to be connected by the Vynogradiv fault. It is characterized by a large cluster of earthquakes and located in the transition from extension and subsidence to compression and uplift. Low velocity (density) zones of the Transcarpathian depression can be associated with lithospheric fault zones. There are the most active horizons of modern geological and geophysical transformations of the mineral environment of the Earth’s crust and can be a potential source of deep oil and gas. Стаття присвячена побудові та розрахункам густинної моделі вздовж регіонального профілю КМПВ—ГСЗ РП-17 (Чоп—Великий Бичків), який перетинає Закарпатський прогин уздовж його простягання. За результатами густинного моделювання отримано розподіл густини в земній корі відповідно до її сейсмічної структури і гравітаційного поля, виявлено закономірності будови окремих шарів земної кори, подано тектонічну інтерпретацію матеріалів. Мукачівська та Солотвинська западини характеризуються своїми особливостями будови, дещо автономним геологічним розвитком, відрізняються неогеновою геодинамікою. Аналіз густинних властивостей показав, що в неогеновій осадовій товщі обох западин густина різних порід змінюється в інтервалах глибин 200—950; 950—1450; 1450—2050 м. Цей показник збільшується з глибиною, але в Солотвинській западині в інтервалах глибин 200—950 та 1450—2050 м він більший, ніж у Мукачівській через наявність пісковиків, туфів, аргілітів та алевролітів. В інтервалі глибин 950—1450 м густина, навпаки, менша, що пов’язане з наявністю в цьому шарі солі та глини із сіллю і ангідритом. З’ясовано, що Мукачівська западина більш ущільнена, оскільки вміщує «базальтовий» шар. Солотвинська западина має діоритовий склад консолідованої кори і складається з двох частин: одна, північно-західна, більш ущільнена і однорідна, інша, південно-східна, розущільнена в усьому розрізі кори, з великою кількістю порушень і блоків різної густини. Межа розущільненої зони (ПК 105—110) проходить по південно-східній гільці Стрийсько-Латорицької зсувної зони, яка на густинному розрізі хоч і виявляється фрагментарно, але, можливо, подібна до розлому мантійного закладання, оскільки спостерігається латеральна диференціація значень густини, тобто різка зміна в бік їх зменшення, а також найбільше скупчення гіпоцентрів землетрусів, особливо у верхній частині кори. Ймовірно, розущільнена ділянка пов’язана з переходом від Солотвинської западини до структур, що розміщуються на південний схід від неї. Так, блок з найменшою густиною (2,38 г/см3) мезозойсько-палеозойської складчастої основи може бути віднесений до Передальпакської сутурної зони (Fore-Alkapa suture zone), представленою Пенінським поясом і Монастирецьким покривом, які розвертаються у меридіональному напрямку в зоні зчленування з терейном Тисія-Дакія. Розташований нижче блок з густиною 2,64 г/см3 може бути пов’язаний з одного боку з Мармароським кристалічним масивом, з іншого — з Рахівським покривом. Встановлено, що кора терейну Алькапа вздовж профілю представлена трьома великими блоками з більш дрібною блоковою будовою всередині кожного. При цьому Мукачівській западині відповідають два більш щільні блоки з різною будовою кори. Північно-східній частині Солотвинської западини належить найменш ущільнений третій блок, східна межа якого збігається з ділянкою скупчення гіпоцентрів землетрусів. Південно-східна частина Солотвинської западини, ймовірно, є перехідною зоною між терейнами Алькапа і Тисія-Дакія. Виділено дві літосферні розломні зони. Перша відокремлює Мукачівську западину від Солотвинської, друга розташована між Хустським та Тячівським розломами в розущільненій зоні в усьому розрізі земної кори. Можна припустити, що Виноградівський розлом є ланкою, що з’єднує ці дві зони, оскільки він характеризується великим скупченням гіпоцентрів землетрусів, і розміщується в зоні переходу від розтягу і опускання до стискання і піднімання. З літосферними зонами можуть бути пов’язані зони знижених швидкостей поширення сейсмічних хвиль (густини) Закарпатського прогину, які є найбільш активними горизонтами сучасних