Геодинаміка. – 2016. – №1(20)

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/34601

Науковий журнал

Науковий журнал “Геодинаміка” містить і наукові розділи – “Геодезія”, “Геологія”, “Геофізика”. У ньому опубліковано українською, російською та англійською мовами статті українських та зарубіжних вчених з зазначених дисциплін, які стосуються проблем геодинаміки та суміжних питань. Для спеціалістів - геодезистів, геологів та геофізиків, науковців академічних і галузевих установ, викладачів, аспірантів та студентів вищих навчальних закладів, які займаються проблемами геодинаміки та дослідженнями в суміжних галузях наук. Номери журналу “Геодинаміка”, починаючи з 2014 p., внесені в базу “Index Copernicus”. Статті, опубліковані в журналі “Геодинаміка”, визнаються ДАК України для захисту кандидатських та докторських дисертацій як наукометричні.

Геодинаміка : науковий журнал / Міністерство освіти і науки України, Національний університет "Львівська політехніка", Державна служба геодезії, картографії та кадастру України, Національна академія наук України, Інститут геофізики ім. С. І. Субботіна, Інститут геології і геохімії горючих копалин, Львівське астрономо-геодезичне товариство ; головний редактор К. Р. Третяк. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2016. – № 1 (20). – 204 с. : іл.

Browse

Search Results

Now showing 1 - 10 of 17
  • Thumbnail Image
    Item
    Сейсмічність, геологія, сейсмотектоніка і геодинаміка району Теребле-Ріцької ГЕС (Українське Закарпаття)
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Назаревич, А. В.; Назаревич, Л. Є.; Шлапінський, В. Є.
    Мета. Метою роботи є провести комплексний аналіз сейсмічності, геології, сейсмотектоніки та різномасштабних геодинамічних процесів у районі Теребле-Ріцької ГЕС в Українському Закарпатті (23.35-23.87ºS, 48.23-48.51ºN) для уточнення оцінок геоекологічних ризиків. Методика. Методика досліджень – це комплексний аналіз сейсмічних, геологічних та геодезичних даних, зокрема з залученням сучасних методик та найновіших результатів досліджень, зокрема, даних про сейсмічність Карпатського регіону України за історичний період та період інструментальних спостережень, нових методик аналізу макросейсмічних полів та уточнення гіпоцентрії Закарпатських землетрусів, аналіз геології та тектоніки поширених тут приповерхневих покривів насувного типу, геоморфологічний аналіз особливостей рельєфу та сучасних рельєфотворчих процесів, проведення спеціальних геодезичних (зокрема моніторингових) досліджень (тріангуляція, світловіддалемірні, GPS-дослідження) та аналіз отриманих даних. Результати. За геолого-тектонічними даними Теребле-Ріцька ГЕС розташована на геологічних структурах Буркутського (Поркулецького) покриву Українських Карпат, приблизно на 2 км південніше від лінії його контакту з Дуклянсько-Чорногірським (Дуклянським) покривом. Зона ГЕС знаходиться на відстані близько 16–18 км на північний схід від зони сейсмоактивного Закарпатського глибинного розлому (сутури) і на відстані близько 28–30 км від зони зчленування його з також сейсмо- активним Оашським меридіональним розломом Закарпатського прогину. За результатами сейсмоло- гічних досліджень на заході району (на 23.43±0.03ºS) простежена субмеридіональна глибинна (з вогни- щами землетрусів до глибини 38–52 км) сейсмотектонічно активна зона контакту терейнів Алькапа і Тисія-Дакія в Карпатському регіоні України. На півдні і південному сході сейсмоактивною (активність до глибин 31 км) є діагональна (північно-західно – південно-східного напрямку, аз. 117±5º) зона Закарпатського глибинного розлому. Центральна частина зони (район водосховища) є в сейсмічному відношенні порівняно слабкоактивною. За макросейсмічними даними район ГЕС і водосховища зазнавав струшувань силою до 3–4 балів від історичних землетрусів у Чумальово (1935 р.) і Драгово (1937 р.), а також від Углянських (1978 р.) та Колочавського (2011 р.) землетрусів. Сейсмічна активність наявних тут приповерхневих (0–6 км) геологічних структур – покривів насувної кінематики є відносно невеликою (13 слабких землетрусів з М=0,8–2,2 на територію розміром 26×30 км за 55 років). У прилеглій до Закарпатського глибинного розлому зоні простежена “сейсмофокальна” площина, яка занурюється від зони розлому (з глибини 6 км) під кутом 55±3º у північно-східному напрямку під карпатські структури (до глибини 32 км) і є індикатором сучасної залишкової активності процесу так званої “крокодилової тектоніки” в Карпатському регіоні України. Наукова новизна. Вперше проведено детальний комплексний аналіз сейсмічності, геології, сейсмотектоніки та різномасштабних геодинамічних процесів у районі Теребле-Ріцької ГЕС. Визначено основні особливості глибинно-просторового розподілу сейсмічної активності в районі досліджень, зокрема, встановлено наявність сейсмофокальної площини, що простягається по азимуту близько 110º вздовж Закарпатського глибинного розлому (на відстані 8–10 км на південь від майданчика ГЕС), занурючись від нього під Карпати з глибин 5–6 км і до глибин 20–30 км з кутом падіння близько 57º, що чітко ілюструє успадковану загасаючу активність процесів так званої “крокодилової тектоніки” в регіоні. Також встановлено наявність зони “сейсмічного затишшя” для землетрусів з М≥1 у радіусі 7–9 км від майданчика ГЕС за період інструментальних спостережень (з 1961 року) і у радіусі 15 км для землетрусів з М≥2,5 за останні 170 років. Оцінено реалізовану (3–4 бали за останні 170 років) і прогнозовану (до 5–7 балів) інтенсивність сейсмічних струшувань для майданчика ГЕС. Простежено зв’язок місцевої сейсмічної активності з наявними тут на глибинах 10–11 км зонами підвищеної провідності в земній корі. Практична значущість. Результати досліджень дають можливість оцінити ймовірні сейсмічні та деформаційні впливи на споруди Теребле-Ріцької ГЕС і водосховище, розробити на цій основі проект організації геофізичного і геодезичного геодинамічного моніторингу у зоні майданчика ГЕС з метою детального вивчення різномасштабних геодинамічних процесів на цій території і розробки необхідних інженерно-технічних заходів для забезпечення надійної та екологічно безпечної експлуатації ГЕС. Цель. Цель работы – провести комплексный анализ сейсмичности, геологии, сейсмотектоники и разномасштабных геодинамических процессов в районе Теребле-Рицкой ГЭС в Украинском Закарпатье (23.35-23.87ºS, 48.23-48.51ºN) для уточнения оценок геоэкологических рисков. Методика. Методика исследований включает комплексный анализ сейсмических, геологических и геодезических данных, в том числе с привлечением современных методик и новейших результатов исследований, в частности, данных о сейсмичности Карпатского региона Украины за исторический период и период инструментальных наблюдений, новых методик анализа макросейсмических полей и уточнения гипоцентрии закарпатских землетрясений, анализ геологии и тектоники распространенных здесь приповерхностных покровов надвигового типа, геоморфологический анализ особенностей рельефа и современных рельефообразовательных процессов, проведения специальных геодезических (в том числе мониторинговых) исследований (триангуляция, светодальнемерные, GPS-исследования) и анализ полученных данных. Результаты. По геолого-тектоническим данным Теребля-Рицкая ГЭС расположена на геологических структурах Буркутского (Поркулецкого) покрова Украинских Карпат, примерно на 2 км южнее линии его контакта с Дуклянско-Черногорским (Дуклянским) покровом. Зона ГЭС находится на расстоянии примерно 16–18 км к северо-востоку от зоны сейсмоактивного Закарпатского глубинного разлома (сутуры) и на расстоянии порядка 28–30 км от зоны сочленения его с также сейсмоактивным Оашским меридиональным разломом Закарпатского прогиба. По результатам сейсмологических исследований на западе района (на 23.43±0.03ºS) прослежена субмеридиональная глубинная (с очагами землетрясений до глубины 38–52 км) сейсмотектонически