Эволюционирование тепловых полей Днепровско-Донецкой впадины на активной стадии рифтогенеза
На основе численного моделирования с учётом радиогенного тепловыделения пород было проанализировано поведение тепловых полей центральной части ДДВ в начале и конце рифтового этапа развития. Было установлено, что температурные условия, необходимые для активизации процессов эклогитовой фации метаморфи...
Saved in:
| Published in: | Геодинаміка |
|---|---|
| Date: | 2008 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18530 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Эволюционирование тепловых полей Днепровско-Донецкой впадины на активной стадии рифтогенеза / М.В. Лубков // Геодинаміка. — 2008. — № 1(7). — С. 134-140. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860241344633503744 |
|---|---|
| author | Лубков, М.В. |
| author_facet | Лубков, М.В. |
| citation_txt | Эволюционирование тепловых полей Днепровско-Донецкой впадины на активной стадии рифтогенеза / М.В. Лубков // Геодинаміка. — 2008. — № 1(7). — С. 134-140. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геодинаміка |
| description | На основе численного моделирования с учётом радиогенного тепловыделения пород было проанализировано поведение тепловых полей центральной части ДДВ в начале и конце рифтового этапа развития. Было установлено, что температурные условия, необходимые для активизации процессов эклогитовой фации метаморфизма в нижних слоях коры, имели место на протяжении всего рассматриваемого этапа. В то же время для начала активизации процессов прогрессивной стадии грануллитовой фации метаморфизма в нижних слоях гранитизованных пород необходим был процесс длительного прогревания коры в течении порядка 10 млн. лет. Было также установлено, что температурное поле коры в рассматриваемой области полностью устанавливается через 30 млн. лет, при условии, что температура аномально горячей мантии на границе Мохо поддерживается постоянной. Расчёты показали, что для достижения современной стадии развития, основная часть ДДВ на протяжении рифтового этапа должна была подвергаться воздействию серии мощных астенолитов – так называемых квантов тектонического действия (КТД) с температурой аномальной мантии на границе Мохо порядка 1200 °C.
На основі чисельного моделювання з урахуванням радіогенного тепловиділення порід була проаналізована поведінка теплових полів центральної частини ДДЗ на початку й кінці рифтового етапу розвитку. Було встановлено, що температурні умови, необхідні для активізації процесів еклогитової фації метаморфізму в нижніх шарах кори мали місце протягом усього розглянутого етапу. У той же час для початку активізації процесів прогресивної стадії гранулитової фації метаморфізму в нижніх шарах гранітозованих порід необхідний був процес тривалого прогрівання кори протягом порядку 10 млн. років. Було також установлено, що температурне поле кори в розглянутій області повністю встановлюється через 30 млн. років, за умови, що температура аномально горячої мантії на границі Мохо підтримується постійною. Розрахунки показали, що для досягнення сучасної стадії розвитку, основна частина ДДЗ протягом рифтового етапу повинна була піддаватися впливу серії потужних астенолітів – так званих квантів тектонічної дії (КТД) з температурою аномальної мантії на границі Мохо порядку 1200°C.
On the base of computer modeling with calculation of the rock radioactivity was analyzed the behaviour of the heat fields of the central part of DDH in the beginning and in the end of the rifting stage. It was showed, that temperature conditions necessary for activity the process of eclogite metamorphism in the lower layers of the crust took place during all this stage. Another hand, for activizations of process of progressive stage of granulate metamorphism in the lower granite layers it was necessary the process of long heating of the crust during about 10 ml. years. It was established, that temperature field of the crust would be static over 30 ml. years, under condition, that constant temperature of the abnormal hot mantle on the border of Moho would be supported. The calculation shows, that for achievement the modern stage of development, the main part of DDH during the rifting period would be subjected to the action of the number of power astenolites with the temperature of the anomalous mantle on the border of Moho about 1200°C.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:30:03Z |
| format | Article |
| fulltext |
Геодинаміка 1(7)/2008
УДК 550.36 M.В. Лубков
ЭВОЛЮЦИОНИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙ ДНЕПРОВСКО-ДОНЕЦКОЙ
ВПАДИНЫ НА АКТИВНОЙ СТАДИИ РИФТОГЕНЕЗА
На основе численного моделирования с учётом радиогенного тепловыделения пород было
проанализировано поведение тепловых полей центральной части ДДВ в начале и конце рифтового этапа
развития. Было установлено, что температурные условия, необходимые для активизации процессов
эклогитовой фации метаморфизма в нижних слоях коры, имели место на протяжении всего
рассматриваемого этапа. В то же время для начала активизации процессов прогрессивной стадии
грануллитовой фации метаморфизма в нижних слоях гранитизованных пород необходим был процесс
длительного прогревания коры в течении порядка 10 млн. лет. Было также установлено, что
температурное поле коры в рассматриваемой области полностью устанавливается через 30 млн. лет, при
условии, что температура аномально горячей мантии на границе Мохо поддерживается постоянной.