геолого-геофізичних перетворень мінерального середовища земної кори і можуть бути потенційним джерелом глибинної нафти і газу. S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2023-08-30 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/286285 10.24028/gj.v45i4.286285 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 45 No. 4 (2023): Геофизический журнал; Том 45 № 4 (2023): Геофізичний журнал; Том 45 № 4 (2023): 2524-1052 0203-3100 uk https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/286285/286625 Copyright (c) 2023 I. Makarenko, O. Savchenko, J. Dererova, A. Murovskaya, V. Starostenko, M. Bielik, O. Legostaeva https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 |
| spellingShingle | density modeling density distribution lithosphere CMRV-DSS profile RP-17 (Chop—Velykyy Bychkiv) Transcarpathian Depression Mukachevo depression Solotvino depression terrain tectonics Alkapa Tisza-Dacia Makarenko, I. Savchenko, O. Dererova, J. Murovskaya, A. Starostenko, V. Bielik, M. Legostaeva, O. Depth structure of the Transcarpathian Depression (Ukrainian part) according to density modeling data |
| title | Depth structure of the Transcarpathian Depression (Ukrainian part) according to density modeling data |
| title_alt | Глибинна будова Закарпатського прогину (українська частина) за даними густинного моделювання |
| title_full | Depth structure of the Transcarpathian Depression (Ukrainian part) according to density modeling data |
| title_fullStr | Depth structure of the Transcarpathian Depression (Ukrainian part) according to density modeling data |
| title_full_unstemmed | Depth structure of the Transcarpathian Depression (Ukrainian part) according to density modeling data |
| title_short | Depth structure of the Transcarpathian Depression (Ukrainian part) according to density modeling data |
| title_sort | depth structure of the transcarpathian depression (ukrainian part) according to density modeling data |
| topic | density modeling density distribution lithosphere CMRV-DSS profile RP-17 (Chop—Velykyy Bychkiv) Transcarpathian Depression Mukachevo depression Solotvino depression terrain tectonics Alkapa Tisza-Dacia |
| topic_facet | густинне моделювання розподіл густини літосфера профіль КМПВ—ГСЗ РП-17 (Чоп—Великий Бичків) Закарпатський прогин Мукачівська западина Солотвинська западина терейнова тектоніка Алькапа Тисія-Дакія density modeling density distribution lithosphere CMRV-DSS profile RP-17 (Chop—Velykyy Bychkiv) Transcarpathian Depression Mukachevo depression Solotvino depression terrain tectonics Alkapa Tisza-Dacia |
| url | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/286285 |
| work_keys_str_mv | AT makarenkoi depthstructureofthetranscarpathiandepressionukrainianpartaccordingtodensitymodelingdata AT savchenkoo depthstructureofthetranscarpathiandepressionukrainianpartaccordingtodensitymodelingdata AT dererovaj depthstructureofthetranscarpathiandepressionukrainianpartaccordingtodensitymodelingdata AT murovskayaa depthstructureofthetranscarpathiandepressionukrainianpartaccordingtodensitymodelingdata AT starostenkov depthstructureofthetranscarpathiandepressionukrainianpartaccordingtodensitymodelingdata AT bielikm depthstructureofthetranscarpathiandepressionukrainianpartaccordingtodensitymodelingdata AT legostaevao depthstructureofthetranscarpathiandepressionukrainianpartaccordingtodensitymodelingdata AT makarenkoi glibinnabudovazakarpatsʹkogoproginuukraínsʹkačastinazadanimigustinnogomodelûvannâ AT savchenkoo glibinnabudovazakarpatsʹkogoproginuukraínsʹkačastinazadanimigustinnogomodelûvannâ AT dererovaj glibinnabudovazakarpatsʹkogoproginuukraínsʹkačastinazadanimigustinnogomodelûvannâ AT murovskayaa glibinnabudovazakarpatsʹkogoproginuukraínsʹkačastinazadanimigustinnogomodelûvannâ AT starostenkov glibinnabudovazakarpatsʹkogoproginuukraínsʹkačastinazadanimigustinnogomodelûvannâ AT bielikm glibinnabudovazakarpatsʹkogoproginuukraínsʹkačastinazadanimigustinnogomodelûvannâ AT legostaevao glibinnabudovazakarpatsʹkogoproginuukraínsʹkačastinazadanimigustinnogomodelûvannâ |