активная зона контакта террейнов Алькапа и Тиссия-Дакия в Карпатском регионе Украины. На юге и юго-востоке сейсмоактивной (активность до глубин 31 км) является диагональная (северо-западно – юго-восточного направления, аз. 117±5º) зона Закарпатского глубинного разлома. Центральная часть зоны (район водохранилища) является в сейсмическом отношении сравнительно слабоактивной. По макросейсмическим данным район ГЭС и водохранилища испытывал сотрясения силой до 3–4 баллов от исторических землетрясений в Чумалёво (1935 г.) и Драгово (1937 г.), а также от Углянского (1978 г.) и Колочавского (2011 г.) землетрясений. Сейсмическая активность имеющихся здесь приповерхностных (0–6 км) геологических структур – покровов надвиговой кинематики относительно небольшая (13 слабых землетрясений с М=0,8–2,2 на территорию размером 26×30 км за 55 лет). В прилегающей к Закарпатскому глубинному разлому зоне прослежена “сейсмофокальная” плоскость, которая погружается от зоны разлома (с глубины 6 км) под углом 57±2º в северо-восточном направлении под карпатские структуры (до глубины 32 км) и является индикатором современной остаточной активности процесса так называемой “крокодиловой тектоники” в Карпатском регионе Украины. Научная новизна. Впервые проведен детальный комплексный анализ сейсмичности, геологии, сейсмотектоники и разномасштабных геодинамических процессов в районе Теребле-Рицкой ГЭС. Определены основные особенности глубинно-пространственного распределения сейсмической активности в районе исследований, в частности, установлено наличие сейсмофокальной плоскости, простирающейся по азимуту около 110º вдоль Закарпатского глубинного разлома (на расстоянии 8–10 км к югу от площадки ГЭС), погружаясь от него под Карпаты с глубин 5–6 км и до глубин 20–30 км с углом падения около 57º, что четко иллюстрирует унаследованную затухающую активность процессов так называемой “крокодиловой тектоники” в регионе. Также установлено наличие зоны “сейсмического затишья” для землетрясений с М≥1 в радиусе 7-9 км от площадки ГЭС за период инструментальных наблюдений (с 1961 года) и в радиусе 15 км для землетрясений с М ≥2,5 за последние 170 лет. Оценена реализованная (3–4 балла за последние 170 лет) и прогнозируемая (до 5–7 баллов) интенсивность сейсмических сотрясений для площадки ГЭС. Прослежена связь местной сейсмической активности с имеющимися здесь на глубинах 10–11 км зонами повышенной проводимости в земной коре. Практическая значимость. Результаты исследований дают возможность оценить вероятные сейсмические и деформационные воздействия на сооружения Теребле-Рицкой ГЭС и водохранилище, разработать на этой основе проект организации геофизического и геодезического геодинамического мониторинга в зоне площадки ГЭС с целью детального изучения разномасштабных геодинамических процессов на этой территории и разработки необходимых инженерно-технических мер для обеспечения надежной и экологически безопасной эксплуатации ГЭС. Purpose. The aim of the work is to conduct the complex analysis of seismicity, geology, seismotectonics and difference scale geodynamic processes in the Tereblya-Rika hydro power station (HPS) area in the Ukrainian Transcarpathians (23.35-23.87ºS, 48.23-48.51ºN) to refine estimation of geo-ecological risks. Methods. Research methodology includes comprehensive analysis of seismic, geological and geodetic data, including those involving modern techniques and the latest research results, including data on seismicity of Carpathian region of Ukraine during the historical period and the period of instrumental observations, new methods of analysis of macroseismic fields and Transcarpathian earthquakes fosi refinement, analysis of geology and tectonics of widespread here nearsurface thrust nappes, geomorphological analysis of relief features and modern relief generating processes, special (including monitoring) geodetic surveying research (triangulation and optical range finder measurements, GPS-studies) and an analysis of obtained data. Results. According to geological and tectonic data Tereblya-Rika HPS is located on geological structures of Burkut (Porkulets) nappe of the Ukrainian Carpathians, about 2 km south of the line of his contact with Duklya-Chornogora (Duklya) nappe. HPS zone is at a distance of 16–18 km north-east of the Transcarpathian seismically active deep fault (suture) and at a distance of 28–30 km from the junction of him with also seismoactive Oash meridional fault of Transcarpathian depression. By results of seismological studies in the West of area (at 23.43±0.03ºS) the submeridional depth (from earthquake to 38–52 km depth) seismotectonically active zone of contact of terrane Alkapa and Tisza- Dacia in the Carpathian region of Ukraine is traced. In the south and southeast the seismically active (activity to 31 km depths) is diagonal (northwest – southeast direction, az. 117 ±5º) Transcarpathian deep fault zone. The central part of the zone (HPS reservoir area) is relatively low seismically active. By macroseismic data the HPS and reservoir area undergo by seismic shakings with intensity to 3–4 points from historical 1935 Chumalovo and 1937 Drahovo earthquakes and from 1978 Uhlya and 2011 Kolochava earthquakes. Seismic activity of available here near surface (0-6 km) geological structures – thrust nappes is relatively low (13 weak earthquakes with M=0,8–2,2 on 26×30 km territory during 55 years). In adjacent to the Transcarpathian deep fault zone the “seismic focal surface” (plane) was traced, which fall down from the fault zone (from the depth of 6 km) at an 57±2º angle in the north-east under the Carpathian structures (to a depth of 32 km) and it is an indicator of current residual activity of the process of so-called “crocodile tectonics” in the Carpathian region of Ukraine. Originality. For the first time a detailed comprehensive analysis of seismicity, geology, seismotectonics and difference scale geodynamic processes in Tereblya-Rika HPS area was carried out. The main features of deepspatial distribution of seismic activity in the area, in particular, the presence of “seismic focal surface” (plane) that extends approximately 110º azimuth along the Transcarpathian deep fault (at a 8–10 km distance in south from the HPS site) fall down from him under the Carpathians (from depths of 5–6 km to depths of 20–30 km) with the dip angle of about 57º, that clearly illustrates the inherited decreasing activity of so-called “crocodile tectonics” processes in the region. Also the presence of “seismic lull” zone for M≥1 earthquake within 7–9 km radius from HPS site for the period of instrumental observations (since 1961) and within 15 km radius for earthquakes with M≥2,5 for last 170 years. Realized (3–4 points over last 170 years) and predicted (5–7 points) seismic shakings intensity for HPS site was estimated. The connection of local seismic activity with available here at depths of 10-11 km zones of increased conductivity in the Earth's crust was traced. Practical significance. The research results make it possible to assess the possible seismic and deformation influences on Tereblya-Rika HPS constructions and reservoir, to develop on this basis a project of geophysical and geodetic geodynamic monitoring in the site HPS area with the aim of detailed study of multiscale geodynamic processes in the area and development the necessary engineering measures to ensure reliable and ecologically safe operation of HPS.
  • Thumbnail Image
    Item
    Зміст до «Геодинаміка» № 1 (20)
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016)
  • Thumbnail Image
    Item
    Моделювання напружено-деформованого стану основ інженерних конструкцій для оцінки сейсмічного впливу
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Ю. П. Стародуб; Купльовський, Б. Є.; Брич, Т. Б.; Прокопишин, В. І.; Олещук, О. П.; Олещук, Є. І.