Расчёты показали, что для достижения современной стадии развития, основная часть ДДВ на
протяжении рифтового этапа должна была подвергаться воздействию серии мощных астенолитов – так
называемых квантов тектонического действия (КТД) с температурой аномальной мантии на границе
Мохо порядка 1200 ˚C.
Ключевые слова: Днепровско-Донецкая впадина; рифтогенез; астенолит; тепловые поля;
компьютерное моделирование.
Введение
Процесс континентального рифтогенеза
охватывает три основных этапа развития: пред-
рифтовый, рифтовый и пострифтовый [1]. Каж-
дый из этих этапов связывается с различным
тепловым воздействием аномально горячей ман-
тии на континентальную литосферу с после-
дующим влиянием на земную кору. Предриф-
товый этап предполагает наличие аномальной
мантии на глубинах порядка 80–90 км. Именно с
этих глубин начинается процесс активизации
платформы, который выражается в нерегуляр-
ном рассеянном характере вулканизма. В тече-
нии этого этапа развивается слабое поднятие
территории, обусловленное термическим рас-
ширением литосферы. Рифтовый этап соответ-
ствует глубине положения аномальной мантии
на границе Мохоровичича (М), когда на фоне
слабовыраженного поднятия предшествующего
этапа начинает развиваться рифтовая впадина.
Появляются первые осадочные образования
рифтового этапа и изливаются щелочные оли-
виновые базальты – продукты трещинных из-
лияний. В течении этого этапа растяжение лито-
сферы, поначалу охватывающее значительную
территорию, постепенно концентрируется в
рифтовой впадине, здесь же локализуется и
вулканизм. По мере общего прогрева литосферы
развиваются внутрикоровые очаги и возникают
вулканы центрального типа. Позднее образу-
ются околорифтовые поднятия – плечи рифта.
Пострифтовый этап обусловлен затуханием
термической активности аномальной мантии и
началом зрелой стадии континентального риф-
тогенеза.
Начало активного рифтового этапа Дне-
провско-Донецкой впадины (ДДВ) относят к
периоду около 390–380 млн. лет назад [2].
Этому этапу предшествовал предрифтовый
период активности, когда с глубин 220–340 км
выносилась часть вещества глубинной астено-
сферы на глубины порядка 80–90 км [3].
Вообще, активную рифтовую фазу развития
ДДВ связывают с подходом к нижним границам
коры трёх последовательных во времени асте-
нолитов или так называемых квантов текто-
нического действия (КТД) [3, 4]. Здесь речь не
идёт о единичных КТД с характерными линей-
ными размерами порядка 60–70 км, а о
приблизительно синхронном возникновении их
групп на всей территории ДДВ на каждом этапе
активного процесса.
Вопросам изучения рифтового развития
такого важного с точки зрения добычи полез-
ных ископаемых региона Украины, как Дне-
провско-Донецкая впадина, посвящено много
работ. Среди них прежде всего следует отме-
тить фундаментальные работы: Гавриша В.К.,
Рябчун Л.М. [2], Гордиенко В.В., Усенко О.В.
[3, 4, 10], Истомина А.Н., Евдощука Н.И. [7],
Соллогуба В.Б. [12]. В этих работах приведена
детальная геологическая и геофизическая ин-
формация, посвящённая многим аспектам риф-
тового развития данного региона. В то же время
остаётся ещё много нерешённых проблем, в
частности это относится к вопросам развития
тепловых полей ДДВ в период активного риф-
тогенеза.
Для лучшего понимания процессов станов-
ления и развития ДДВ интерес представляет
расчёт эволюционирования тепловых полей на
протяжении рифтовой стадии развития. В дан-
ной статье автор, опираясь на представленную
выше геологическую и геофизическую инфор-
мацию о рифтовом развитии ДДВ, на основе
вариационной конечно-элементной методики [5]
представляет методику и результаты численного
моделирования эволюции тепловых полей с
© M.В. Лубков, 2008 134
Геофізика
учётом радиогенного тепловыделения пород в
начале (подход первых КТД) и конце (подход
третьих КТД) активного рифтового этапа раз-
вития ДДВ.