    Мета. Метою проведеної роботи була оцінка зміни передаточної характеристики сейсмічного середовища за додаткового навантаження на нього масивних інженерних конструкцій. Такий аналіз дасть змогу точніше оцінити характеристики осадових товщ під час досліджень передаточних характеристик середовища під інженерними спорудами вже на етапі проектування самих конструкцій. Методика. Частотну характеристику середовища отримано розв’язанням прямої динамічної задачі сейсміки. Для вирішення цієї задачі та розрахунку напружено-деформованого стану середовища використовувався метод скінчених елементів. Цінність цього методу математичного моделювання полягає в можливості проводити розрахунки для середовищ із складною геометричною будовою та різноманітними включеннями. Задаючи сигнал у вигляді, близькому до дельта імпульсу, отримуємо відклик середовища у повному можливому діапазоні частот коливання моделі, без додаткової обробки вхідних та вихідних сигналів. Результати. Здійснений розрахунок напружено-деформованого стану осадового шару під великими інженерними конструкціями. Змодельоване хвильове поле у середовищі. Розрахунок напружено-деформованого стану осадового шару та моделювання хвильового поля для цього середовища проводилося для трьох моделей: перша – модель осадового шару без інженерних конструкцій; друга та третя моделі – те саме середовище з розміщеними на них інженерними конструкціями з основою фундаменту 46 м та 86 м відповідно. Розраховано передаточну характеристику осадового шару для трьох моделей. Проведене моделювання показало, що передаточна характеристика середовища суттєво змінюється залежно від навантаження, яке викликане спорудами. Наукова новизна. Показаний підхід дає змогу розрахувати передаточну характеристику осадового шару, яка характе- ризуватиме середовище після зміни напружено-деформованого стану, математичними методами, не проводячи інструментальних досліджень. Практична значущість. Запропонована методика дає можливість оцінювати передаточну характеристику сейсмічного середовища та зміну її на етапі проектування складних конструкцій і вносити необхідні виправлення вже на цьому етапі. Цель. Целью проведенной работы является оценка изменения передаточной характеристики сейсмической среды при дополнительной нагрузке мощными инженерными конструкциями. Такой анализ позволяет более точно оценивать характеристики осадочных слоев при исследовании передаточных характеристик середы под инженерными сооружениями уже на этапе проектирования. Методика. Частотные характеристики среды было получено путем решения прямой динамической задачи сейсмики. Для решения этой задачи и расчета напряженно-деформированного состояния среды использовался метод конечных элементов. Ценность этого метода математического моделирования в том, что он позволяет проводить расчеты для сложных геометрически сред и с разнообразными включениями. Используя сигнал в виде, близком к дельта импульсу, ми получаем отзыв среды в полном диапазоне частот колебаний модели, без дополнительной обработки входных и выходных сигналов. Результаты. Проведен расчет напряженно- деформированного состояния осадочного слоя под большими инженерными конструкциями. Смоделировано волновое поле в среде. Расчет напряженно-деформированного состояния осадочного слоя и моделирования волнового поля для этой среды проводилось для трех моделей: первая – модель осадочного слоя без инженерных конструкций; вторая и третья модели – та же среда с размещенными на них инженерными конструкциями с основанием фундамента 46 м и 86 м соответственно. Рассчитано передаточную характеристику осадочного слоя для трех моделей. Проведенное моделирование показало, что передаточная характеристика среды существенно меняется в зависимости от нагрузки, вызванной сооружениями. Научная новизна. Данный подход позволяет рассчитать передаточную характеристику осадочного слоя, которая будет характеризовать среду после изменения напряженно-деформированного состояния, математическими методами, не проводя инструментальных исследований. Практическая значимость. Эта методика позволяет оценивать передаточную характеристику сейсмической среды и изменение ее на этапе проектирования сложных конструкций, а также вносить необходимые исправления уже на этом этапе. Purpose. The aim of this work was to evaluate changes in the transfer characteristics of the seismic environment with additional loading of massive engineering structures. This analysis will help to more accurately assess the characteristics of sedimentary layer in the study of the transfer characteristics of environment under the engineering structures already at the design stage of construction. Methodology. Frequency characteristic of environment was obtained by solving the direct dynamic seismic problem. To solve this problem and calculate the stress-strain state of the environment was used finite element method. The value of this method of mathematical modeling is the ability to make calculations for environments with complex geometrical structure and various inclusions. Setting a signal as close to the delta impulse, we receive environment response in the full possible frequency range of fluctuations in the models, without additional processing input and output signal. Results. Calculation of stress-strain state of the sedimentary layer under the large engineering structures was carried out. Wave field in the surrounding environment was modeled. Calculation of stress-strain state of the sedimentary layer and modeling of wave field for this environment was conducted for the three models: the first – the model of the sedimentary layer without engineering structures; the second and third model – the same environment with placed engineering structures with base of the foundation 46 m and 86 m, respectively. Transfer characteristics of sedimentary layer of the three models were calculated. The conducted simulation showed that the transfer characteristic of environment changes significantly depending on the load caused by buildings. Scientific innovation. Showed approach allows us to calculate the transfer characteristics of the sedimentary layer that will characterize the environment after the change of the stress-strain state, only using mathematical methods without making instrumental studies. Practical significance. This technique allows to evaluate the transfer characteristics of the seismic environment and its change at the design stage of complex structures and make necessary corrections already at this stage.
  • Thumbnail Image
    Item
    Збудження землетрусів у літосфері Азово-Чорноморського басейну сейшовим деформуванням дна
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Анахов, П. В.
    Мета. Оцінка можливих причин землетрусів у зоні водойм через порівняння деформацій поверхні Землі, зумовлених власними коливаннями води, із деформаціями, що зумовлені навантаженням від створеного водоймами тиску. Методика. Методика засновується на припущенні щодо можливості збудження землетрусу за рахунок порушень утоми, які накопичуються в межах напруженого тектонічного розлому в разі подразнення його сейшовою хвилею. Літосферні деформації від тиску сейшової хвилі утворюють решітку з ліній пучностей. Результати. Підвищення середнього рівня океану на 104,99 м за останні 17,7 тисяч років привело до наповнення котловини Азовського моря і збільшення площі Чорного моря. Порівняння величин деформацій дна Чорного моря, що викликані навантаженням від створеного водоймами тиску, із деформаціями сейшового походження не спростовує припущення про те, що коливання поверхні води у морі, спричинені стоячими хвилями, можуть сприяти збудженню землетрусів. Допускається вплив на сейсмічну інтенсивність водного басейну сейш Азовського моря, максимальний ефект утоми від дії яких порівняний із ефектом утоми від дії сейш Чорного моря. Таким чином, непрямо підтверджується можливий вплив на зміну нормативної сейсмічності зони водойм як статичного навантаження, зумовленого вагою води і створений цим поровий тиск, так і порівняно з ними варіації порового тиску, що зумовлені режимом підземних вод. У нашому випадку режим підземних вод є функцією власних, сейшових коливань води. Крім того, вплив сейш на сейсмічно активний тектонічний розлом відрізняє положення силових ліній, які утворюють решітку. Наукова новизна. Розроблено модель сейшового деформування дна. Відповідно до моделі, силові лінії поля довгоперіодних сейшових коливань утворюють решітку, розміри комірок якої залежать від морфометричних характеристик водойм. Зміни сейсмічної інтенсивності зони водойми відбуваються за рахунок накопичення порушень утоми сейсмічно активного тектонічного розлому, зосередженого в околиці силових ліній. Практична значущість. Використання решіточної моделі сейшового деформування дна дасть змогу прогнозувати можливі землетруси. Для оцінки сейсмічної інтенсивності слугують два критерії: тип сейсмічно активного тектонічного розлому і його місце розташування відносно силових ліній поля сейшових коливань; спрямованість зміни величини порушень утоми розлому. Цель. Оценка возможных причин землетрясений в зоне водоемов путем сравнения деформаций поверхности Земли, обусловленных собственными колебаниями воды, с деформациями, которые вызваны нагрузкой от созданного водоемами давления. Методика. Методика основывается на предположении о возможности возбуждения землетрясения за счет усталостных нарушений, которые накапливаются в пределах напряженного тектонического разлома при раздражении его сейшевой волной. Литосферные деформации от давления сейшевой волны образуют решетку из линий пучностей. Результаты. Повышение среднего уровня океана на 104,99 м за последние 17 700 лет привело к наполнению котловины Азовского моря и увеличению площади Черного моря. Сравнение величин деформаций дна Черного моря, вызванных нагрузкой от созданного водоемами давления, с деформациями сейшового происхождения не опровергает предположения о том, что колебания поверхности воды в море, вызванные стоячими волнами, могут способствовать возбуждению землетрясений. Допускается влияние на сейсмическую интенсивность водного бассейна сейш Азовского моря, максимальный усталостный эффект от действия которых сравним с усталостным эффектом от действия сейш Черного моря. Таким образом, косвенно подтверждается возможное влияние на изменение нормативной сейсмичности зоны водоемов как статической нагрузки, обусловленной весом воды и созданное этим поровое давление, так и сравнимые с ними вариации порового давления, которые обусловлены режимом подземных вод. В нашем случае режим подземных вод является функцией собственных, сейшевых колебаний воды. Кроме того, влияние сейш на сейсмически активный тектонический разлом отличает положение силовых линий, которые образуют решетку. Научная новизна. Разработана модель сейшевого деформирования дна. Согласно модели, силовые линии поля длиннопериодных сейшевых колебаний образуют решетку, размеры ячеек которой зависят от морфометрических характеристик водоемов. Изменения сейсмической интенсивности зоны водоема происходят за счет накопления усталостных нарушений сейсмически активного тектонического разлома, сосредоточенного в окрестности силовых линий. Практическая значимость. Использование решеточной модели сейшевого деформирования дна позволит прогнозировать возможные землетря- сения. Для оценки сейсмической интенсивности служат два критерия: тип сейсмически активного тектонического разлома и его местоположение по отношению к силовым линиям поля сейшевых колебаний; направленность изменения величины усталостных нарушений разлома. Purpose. Evaluation of possible causes of earthquakes in the area of waters by comparing the Earth's surface deformations, caused by their own variations of water, with deformations, caused by stress from pressure created ponds. Method. The method is based on the hypothesis of the possibility of excitation of the earthquake as a result of the fatigue defects, which accumulated in the intense tectonic fault due to oscillation of seiche-triggered wave. Lithosphere deformations, caused by pressure of seiche-triggered waves, form the lattice of antinode lines. Results. Increasing of mean sea level at 104.99 meters in the last 17 700 years has led to the filling of the basin of Azov Sea and to the increase of the area of Black Sea. Comparison of deformations of the Black Sea bottom, which caused by the load from the pressure created by waters, with deformations of seiches origin does not disprove the assumption that fluctuations of water surface in the sea, caused by standing waves, can contribute to the excitation of the earthquake. It is assumed impact on seismic intensity of the basin from seiches of Azov Sea, the maximum fatigue effect of which is comparable to the effect of fatigue actions seiches of Black Sea. Thus, indirectly confirmed the possible impact on normative seismicity of water seismic zone static load, caused by the weight of the water and created this pore pressure, and compared these changes with the variation of pore pressure conditions, caused by groundwater. In our case, groundwater condition is a function of its own, seiche fluctuations of water. In addition, the impact on seiche seismically active tectonic fault distinguished position power lines that form a grid. Originality. We developed model of seiche-triggered deformation of the ground. According to the model, field lines of the field of long-period seiches oscillations form lattice with sizes of cells, which depend on the morphometric characteristics of waters. Changes of the seismic intensity of zone of waters occur due to the accumulation of fatigue defects in seismically active tectonic fault, concentrated in the vicinity of field lines. Practical significance. Using the lattice model of seiche-triggered deformation of the ground allows predicting possible earthquakes. To evaluate the seismic intensity we propose two criteria: type of seismically active tectonic fault and its location relative to the field lines of seiche-triggered oscillations; direction of change of the fatigue defects of the fault.
  • Thumbnail Image
    Item
    Теоретичні й експериментальні частотні характеристики приповерхневих шарів під сейсмічними станціями “Тросник”, “Ужгород” і “Міжгір’я”
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Гнип, А. Р.
    Мета. У роботі експериментальні спектральні співвідношення між горизонтальною і вертикальною компонентами переміщень у коливаннях, збуджених місцевими землетрусами і шумами, зареєстро- ваними сейсмічними станціями Ужгород, Тросник і Міжгір’я (частотні характеристики середовища під станціями), порівнюються з обчисленими теоретично за швидкісними моделями, побудованими на основі даних буріння у приповерхневих шарах; оцінюється ступінь збігу резонансних частот і перспектива використання експериментальних і теоретичних частоних характеристик у регіональних сейсмологічних дослідженнях. Методика. Теоретичні спектральні співвідношення між горизонтальною і вертикальною компонентами переміщень на вільній поверхні ідеально-пружного горизонтально-шаруватого півпрос- тору для джерела у вигляді плоскої поздовжної хвилі обчислювалися з використанням алгоритму, побудованого на основі матричного методу, і порівнювалися з експериментальними, обчисленими за відрізками записів малих землетрусів і шумів, виправлених за вплив сейсмографа, довжина яких обиралася такою, щоб забезпечити відсів глибинних фаз, можливо не врахованих під час обчислення теоретичних співвідношень через недостатню загальну товщину моделей, а також фаз, утворених падінням прямих поперечних хвиль від джерела. Ступінь збігу між частотними характеристиками оцінювався обчисленням функції взаємної кореляції. Результати. Найвищі ступені взаємної кореляції виявлено між експериментальними частотними характеристиками середовища під сейсмічними станціями Карпатської мережі, обчисленими за записами місцевих землетрусів, й теоретичними характеристиками для горизонтальних фазових швидкостей, що відповідають швидкостям вступів поздовжних хвиль на станціях від землетрусів. Про невипадковість збігу можна судити за величиною максимумів функції, яка досягала  0,8 і більше, і з огляду на невелике зміщення відповідних максимумів по частоті,  0,2 Гц і менше. Це може свідчити, з одного боку, як про адекватність моделей, побудованих за даними буріння, використаних для обчислення теоретичних частотних характеристик, так і про придатність експериментального співвідношення для оцінювання резонансних частот середовища під станціями, де дані буріння відсутні, з іншого. Виявлено також і високі ступені кореляції між експериментальними спектральними співвідношеннями між компонентами записів малих землетрусів на станціях і співвідношеннями для шумів, що уможливлює використання саме останніх для оцінювання резонансних властивостей середовища. Наукова новизна. Уперше інтерференційні резонансні властивості приповерхневих шарів середовища під сейсмічними станціями Міжгір’я, Тросник і Ужгород оцінено з використанням двох альтернативних підходів – обчислення теоретичного спектрального співвідношення між горизонтальною і вертикальною компонентами переміщень на вільній поверхні за моделями, побудованими за даними буріння, та визначення експериментального співвідношення за компонентами записів малих землетрусів і шумів на цих станціях. Доведено збіжність результатів цих підходів та доцільність їхнього використання в сейсмологічних дослідженнях у Карпатському регіоні. Практична значущість. Частоти інтерференційних резонансів у шаруватому середовищі під сейсмічними станціями необхідно враховувати під час оцінювання впливу середовища на записи сейсмічних сигналів на станціях, оцінюванні параметрів можливого сейсмічного впливу тощо. Запропоновано надійні й ефективні методи оцінювання цих частот і товщин поверхневих шарів за допомогою теоретичного моделювання частотних характеристик середовища і їхнього експериментального визначення за записами землетрусів і шумів на станціях. Цель. В работе экспериментальные спектральные соотношения между горизонтальной и вертикальной составляющими смещений в колебаниях, возбужденных местными землетрясениями и шумами, зарегистрированных сейсмическими станциями Ужгород, Тросник и Межгорье (частотные характеристики среды под станциями), сравниваются с рассчитанными теоретически с использованием скоростных моделей, построенных по данным бурения в приповерхностных слоях; оценивается степень совпадения резонансных частот и перспектива использования экспериментальных и теоретических частотных характеристик в региональных сейсмологических исследованих. Методика. Теоретические спектральные соотношения между горизонтальной и вертикальной составляющими смещений на свободной поверхности идельно-упругого горизонтально-слоистого полупространства для источника в виде продольной плоской волны рассчитывались с использованием алгоритма, построенного на основе матричного метода, и сравнивались с экспериментальными, рассчитанными с использованием отрезков записей малых землетрясений и шумов, исправленных за влияние сейсмографа, длину которых выбирали такой, чтобы обеспечить отсев глубинных фаз, возможно не учтенных при рассчете теоретических соотношений вследствие недостаточной общей толщины моделей, а также фаз, образованных падением прямых поперечных волн от источника. Степень совпадения между частотными характеристиками оценивалась путем вычисления функции взаимной корреляции между ними. Результаты. Самые высокие степени взаимной корреляции получены между экспериментальными частотными характерис- тиками среды под сейсмическими станциями Карпатской сети, определенных с использованием записей местных землетрясений, и теоретическими характеристиками для горизонтальных фазовых скоростей, которые соответствуют скоростям вступлений продольных волн на станциях от землетрясений. О неслучайном характере совпадения можна судить по высоким значениям максимумов функции, которые достигали  0,8 и более, и с учетом незначительных значений смещений по частоте,  0,2 Гц и менее. Это может свидетельствовать, с одной стороны, как об адекватности моделей, построенных по данным бурения и использованных для рассчета теоретических частотных характеристик, так и о применимости экспериментального соостношения для оценивания резонансных частот среды под станциями, где данные бурения отсутствуют, с другой. Получены также и высокие степени корреляции между экспериментальными спектральными соотношениями между составляющими записей малых землетрясений и соотношениями для шумов, что позволяет использовать только шумы для оценивания резонансных свойств среды. Научная новизна. Впервые интерференционные резонансные свойства слоев среды под сейсмическими станциями Межгорье, Тросник и Ужгород оценены с использованием двух альтернативных подходов – рассчета теоретического спектрального соотношения между горизонтальной и вертикальной составляющими смещений на свободной поверхности с использовапнаием моделей, построенных по данным бурения, и определения экспериментального соотношения с использованием записей малых землетрясений и шумов на этих станциях. Доказана сходимость результатов этих подходов и целесообразность их использования в сейсмологических исследованиях в Карпатском регионе. Практическая значимость. Частоты интерференционных резонансов в слоистой среде под сейсмическими станциями необходимо учитывать при оценивании влияния среды на записи сейсмических сигналов на станциях, параметров возможного сейсмического воздействия и т.