Постановка и метод решения задачи
Поскольку поперечный размер рассматри-
ваемого рифтогена значительно меньше про-
дольного размера, то его тепловое поле можно
рассматривать как плоское. Учитывая радио-
генное тепловыделение пород и пренебрегая
анизотропией теплофизических свойств, кото-
рая может быть связана с трещиноватостью этих
пород, воспользуемся изотропной нестацио-
нарной тепловой моделью. В этом случае общая
постановка двумерной задачи теплопроводности
в декартовой системе (x, y), связанной с текто-
ническим мегаблоком, имеет вид:
cρ
q)TTa(T
22
22
+
∂
∂
+
∂
∂
=
∂
∂
yxt
; (1)
T(t=0)=Tн; (2)
λgradT= α(T–Tгр). (3)
Здесь (1) – уравнение теплопроводности, (2) –
начальное условие, (3) – условие конвективного
теплообмена с граничащей средой, T (x, y, t) –
температура как функция двух координат и
времени, a – коэффициент температуропровод-
ности, q – объёмное тепловыделение радиоак-
тивных пород, c – удельная теплоёмкость, ρ –
плотность, Тн – начальная температура, λ –
коэффициент теплопроводности, α – коэффици-
ент теплоотдачи, Тгр – температура граничащей
среды.
Составим функционал представленной выше
задачи теплопроводности (1–3) в декартовой
системе (x, y):
F = ½ +⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
∂
∂
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
∫∫ ]
y
T
x
Tλ[{
2
S
2
dxdyqT}2
t
T
a
λ2
T
Tн
−
∂
∂
+ ∫ –
– ½ ; (4) dl
L
T)T2(Tα гр−∫
где S – площадь поперечного сечения рассмат-
риваемого объекта; L – контур, охватывающий
площадь S; dl – элемент контура.
Для решения нестационарной задачи тепло-
проводности (1–3) применяется вариационный
конечно-элементный метод [6], который сво-
дится к решению вариационного уравнения
теплопроводности:
δF(T) = 0. (5)
При решении уравнения (5) используется
восьмиузловой изопараметрический четырёх-
угольный криволинейный конечный элемент
[6]. В качестве глобальной системы координат,
где объединяются все конечные элементы, на
которые разбивается исследуемый объект, ис-
пользуется декартова система (x, y). В качестве
локальной системы координат, в которой опре-
деляются аппроксимирующие функции конеч-
ного элемента φi (i=1–8) [5] и проводится чис-
ленное интегрирование, используется нормали-
зованная система координат (ξ, η). В этой
системе координат (т.е. в пределах каждого ко-
нечного элемента) координаты, температура и
её производные по координатам аппроксими-
руются следующим образом:
∑
=
=
8
1i
iixx ϕ ; ; ; ∑
=
=
8
1
i
i
iyy ϕ ∑
=
=
8
1
TT
i
ii ϕ
∑
=
Φ=
∂
∂ 8
1
TT
i
iix
; ∑
=
Ψ=
∂
∂ 8
1
TT
i
iiy
; (6)
где )(
J
1
ξη
ϕ
ηξ
ϕ
∂
∂
∂
∂
−
∂
∂
∂
∂
=Φ
yx ii
i ;
)(
J
1
ηξ
ϕ
ξη
ϕ
∂
∂
∂
∂
−
∂
∂
∂
∂
=Ψ
yy ii
i ;
)J
ξηηξ ∂
∂
∂
∂
−
∂
∂
∂
∂
=
xyxy –
якобиан перехода из (x, y) в (ξ, η).
Исходя из соотношений (4)–(6) и предпола-
гая, что производная
t∂
∂T является известной
величиной и не варьируется, получаем систему
линейных дифференциальных уравнений по
времени относительно узловых значений темпе-
ратуры, представленную для каждого конечного
элемента P:
−++
∂
∂
=
∂
∂
∑
=
}T)B(A
t
T{H
T
F
k
p
ik
p
ik
k
8
1k
p
ik
i
p
– (i=1–8); (7) 0DR p
i
p
i =−
где ηξϕϕ ddijp
p
p
ij J
a
λH
1
1
1
1
∫∫
−−
= ;
ηξddijij
p J)(λA
1
1
1
1
p
ij ΨΨ+ΦΦ= ∫∫
−−
;
ηξϕ ddi
pp
i JqD
1
1
1
1
∫∫
−−
= ;
∫∫ +=
2
1
2
1
B
y
y
ijy
x
x
ijx
p
ij dydx ϕϕαϕϕα ;
∫∫ +=
2
1
2
1
TTR
y
y
i
p
грy
x
x
i
p
грx
p
i dydx ϕαϕα .