п. Предложены надежные и эффективные методы оценивания этих частот и мощности поверхностных слоев путем теоретического моделирования частотных характеристик среды и их экспериментального определения с использованием записей землетрясений и шумов на станциях. Purpose. In the paper, experimental spectral ratios between horizontal and vertical components of displacements from local earthquakes and noise recorded at the stations Uzhgorod, Trosnyk and Mizhgirya (frequency characteristics of the medium under the stations) are compared to synthetic ratios calculated using the velocity models built based on the data of drilling in near-surface layers; correlation between the resonance frequencies is evaluated, as well as the applicability of experimental and synthetic frequency characteristics in the regional seismological investigations. Methodology. The synthetic spectral ratios between horizontal and vertical components of displacements on the free surface of perfectly elastic horizontally-layered half-space were calculated using the algorithm designed based on matrix method and plane P-wave as a source and compared subsequently to the experimental ones obtained, after the deconvolution of seismograph response, from the portions of records of small earthquakes and noise as short as to eliminate the deep phases, possibly not accounted for in the synthetic ratios owing to insufficient total thickness of the models, and phases arising after the arrival of direct S-wave from the earthquake. Similarity between the synthetic and experimental frequency characteristics was evaluated by calculating a function of cross-correlation between them. Results. The highest rates of cross-correlation were obtained between experimental frequency characteristics of the medium under the stations of Carpathian network estimated from the records of local earthquakes and synthetic characteristics calculated at horizontal phase velocities corresponding to velocities of first arrivals of P-waves from the earthquakes at the stations. That the correlation was not of incidental character might be concluded both from high values of corresponding maxima, achieving 0.8, and more, and from insignificant values of their frequency shift,  0.2 Hz, and less. The high rates of correlation might be considered as an adequacy test for the velocity models, built based on the data of drilling and used subsequently in calculation of synthetic frequency characteristics, on the one hand, and as a test on reliability of resonance frequencies estimated from the experimental ratios in the locations where data of drilling would not be available, on the other. The high rates of cross-correlation also obtained between experimental spectral ratios for small earthquakes recorded at the stations and the ratios for noise seemed to justify only the using of noise for estimation of resonance properties of near-surface medium. Originality. For the first time, resonance properties of near-surface layers under the seismic stations Mizhgirya, Trosnyk and Uzhgorod have been estimated based on two alternative approaches – by calculating the synthetic spectral ratios between horizontal and vertical components of displacements on the free surface using velocity models built based on the data of drilling, and by calculating the experimental ratios between the components of records of small earthquakes and noise at the stations. It has been confirmed that the results of both the approaches converge well, which justifies their eventual application in seismological investigations in the Carpathian region. Practical significance. The frequencies of interferential resonances in a layered medium under the seismic stations should be accounted for during the analysis of seismic signals recorded at the stations, in estimation of parameters of seismic load etc. Reliable and effective methods have been suggested for estimation of the frequencies and of the thicknesses of near-surface layers by theoretical modeling of frequency characteristics of the medium, and experimentally, from the records of earthquakes and noise at the stations.
  • Thumbnail Image
    Item
    О глубинном строении Евлах-Агджабединского прогиба Азербайджана по данным гравимагнитометрических исследований
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Гадиров, В. Г.; Гадиров, К. В.; Гамидова, А. Г.
    Цель. Целью исследований являются вопросы вычисления глубины залегания кристаллического фундамента, выяснения его структурного положения по отношению к поверхности мезозоя и закономерности распределения вулканогенных образований в Евлах-Агджабединском прогибе Азербайджана. Методика. Методика основывается на использование данных грави– и магниторазведки, позволяющих построению регрессионных уравнений для вычисления глубины залегания фундамента и построения пространственного положения вулканогенных образований. Результаты. Построена новая структурная схема кристаллического фундамента по Евлах-Агджабединскому прогибу. Установлено, что наиболее опущенная часть фундамента смещена к югу на 20 км по сравнению с предыдущей схемой. По вновь построенной схеме на западе прогиба по фундаменту установлен глубинный разлом с большой амплитудой, соответствующий глубинным разломам по мезозою, выявленной сейсморазведкой МОГТ. Была сравнена структурное положение поверхностей кристаллического фундамента и мезозойского комплекса отложений, изучена прост- ранственное положение вулканогенных тел развивающихся, в основном, между этими поверхностями. Также установлено, что структурное положение фундамента и мезозоя в некотором виде повторяются, а вулканогенные образования развиты в бортовых частях прогиба. Распределение эффузивных образований в локальном ареале дает основание считать, что в Куринской впадине и смежных с нею территориях в мезозое были выполнены, главным образом, отложениями в осадочной фации с обильным содержанием в них органических веществ, т.е. тех исходных материалов, необходимых для образования углеводородов. Предполагается наличие ловушек нефти и газа под мощными слоями вулканического происхождения. Научная новизна. Выявлено, что построить единую корреляционную зависимость, позволяющая вычислить глубины залегания кристаллического фундамента по всему Евлах-Агджабединскому прогибу не представляется возможным. Установлено, что на западной части Евлах-Агджабединского прогиба проходит глубинный разлом с большой амплитудой и западная часть приподнята на несколько километров. Практическая значимость. Полученные результаты успешно могут быть использованы при уточнении структурного положения кристаллического фундамента а также, при оценке нефтегазоносности глубинных ловушек, связанных с вулканогенными постройками. Мета. Метою досліджень є питання визначення глибини залягання кристалічного фундаменту, з’ясування його структурного положення відносно поверхні мезозою і закономірності розподілу вулканогенних утворень у Євлах-Агджабедінському прогині Азербайджану. Методика. Методика ґрунтується на використанні даних граві- і магніторозвідки, що дають змогу побудувати регресійні рівняння для обчислення глибини залягання фундаменту і побудувати просторове положення вулканогенних утворень. Результати. Побудовано нову структурну схему кристалічного фундаменту по Євлах-Агджабедінському прогину. Встановлено, що найбільш опущена частина фундаменту зміщена на південь на 20 км порівняно з попередньою схемою. За новозбудованою схемою на заході прогину по фундаменту встановлено глибинний розлом з великою амплітудою, відповідною до глибинних розломів по мезозою, виявленою сейсморозвідкою МОГТ. Було позрівняно структурне положення поверхонь кристалічного фундаменту і мезозойського комплексу відкладень, вивчено просторове положення вулканогенних тіл, що розвиваються, переважно, між цими поверхнями. Також встановлено, що структурне положення фундаменту і мезозою в деякому вигляді повторюються, а вулканогенні світи розвинені в бортових частинах прогину. Розподіл еффузивних утворень у локальному ареалі дає підставу вважати, що в Курінській западині і суміжних з нею територіях у мезозої були, головним чином, відкладення в осадової фації з рясним вмістом у них органічних речовин, тобто тих вихідних матеріалів, необхідних для утворення вуглеводнів. Передбачається наявність пасток нафти і газу під потужними шарами вулканічного походження. Наукова новизна. Виявлено, що побудувати єдину кореляційну залежність, що дає змогу обчислити глибини залягання кристалічного фундамента по всьому Євлах- Агджабедінському прогину не можливо. Встановлено, що