Здесь ( x1, x2 ) и ( y1, y2 ) – части контура L,
совпадающие со сторонами элемента P.
Для решения системы уравнений (7) отно-
сительно времени, при начальных условиях (2),
используется метод конечных разностей, в кото-
ром аппроксимация производной по времени
осуществляется по схеме:
135
Геодинаміка 1(7)/2008
t
ttt
t Δ
−Δ+
=
∂
∂ )T()T(T . (8)
Расписывая производные в системе (7) с
учётом (8), получаем следующую систему ли-
нейных алгебраических уравнений:
−Δ+++
Δ∑
=
)tt(T]BAH
t
1{[ k
p
ik
p
ik
p
ik
8
1k
0DR)}t(TH
t
1 p
i
p
ik
p
ik =−−
Δ
− (i=1–8). (9)
Далее, суммируя уравнения (9) по всем ко-
нечным элементам, на которые разбита иссле-
дуемая область, получаем глобальную систему
линейных алгебраических уравнений, позво-
ляющую определять неизвестные значения тем-
пературы в момент времени t+Δt через их
значения в предыдущий момент времени t.
Решение глобальной системы получается при
помощи метода Гаусса без выбора главного
элемента [6], вследствие чего температура опре-
деляется во всех узловых точках конечно-
элементной сетки. По найденным узловым зна-
чениям температура определяется в произволь-
ной точке исследуемой области в заданный
момент времени.
Расчёт эволюционирования тепловых
полей ДДВ в рифтовый период
При моделировании эволюции тепловых
полей ДДВ в рифтовий период, условно огра-
ничимся рассмотрением центральной её части,
которая в настоящее время соответствует Пол-
тавскому мегаблоку. В начале рифтового этапа
(перед подходом первых КТД, около 390–380
млн. лет назад [3]) геологическое строение дан-
ного мегаблока должно было примерно соот-
ветствовать нынешним соседним мегаструк-
турам Украинского щита (УЩ) и Воронежского
кристаллического массива (ВКМ), которые в
этом месте имеют близкое строение: 45 км
гранитизированных пород и 10 км пород ба-
зальтового слоя [7]. В конце активного риф-
тового периода (перед подходом третьих КТД,
около 360–355 млн. лет назад [3]) основные
преобразования консолидированной коры в рас-
сматриваемой рифтовой зоне уже были завер-
шены. Тектонические эффекты главным обра-
зом были связаны с охлаждением и уплотне-
нием пород нижней и средней частей консоли-
дированной коры и увеличением мощности слоя
осадочных пород. Суммарное опускание блоков
кристаллического фундамента в центральной
осевой части рифтогена к этому моменту могло
достигать 4–5 км [3]. Такое состояние развития
центральной части ДДВ в рассматриваемый
период времени приблизительно соответствует
развитию её северо-западной части (Чернигов-
скому мегаблоку) на современном этапе. По ви-
димому, эта часть ДДВ, в отличие от остальной
части, на протяжении своего развития не под-
вергалась столь мощному термическому воз-
действию. Таким образом, при моделировании
эволюции тепловых полей центральной части
ДДВ в конце активного рифтового периода в
качестве модели геологического разреза консо-
лидированной коры можно условно исполь-
зовать современное геологическое строение, ха-
рактерное для Черниговского мегаблока [7]. В
осевой части мегаблока: глины, алевриты сос-
тавляют верхний слой порядка 2 км; далее идут
песчаники – 1 км; алевролиты – 1 км; доломиты
– 1 км; граниты – 19 км; базальты – 13 км, затем
это строение плавно переходит в соответствую-
щие мегаструктуры УЩ и ВКМ, которые в
данном месте имеют близкое строение: 0,5 км
осадочных пород; 44,5 км гранитизованных
пород и 10 км пород базальтового слоя. В
качестве массивов теплопроводности и
температуропроводности при моделировании
были взяты средние значения величин
соответствующих пород [8]: глины, алевриты –
1,70 Вт/(м×град) и 7,05×10-7 м2/c; песчаники –
2,77 и 11,48×10-7; алевролиты – 1,99 и 10,39×10-
7; доломиты × 4,06; и 12,53×10-7; граниты – 2,51
и 9,16×10-7; базальты – 1,27 и 5,55×10-7. Следуя
данным работы [9], были выбраны средние
значения радиогенной теплогенерации: для
осадочных пород – 1 мкВт/м3; гранитов – 0,92
мкВт/м3; базальтов – 0,3 мкВт/м3.
Согласно источникам ([8] и др.), средняя
температура на разделе М на платформах
оценивается в 300–500˚C и при подходе
аномально горячей мантии (КТД) к границам
нижней коры её температура может достигать
порядка 1200 ˚C. При этом время подхода ано-
мальной мантии к коре мало по сравнению с
временем тепловой релаксации литосферы. В то
же время аномальная мантия по своей вязкости
относится к астеносфере, это позволяет пред-
положить, что между нею и астеносферой про-
исходит конвективный теплообмен, поддержи-
вающий температуру горячей мантии на грани-
це М постоянной в течении длительного перио-
да времени.
При моделировании эволюции теплового
поля ДДВ, с момента подхода первых КТД к
границам коры будем предполагать, что тем-
пература на границе М поддерживается посто-
янной и равной 1200˚C, температура окружаю-
щей литосферы на границе М равна 500˚C.
Начальную температуру рифтогена, а также
среднюю температуру земной поверхности бу-
дем полагать равными 10˚C. Сразу отметим, что
задание начального распределения температуры
рифтогена на уровне 10˚C является условным
шагом, необходимым для запуска динамической
модели и не отвечающим реальности. Однако,
учитывая тот факт, что тепловые потоки, воз-
никающие в рифтогене при подходе аномально
горячей мантии, значительно превосходят изна-
чальные стационарные потоки, легко предпо-
136
Геофізика
ложить, что реалистичное распределение темпе-
ратуры здесь возникнет уже через несколько
миллионов лет. При моделировании эволюции
теплового поля ДДВ, с момента подхода тре-
тьих КТД, на границе М рассмотрим случаи
аномальной мантии с температурами 1000 и
1200˚C. Температуру окружающей литосферы
также будем полагать равной 500˚C. Во всех
случаях линейные размеры КТД будем считать
равными 70 км [4]. В дальнейшем, ввиду бли-
зости к симметричному виду рассматриваемых
фрагментов бокового сечения ДДВ [9], при
моделировании ограничимся рассмотрением их
симметричных половин. На рисунках 1–5
представлены диаграммы температурных полей
с учётом радиогенного тепловыделения пород в
начале и конце рифтового этапа развития ДДВ.
Здесь по оси x в км отложено расстояние от
осевой зоны рифта в сторону его бортов, по оси
y – глубина в км. Рис. 1 характеризует
эволюцию теплового поля ДДВ спустя 1 (а.), 5
(б.), 10 (в.) и 30 (г.) млн. лет после прихода
первых КТД. Рис. 2 характеризует эволюцию
теплового поля ДДВ после прихода третьих
КТД, (а, в, д) – с температурой на границе М
порядка 1000˚C, (б, г, е) – с температурой
1200˚C. Рис. 2.а и 2.б описывает ситуацию
спустя 5 млн. лет, рис. 2.в и 2.г – спустя 10 млн.
лет и рис. 2.д и 2.е – спустя 30 млн. лет.
а.) б.)
в.) г.)
Рис. 1. Эволюция теплового поля ДДВ (с учётом радиогенного тепловыделения пород)
после прихода первых КТД с температурой 1200˚C на границе Мохоровичича (М):
спустя 1 млн. лет (а.); спустя 5 млн. лет (б.); спустя 10 млн. лет (в); спустя 30 млн. лет (г)
Анализ результатов
Анализ эволюции тепловых полей ДДВ в
начале рифтового этапа показывает, что в те-
чении первых 5 млн. лет после прихода первых
КТД с температурой на границе М порядка
1200˚C, кора в окрестности поднявшегося ас-
тенолита, прогревается достаточно медленно,
температурная отметка в 500˚C достигает толь-
ко нижней границы слоя гранитизованных по-
род. Таким образом, в этот период возможна
лишь эклогитизация нижних базальтовых слоёв
коры [10]. Спустя 10 млн. лет, температура в
500˚C уже достигает нижних слоёв залегания
гранитов, создавая все необходимые предпо-
сылки для начала прогрессивной стадии грану-
литовой фации метаморфизма [10].