на західній частині Євлах-Агджабедінського прогину проходить глибинний розлом з великою амплітудою і західна частина піднята на кілька кілометрів. Практична значущість. Отримані результати успішно можна використати у разі уточнення структурного положення кристалічного фундаменту, а також під час оцінювання нафтогазоносності глибинних пасток, пов’язаних з вулканогенними будівлями. Purpose. The aim of research is the question of calculating the depth of the crystalline basement, determine its structural position against the surface of the Mesozoic and the laws of the dimension distribution of volcanic rocks in the Yevlakh-Agjabedi trough Azerbaijan. Methodology. The technique is based on the use of these gravitational and magnetic, allowing the construction of the regression equation to calculate the depth of the foundation and construction of the spatial position of volcanic formations. Results. It built a new block diagram of the crystalline basement on the Yevlakh-Agjabedi deflection. It was found that the most lowered part of the foundation shifted south by 20 km compared to the previous scheme. For newly built circuit in the west of the foundation set deep fault trough with large amplitude corresponding to the deep faults detected by Mesozoic seismic CDP. Was to compare the structural position of the crystalline basement of the complex surfaces and Mesozoic sediments, studied the spatial position of the volcanic bodies developing mainly between these surfaces. It is also established that the provisions of the structural foundation of the Mesozoic and some form of repeated and volcanic rocks developed in the side parts of the trough. Distribution of volcanic formations in the local habitat gives reason to believe that in the Kura depression and its related areas in the Mesozoic were carried out mainly in sedimentary facies sediments with abundant content of organic substances, i.e. the raw materials necessary for the formation of hydrocarbons. It is assumed the presence of oil and gas traps under thick layers of volcanic origin. Originality. It was revealed that build a single correlation dependence for calculating the depth of the crystalline basement around the Yevlakh-Agjabedi deflection is not possible. It was established that on the western part of Yevlakh-Agjabedi flexure runs deep fault with large amplitude and the western part is raised for several kilometers. The practical significance. These results can successfully be used in the refinement of the structural position of the crystalline basement and, when assessing the oil and gas potential of deep traps associated with volcanic structures.
  • Thumbnail Image
    Item
    Сейсмодислокации на поверхности земли в результате сильных землетрясений на Западном Тянь-Шане
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Хамидов, Х. Л.
    Цель. Целью исследований является оценка параметров сейсмодислокаций на примере сильных землетрясений на Туранской платформе и в примыкающей к ней горной части Западного Тянь-Шаня, а также установление связи между магнитудами землетрясений и длинами разрывов для плейстосейстовых зон. Методика. Методика основывается на анализе современных и палеосейсмодислокаций, выявленных при макросейсмических обследованиях эпицентральных зон сильных тектонических землетрясений, с реализацией эмпирических оценок, а также выявлением основных и палеонапряжений. Результаты. Проанализирован характер изменений перемещений, влияющий на деформацию исследуемых зон в период “работы” сейсмических очагов, выявлен ряд особенностей деформирования поверхности Земли. Оказывается, что сильным землетрясениям в западном Тянь-Шане, в том числе в локальных сейсмо- генных зонах, соответствуют низкоамплитудные деформации на поверхности Земли, и возможные дви- жения оставляют след в виде дополнительных вертикальных или горизонтальных перемещений с опре- деленной предельной деформацией, и в виде сейсмодислокаций. Показано, что вертикальные переме- щения проявляются по всей зоне наблюдений в параметрах смещений, и с большей интенсивностью – в пунктах измерений, расположенных в плейстосейстовой зоне, в которой накапливаются дополнительные сейсмодислокации, что не противоречит общепризнанным основам процесса подготовки очагов землетрясений. Выявлено, что деформации на поверхности при осредненных значениях глубин очагов получились связанными с образованием сейсмодислокаций только для ближних эпицентральных зон и мало выраженными в скальных породах. Научная новизна. Установлено, что, изучая изменения и проведя численные определения для нескольких типов сейсмодислокаций, а также проведя анализ распределения деформаций на поверхности Земли, можно определить вероятную магнитуду M земле- трясения, от которого могли образоваться сейсмодислокации с наблюденной длиной L. Это дало возможность определить эмпирическую закономерную зависимость между магнитудой и длиной сейсмодислокации. Практическая значимость. Изучение сейсмодислокаций на поверхности земли после сильных тектонических землетрясений уточняют визуальные макросейсмические определения и существенно увеличивают устойчивость оценок при сейсмическом микрорайонировании территорий, особенно в зонах низкоскоростных четвертичных отложений. Мета. Метою досліджень є оцінка параметрів сейсмодіслокацій на прикладі сильних землетрусів на Туранській плиті і прилеглій до неї гірській частині Західного Тянь-Шаню, а також встановлення зв’язку між магнітудами і довжинами розривів у плейстосейстових зонах. Методика. Методика ґрунтується на аналізі сучасних і палеосейсмодислокацій, виявлених за макросейсмічних обстежень епіцентральних зон сильних тектонічних землетрусів, з реалізацією емпіричних оцінок, а також з виявленням основних і палеонапружень. Результати. Проаналізовано характер змін переміщень, який впливає на деформацію досліджуваних зон у період “роботи” сейсмічних вогнищ, виявлено низку особливостей деформування поверхні землі. Виявляється, що сильним землетрусам у Західному Тянь-Шані, зокрема у локальних сейсмогенних зонах відповідають низькоамплітудні деформації на поверхні землі, і можливі рухи залишають слід у вигляді додаткових вертикальних або горизонтальних переміщень з певною граничною деформацією і у вигляді сейсмодислокацій. Показано, що вертикальні переміщення проявляються по всій зоні спостережень у параметрах зміщень, і з більшою інтенсивністю – в пунктах вимірювань, розташованих у плейстосейстовій зоні, в якій накопичуються додаткові сейсмодислокації, що не суперечити загальновизнаним основам процесу підготовки вогнищ землетрусів. Виявлено, що деформації на поверхні за усереднених значень глибин вогнищ вийшли пов’язаними з утворенням сейсмодислокацій тільки для ближніх епіцентральних зон і є мало вираженими у скельних породах. Наукова новизна. Встановлено, що, вивчаючи зміни і провівши числові визначення для декількох типів сейсмодислокацій, а також провівши аналізу розподілу деформацій поверхні землі, можна визначити ймовірну магнітуду М землетрусу, від якого могли утворитися сейсмодислокації із спостережуваною довжиною L. Це дало можливість визначити емпіричну закономірну залежність між магнітудою і довжиною сейсмодислокації. Практична значущість. Вивчення сейсмодислокацій на поверхні землі після сильних тектонічних землетрусів уточнюють візуальні макросейсмічні визначення і істотно збільшують стійкість оцінок за сейсмічного мікрорайонування територій, особливо у зонах низько- швидкісних четвертинних відкладень. Purpose. The aim of the research is to estimate parameters for seismic dislocations, for example of strong earthquakes in the Turan platform and adjacent mountainous part of Western Tien-Shan, as well as identifying the relationship between the magnitudes and lengths of breaks for pleistoseist zones. Methodology. The technique is based on the analysis of modern and paleoseismic dislocations which are identified in the macroseismic survey the epicentral zones of strong tectonic earthquakes, with the implementation of the empirical evaluations, as well as identifying the main and paleostresses. Results. The nature of the changes of the movements was analyzed which influencing the deformation of the studied areas in the period of “operation” of the seismic sources and a number of features of deformation of the Earth's surface was revealed. It turns out that strong earthquakes in the Western Tien Shan, including the local seismogenic zones correspond to the low amplitude of deformation on the Earth's surface and the possible movements leave a trace in the form of additional vertical or horizontal displacements with certain limiting deformation and seismodislocations. It is shown that the vertical movement manifest throughout the field of observation in the parameters of displacement and with greater intensity at the points of measurement which located in pleistoseist area, where more seismodislocations was accumulates, that do not contradict the established foundations of earthquakes preparation process. It is revealed that the deformation on the surface at the averaged values of the depths of the foci turned out associated with seismodislocations formations only for short epicentral zones and are little pronounced in the hard rocks. Originality. It is established that studying the changes and conducting numerical definitions for several types of seismodislocations and also conducting the analysis of distribution of deformations of the Earth's surface we can determine the likely magnitude M of the earthquake, on which could be formed the seismodislocations with the observed length L. This gave the opportunity to define a logical empirical relationship between magnitude and length of seismodislocations. Practical significance. The study of seismodislocations on the earth's surface after strong tectonic earthquakes precise the macroseismic visual definition and significantly increase the stability of evaluations under seismic microzoning, especially in areas of low-velocity Quaternary sediments.