Через 30 млн. лет, при условии, что темпе-
ратура аномальной мантии на границе М по-
137
Геодинаміка 1(7)/2008
прежнему поддерживается на уровне 1200˚C,
температурное поле полностью устанавливает-
ся. Температурная отметка в 500˚C останавли-
вается на глубине порядка 25 км. Очевидно,
подобные температурные условия должны соот-
ветствовать наиболее активной фазе рифтоге-
неза (процессы базификации и эклогитизации
достигают максимума), что должно приводить к
а.) б.)
в.) г.)
д.) е.)
Рис. 2. Эволюция теплового поля ДДВ (с учётом радиогенного тепловыделения пород) после
прихода третьих КТД: (а, в, д) – с температурой 1000˚C на границе М, (б, г. е) – с температурой
1200˚C на границе М (спустя 5 (а, б), 10 (в, г) и 30 (д, е) млн. лет
формированию консолидированной коры рифта,
её утонению и проседанию блоков кристалли-
ческого фундамента.
Анализ эволюции температурных полей
ДДВ в конце рифтового этапа, когда формиро-
вание рифтогена можно было считать уже
завершённым, показывает, что спустя 5 млн. лет
после прихода третьих КТД температурная
138
Геофізика
отметка в 500˚C остаётся в пределах середины
базальтового слоя.
Через 10 млн. лет, в случае более високо-
температурной мантии (1200˚C на границе М),
температура в 500˚C едва достигает границы
залегания гранитов. Следовательно, этот период
можно связывать только с процессами эклоги-
тизации в нижних слоях консолидированной
коры. Через 30 млн. лет, также при условии, что
температуры аномальной мантии на границе М
поддерживаются на прежних уровнях, темпера-
турное поле в окрестности рифтогена полнос-
тью устанавливается. В случае менее горячей
мантии (1000˚C на границе М) температурная
отметка в 500˚C останавливается на глубине
порядка 23 км, т.е. фактически на нижней
границе залегания гранитов. Очевидно, при та-
ких условиях процесс дальнейшей базификации
невозможен. В случае более горячей мантии
(1200˚C на границе М) температура в 500˚C
достигает нижних слоёв гранитизованных по-
род. Следовательно, в этом случае возможны
процессы как эклогитизации так и базификации,
приводящие к дальнейшему развитию авлако-
гена.
Выводы
Поскольку на нынешнем этапе развития
центральная часть ДДВ (Полтавский мегаблок)
имеет достаточно развитую рифтовую струк-
туру – утонённую консолидированную кору,
состоящую в осевой части из 10 км пород
осадочного слоя, 8 км гранитизированных пород
и 15 км пород базальтового слоя [7], то можно
предположить, что на протяжении рифтового
этапа развития по крайней мере центральная
часть ДДВ подвергалась воздействию серии
мощных астенолитов с температурой мантии на
границе М порядка 1200˚C. Как показывают
расчёты, астенолиты с более умеренной тем-
пературой мантии не могли бы привести к
нынешнему состоянию развития литосферы ос-
новной части ДДВ.
Литература
1. Грачёв А.Ф. Рифтовые зоны Земли. – М.:
Недра, 1987. – 285 с.
2. Гавриш В.К., Забелло Г.Д., Рябчун Л.М.
Геология и нефтегазоносность Днепровско-
Донецкой впадины. Глубинное строение и
геотектоническое развитие. – Киев: Наук.
думка, 1989. – 208 с.
3. Гордиенко В.В., Усенко О.В. Процесс риф-
тогенеза на примере герцинского Днепров-
ско–Донецкого рифта // Геофиз. журн. –
2002. – 24, N 4. – С. 42–59.
4. Гордиенко В.В., Усенко О.В. Глубинные
процессы в тектоносфере Украины. – Киев:
Изд. Ин-та геофизики НАН Украины, 2003.
– 147 с.
5. Лубков М.В. Определение статических чи-
сел Лява и Шида методом конечных эле-
ментов // Геофиз. журн. – 2004. – 26, N 6. –
С. 147–150.
6. Образцов И.Ф., Савельев Л.М., Хаза-
нов Х.С. Метод конечных элементов в
задачах строительной механики летатель-
ных аппаратов. – М.: Высшая школа, 1985. –
329 с.
7. Истомин А.Н., Евдощук Н.И. Геодинами-
ческие условия формирования Днепровско-
Донецкой впадины // Геофиз. журн. – 2002.
– 24, N 6. – С. 143–155.