  • Thumbnail Image
    Item
    Tectonic paleostress fields evolution and calcite veins formation in the southeastern part of the Ukrainian Carpathians during the Cenozoic time
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Kril, S. Ya.; Bubniak, I. M.; Vikhot, Y. M.; Tsikhon, S. I.
    Purpose. The main purpose of this paper is to study tectonic paleostress field evolution, its influence on the calcite veins formation and fluid flow in the southeastern part of the Ukrainian Carpathians during the Cenozoic time. The objects of our studies are joints parageneses, slickensides and veins in the Cretaceous sandstones located over the Chornohora, Dukla, Porkulets and Rakhiv nappes in the southeastern part of the Ukrainian Carpathians. Methods. To reconstruct the stress-strain state structural-paragenetic and kinematic methods were used. Fabric 8, StereoNett 2.46, and Tensor software was used to process the data and to determine the principal axes of paleostress field (σ1, σ2, σ3). Slickenside data were processed by using kinematic method with some modern modifications for the Carpathian region. Special attention was paid to the veins in the host rocks. Results. Within the study area we found 16 natural outcrops, 850 joints, 300 veins and 50 slickensides. Further, we described veins structural features and paleostress fields that could initiate joints formation. Not at all outcrops calcite veins were found. The statistically reliable number of carbonate veins was identified only at few study points. It is very important to study not only veins structural features but mineralogy, morphology, crystal microdefects, and fluid inclusions as well. Originality. For the first time we reconstructed tectonic paleostress fields evolution in the southeastern part of the Ukrainian Carpathians during the Cenozoic time by using data on joints and slickensides. The most active tectonic movements, deformation and carbonate veins formation are attributed to the strike-slip and tension paleostress fields. Strike-slip paleostress fields are defined as the youngest, and their tension axes are orientated in NE-SW and NW-SE directions. The number of calcite veins within the Dukla and Porkulets nappes is much more greater than that within the Chornohora and Rakhiv ones. Almost all veins strike in north-west direction. Ancient joints could be reactivated and filled with calcite simultaneously with subsequent tension regimes. Practical significance. Paleostress fields originated at the end of folding-faulting stage indicate that the strike-slip deformation regime changed due to tension in two directions (SE and SW tension axes). The detailed study of veins showed that their formation is the result of newly formed and reactivated joints and fractures filled by the matter due to the younger mechanical deformations. Calcite filled shear and tension joints formed as the result of different deformation regimes, starting from the foldingfaulting stage. We conclude that intensive migration of fluids, including hydrocarbons fluids, took place at the end of folding-faulting stage of the Ukrainian Carpathian tectonic evolution. Цель. Основной целью данной работы является исследование тектонической эволюции полей палеонапряжения и ее влияние на формирование кальцитовых жил и флюидный поток в юго-восточной части Украинских Карпат в кайнозойское время. Объекты нашего исследования – парагенезисы трещин, зеркала скольжения и жилы в меловых песчаниках в Чорногорском, Дуклянском, Поркулецком и Раховском покровах в юго-восточной части Украинских Карпат. Методика. Для реконструкции напряженно-деформированного состояния применяли структурно-парагенетический и кинематический методы. Для обработки данных и определения главных осей полей палеонапряжений (σ1, σ2, σ3) использовали программы Fabric 8, StereoNett 2.46, Tensor. Данные по зеркалам скольжения были обработаны с использованием кинематического метода с некоторыми современными изменениями для Карпатского региона. Особое внимание было уделено жилам во вмещающих породах. Результаты. В изучаемом регионе исследовано 16 естественных обнажений, более 850 трещин, 300 жил и 50 зеркал скольжения. Структурные особенности жил и поля палеонапряжений, которые могли бы инициировать образование трещин, были описаны. Не во всех обнажениях были найдены кальцитовые жилы. Только в нескольких точках наблюдения обнаружено статистически достоверное количество карбонатных жил. Жилы сложнее объекты для исследования. Очень важно исследовать не только жилы, но и структурные особенности, минералогию, морфологию, кристаллические микродефекты, жидкие включения в них. Научная новизна. Используя данные об ориентации жил и зеркал скольжения было реконструировано эволюцию полей тектонических палеонапряжений в юго-восточной части Украинских Карпат в течение кайнозоя. Наиболее активные тектонические движения, деформаций и образование карбонатных жил связаны со сдвиговыми полями палеонапряжений. Сдвиговие поля палеонапряжений являются одним из самых молодых, и его оси растяжения ориентированы в северно-восточном – юго-западном и северо-западном – юго-восточном направлении. Количество кальцитовых жил в отложениях Дуклянского и Поркулецкого покровов гораздо больше, чем в Черногорском и Раховском покровах. Почти все жилы простираются в северо-западном направлении. Конечно, древние трещины могли быть реактивированы и заполнены кальцитом под воздействием последующих режимов растяжения. Практическая значимость. Поля палеонапряжений в конце складчасто-надвигового этапа представляют сдвиговый деформационный режим, который был изменен растяжением в двух направлениях (ориентация осей напряженности в SE и SW направлениях). Подробное изучение жил показало, что их формирование является результатом заполнения вольного пространства новообразованных и реактивированных, во время воздействия более поздних дефор- мационных режимов, трещин. Кальцит заполнял сколовые и тенсионные трещины, которые были сфор- мированы в результате действия различных деформационных режимов, начиная со складчато-надвигового этапа. Результаты исследования позволяют сделать вывод, что интенсивная миграция флюидов, в том числе углеводородов, была в конце складчато-надвигового этапа тектонической эволюции Украинских Карпат. Мета. Основною метою цієї роботи є дослідження тектонічної еволюції полів палеонапружень і її вплив на формування кальцитових жил і флюїдний потік у південно-східній частині Українських Карпат у кайно- зойський час. Об’єкти дослідження – парагенезиси тріщин, дзеркала ковзання і жили в крейдових пісковиках у Чорногірському, Дуклянському, Поркулецькому і Рахівському покривах у південно-східній частині Українських Карпат. Методика. Для реконструкції напружено-деформованого стану використано структурно-парагенетичний і кінематичний методи. Для обробки даних і визначення головних осей полів палеонапружень (σ1, σ2, σ3) використано програми Fabric 8, StereoNett 2.46, Tensor. Дані по дзеркалах ковзання опрацьовано зі застосуванням кінематичного методу з деякими особливостями для Карпатського регіону. Особливу увагу акцентовано на вивченні жил у вмісних породах. Результати. У досліджуваному регіоні ми детально описали і дослідили 16 природних відслонень, понад 850 тріщин, 300 жил і 50 дзеркал ковзання. Детально описано структурні особливості жил і поля палеонапружень, які могли спричинити формування тріщин, що заповнені кальцитом. Не в усіх відслоненнях були виявлені кальцитові жили. Тільки в декількох точках спостереження заміряно статистично достовірну кількість карбонатних жил. Жили складні об’єкти для дослідження. Дуже важливо досліджувати не тільки жили, а й структурні особливості, мінералогію, морфологію, кристалічні мікродефекти, флюїдні включення в мінералах. Наукова новизна. Використовуючи дані про орієнтацію жил і дзеркал ковзання, реконструйовано еволюцію полів палеонапружень у південно- східній частині Українських Карпат протягом кайнозойського часу. Найактивніші тектонічні рухи, деформації і утворення карбонатних жил пов’язані зі зсувними полями палеонапружень. Це зсувні поля палеонапружень є одними з наймолодших, і їхні осі розтягнення орієнтовані в північно-східному – південно-західному і північно-західному – південно-східному напрямках. Кількість кальцитових жил у товщах Дуклянського і Поркулецького покривів набагато більша, ніж у Чорногірському і Рахівському покривах. Майже всі жили простягаються в північно-західному напрямку. Звичайно, давніші тріщини ймовірно були реактивовані та заповнені кальцитом під час активації пізніших режимів розтягнення. Практична цінність. Поля палео- напружень у кінці складчасто-насувного етапу представлені зсувним деформаційним режимом, який був змінений розтягуванням у двох напрямках (орієнтація осей напруженння в південно-східному та південно- західному напрямку). Докладне вивчення жил показало, що їх формування є результатом заповнення вільного простору новоутворених і реактивованих, під впливом пізніших деформаційних режимів, тріщин. Кальцит заповнював сколові та тенсійні тріщини, які були сформовані в результаті дії різних деформаційних режимів, починаючи від складчасто-насувного етапу. Результати дослідження дають змогу зробити висновок, що інтенсивна міграція флюїдів, зокрема вуглеводнів, відбувалася вкінці складчасто-насувного етапу тектонічної еволюції Українських Карпат.