8. Айзенберг Д.Е., Перченко О.И., Бражнико-
ва Н.Е. Геология и нефтегазоносность Дне-
провско-Донецкой впадины. Стратиграфия.
– Киев: Наук. думка, 1988. – 147 с.
9. Дортман Н.Б. Физические свойства горных
пород и полезных ископаемых (петрофи-
зика). Справочник геофизика. – М: Недра,
1976. – 527 с.
10. Усенко О.В. Тепловой поток и современная
активизация Донецкого бассейна (по новым
данным) // Геофиз. журн. – 2002. – 24, N 5. –
С. 102–111.
11. Артюшков Е.В., Бацанин С.Ф. Об измене-
нии теплового режима земной коры, свя-
занного с подходом к её нижней границе
аномальной мантии // Физика Земли – 1984.
– N 12. – С. 3–9.
12. Соллогуб В.Б. Литосфера Украины. – Киев:
Наук. думка, 1986. – 184 с.
13. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континен-
тальная кора, её состав и эволюция. – М.:
Мир, 1988. – 383 с.
ЕВОЛЮЦІОНУВАННЯ ТЕПЛОВИХ ПОЛІВ ДНІПРОВСЬКО-ДОНЕЦЬКОЇ ЗАПАДИНИ
НА АКТИВНІЙ СТАДІЇ РИФТОГЕНЕЗУ
M.В. Лубков
На основі чисельного моделювання з урахуванням радіогенного тепловиділення порід була
проаналізована поведінка теплових полів центральної частини ДДЗ на початку й кінці рифтового етапу
розвитку. Було встановлено, що температурні умови, необхідні для активізації процесів еклогитової
фації метаморфізму в нижніх шарах кори мали місце протягом усього розглянутого етапу. У той же час
для початку активізації процесів прогресивної стадії гранулитової фації метаморфізму в нижніх шарах
гранітозованих порід необхідний був процес тривалого прогрівання кори протягом порядку 10 млн.
років. Було також установлено, що температурне поле кори в розглянутій області повністю
139
Геодинаміка 1(7)/2008
встановлюється через 30 млн. років, за умови, що температура аномально горячої мантії на границі Мохо
підтримується постійною. Розрахунки показали, що для досягнення сучасної стадії розвитку, основна
частина ДДЗ протягом рифтового етапу повинна була піддаватися впливу серії потужних астенолітів –
так званих квантів тектонічної дії (КТД) з температурою аномальної мантії на границі Мохо порядку
1200˚C.
Ключові слова: Дніпровсько-Донецька западина; рифтогенез; астеноліт; теплові поля; комп’ю-
терне моделювання.
EVOLUTION OF THE HEAT FIELDS OF DNEPROVSKO-DONETSKY HOLLOW
AT THE ACTIVE RIFTING STAGE
M.V. Lubkov
On the base of computer modeling with calculation of the rock radioactivity was analyzed the behaviour
of the heat fields of the central part of DDH in the beginning and in the end of the rifting stage. It was showed,
that temperature conditions necessary for activity the process of eclogite metamorphism in the lower layers of
the crust took place during all this stage. Another hand, for activizations of process of progressive stage of
granulate metamorphism in the lower granite layers it was necessary the process of long heating of the crust
during about 10 ml. years. It was established, that temperature field of the crust would be static over 30 ml.
years, under condition, that constant temperature of the abnormal hot mantle on the border of Moho would be
supported. The calculation shows, that for achievement the modern stage of development, the main part of DDH
during the rifting period would be subjected to the action of the number of power astenolites with the
temperature of the anomalous mantle on the border of Moho about 1200˚C.
Key words: Dneprovsko-Donetsky hollow; rifting; astenolite; heat fields; computer modeling.
Полт
ім. С.І
Надійшла авська гравіметрична обсерваторія Інституту геофізики
. Субботіна НАН України, м. Полтава
07.10.2008
140
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-18530 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1992-142X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:30:03Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Лубков, М.В. 2011-03-31T22:48:39Z 2011-03-31T22:48:39Z 2008 Эволюционирование тепловых полей Днепровско-Донецкой впадины на активной стадии рифтогенеза / М.В. Лубков // Геодинаміка. — 2008. — № 1(7). — С. 134-140. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1992-142X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18530 550.36 На основе численного моделирования с учётом радиогенного тепловыделения пород было проанализировано поведение тепловых полей центральной части ДДВ в начале и конце рифтового этапа развития. Было установлено, что температурные условия, необходимые для активизации процессов эклогитовой фации метаморфизма в нижних слоях коры, имели место на протяжении всего рассматриваемого этапа. В то же время для начала активизации процессов прогрессивной стадии грануллитовой фации метаморфизма в нижних слоях гранитизованных пород необходим был процесс длительного прогревания коры в течении порядка 10 млн. лет. Было также установлено, что температурное поле коры в рассматриваемой области полностью устанавливается через 30 млн. лет, при условии, что температура аномально горячей мантии на границе Мохо поддерживается постоянной. Расчёты показали, что для достижения современной стадии развития, основная часть ДДВ на протяжении рифтового этапа должна была подвергаться воздействию серии мощных астенолитов – так называемых квантов тектонического действия (КТД) с температурой аномальной мантии на границе Мохо порядка 1200 °C. На основі чисельного моделювання з урахуванням радіогенного тепловиділення порід була проаналізована поведінка теплових полів центральної частини ДДЗ на початку й кінці рифтового етапу розвитку. Було встановлено, що температурні умови, необхідні для активізації процесів еклогитової фації метаморфізму в нижніх шарах кори мали місце протягом усього розглянутого етапу. У той же час для початку активізації процесів прогресивної стадії гранулитової фації метаморфізму в нижніх шарах гранітозованих порід необхідний був процес тривалого прогрівання кори протягом порядку 10 млн. років. Було також установлено, що температурне поле кори в розглянутій області повністю встановлюється через 30 млн. років, за умови, що температура аномально горячої мантії на границі Мохо підтримується постійною. Розрахунки показали, що для досягнення сучасної стадії розвитку, основна частина ДДЗ протягом рифтового етапу повинна була піддаватися впливу серії потужних астенолітів – так званих квантів тектонічної дії (КТД) з температурою аномальної мантії на границі Мохо порядку 1200°C. On the base of computer modeling with calculation of the rock radioactivity was analyzed the behaviour of the heat fields of the central part of DDH in the beginning and in the end of the rifting stage. It was showed, that temperature conditions necessary for activity the process of eclogite metamorphism in the lower layers of the crust took place during all this stage. Another hand, for activizations of process of progressive stage of granulate metamorphism in the lower granite layers it was necessary the process of long heating of the crust during about 10 ml. years. It was established, that temperature field of the crust would be static over 30 ml. years, under condition, that constant temperature of the abnormal hot mantle on the border of Moho would be supported. The calculation shows, that for achievement the modern stage of development, the main part of DDH during the rifting period would be subjected to the action of the number of power astenolites with the temperature of the anomalous mantle on the border of Moho about 1200°C. ru Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України Геодинаміка Геофізика Эволюционирование тепловых полей Днепровско-Донецкой впадины на активной стадии рифтогенеза Еволюціонування теплових полів Дніпровсько-Донецької западини на активній стадії рифтогенезу Evolution of the heat fields of Dneprovsko-Donetsky hollow at the active rifting stage Article published earlier |
| spellingShingle | Эволюционирование тепловых полей Днепровско-Донецкой впадины на активной стадии рифтогенеза Лубков, М.В. Геофізика |
| title | Эволюционирование тепловых полей Днепровско-Донецкой впадины на активной стадии рифтогенеза |
| title_alt | Еволюціонування теплових полів Дніпровсько-Донецької западини на активній стадії рифтогенезу Evolution of the heat fields of Dneprovsko-Donetsky hollow at the active rifting stage |
| title_full | Эволюционирование тепловых полей Днепровско-Донецкой впадины на активной стадии рифтогенеза |
| title_fullStr | Эволюционирование тепловых полей Днепровско-Донецкой впадины на активной стадии рифтогенеза |
| title_full_unstemmed | Эволюционирование тепловых полей Днепровско-Донецкой впадины на активной стадии рифтогенеза |
| title_short | Эволюционирование тепловых полей Днепровско-Донецкой впадины на активной стадии рифтогенеза |
| title_sort | эволюционирование тепловых полей днепровско-донецкой впадины на активной стадии рифтогенеза |
| topic | Геофізика |
| topic_facet | Геофізика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18530 |
| work_keys_str_mv | AT lubkovmv évolûcionirovanieteplovyhpoleidneprovskodoneckoivpadinynaaktivnoistadiiriftogeneza AT lubkovmv evolûcíonuvannâteplovihpolívdníprovsʹkodonecʹkoízapadininaaktivníistadííriftogenezu AT lubkovmv evolutionoftheheatfieldsofdneprovskodonetskyhollowattheactiveriftingstage |