  • Thumbnail Image
    Item
    Природні фактори активізації екзогенних процесів на техногенно порушених ділянках поширення соленосних відкладів Передкарпаття
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Павлюк, В. І.
    Мета. Наглядно продемонструвати геологічні процеси та умови і стисло обґрунтувати вибір об’єктів моніторингу, що впливають на розвиток сольового карсту та виділити основні напрями організації їх досліджень. Методика. Основними методами, які використовують під час підготовки та проведення цієї роботи є: аналіз фондових ресурсів, польові методи дослідження; кількісний та якісний аналіз даних, їх систематизація, створення відповідних геоінформаційних баз даних у середовищі Excel і Mapinfo, порівняння, кореляція та багатомірне об’єктивне шкалювання отриманих результатів та ін; верифікація результатів, що дало змогу перевірити отриману інформацію, провести їх остаточний аналіз. Верифікаційна, логіко-методологічна процедура встановлення істинності отриманих даних на підставі їхньої відповідності емпіричним та фактичним даним переважно була апробована на ЕОМ у середовищі “MapInfo” методом багатошарового накладання картографічної, статистичної та аналітичної інформації різнопланового фактичного матеріалу у двовимірному та тривимірному зображенні. Результати. Подано загальний огляд і систематизовано умови та фактори, що формують та сприяють активізації техногенно зумовленого сольового карсту; запропоновано основні складові організації системи моніторингу на ділянках активізації сольового карсту. Наукова новизна. На прикладі Передкарпатської соленосної провінції зібрано воєдино та систематизовано всі основні природні фактори, що безпосередньо впливають на розвиток карстових сольових процесів, зокрема негативних. Практична значущість. Зібрані воєдино усі відомі та маловідомі до цього часу фактори впливу на розвиток сольового карсту допоможуть у плануванні та виконанні інженерно-геологічних вишукувань, розробленню різних природоохоронних заходів чи плануванні господарської діяльності на територіях, де потенційно можливий чи вже розвивається соляний карст. Це дасть змогу фіксувати прояви активізації небажаних геологічних чи техногенних процесів ще під час їх зародження, чи прогнозувати їх можливе виникнення на стадії проектування підприємств. А також вчасно розробляти заходи спрямовані на локалізацію небезпечних явищ та недопущення їх прогресуючого негативного розвитку. Цель. Наглядно продемонстрировать геологические процессы и условия и кратко обосновать выбор объектов мониторинга, влияющие на развитие солевого карста и выделить основные направления организации их исследований. Методика. Основными методами, которые использовались в процессе подготовки и проведения данной работы являлись: – анализ, фондовых ресурсов, полевые методы исследования, сотрудничество с органами местного самоуправления и службами областного управления министерства чрезвычайных ситуаций; – количественный и качественный анализ данных, их систематизация, создание соответствующих геоинформационных баз данных в среде Excel и Mapinfo, сравнение, корреляция и многомерное объективное шкалирование полученных результатов и др; – верификация результатов, что позволило проверить полученную информацию, провести ее окон- чательный анализ. Верификационная, логико-методологическая процедура установления истинности полученных данных на основании соответствия к полученным эмпирическим и фактическим данным в основном была апробирована на ЭВМ в среде "MapInfo" методом многослойного наложения картографической, статистической и аналитической информации разнопланового фактического материала в двумерном и трехмерном изображении. Результаты. Представлен общий обзор и систематизированы условия и факторы, что формируют и способствуют активизации техногенно обусловленного солевого карста; предложены основные составляющие организации системы мониторинга на участках активизации солевого карста. Научная новизна. На примере Предкарпатской соленосной провинции собрано воедино и систематизированы все основные природные факторы, имеющие непосредственное влияние на развитие карстовых солевых процессов, в том числе негативных. Практическая значимость. Собранные воедино все известные и малоизвестные до сих пор факторы влияния на развитие солевого карста помогут в планировании и выполнении инженерно-геологических изысканий, разработке различного рода природоохранных мероприятий или планировании хозяйственной деятельности на территориях, где потенциально возможен или уже развивается соляной карст. Это позволит фиксировать проявления активизации нежелательных геологических или техногенных процессов еще при их зарождении, или прогнозировать их возможное появление на стадии проектирования предприятий. А также вовремя разрабатывать мероприятия, направленные на локализацию опасных явлений и недопущения их прогрессирующего негативного развития. Purpose. Evidently demonstrating of the geological processes and conditions and briefly justify the selection of monitoring, influencing the development of the salt karst and identify the main directions of their research. Methodology. The main methods used in the preparation and conduct of this study are: – analysis of archive datas, field methods, cooperation with local government and regional offices of the Ministry of Emergency Situations; – quantitative and qualitative analysis of data, their classification, creation of appropriate GIS databases in Excel and Mapinfo environment, comparison, correlation and multidimensional scaling of the results and others; – verification of results, allowing us to check the received information , to their final analysis. Verification, logical and methodological procedure for establishing the truth of the data on the basis of their consistency with empirical data and actual mostly been tested on a computer in the environment "MapInfo" method of multilayer overlay mapping of statistical and analytical information diverse factual material in twodimensional and three-dimensional image. Results. Is represented overview and have systematized conditions and factors that shape and promote the revitalization technologically conditioned salt karst; proposed the basic components of the monitoring system of salt karst areas activation. Originality. On example of Precarpathians salt provinces gathered together and systematized all the major enviromental factors that have a direct impact on the development of salt karst processes, including negative. Practical significance. Assembled together all known and little-known until now facts that have impacts on the development of the salt karst help us in the planning and execution of the geotechnical surveys, development of various kinds of environmental activities economic or planning activities in areas where the potential or already are developed the salt karst. This will fix unwanted activation displays of geological or technological processes during their origin, or predict they occur at the design stage companies. And also, in time to shape events which aimed at localization of dangers and prevent them progressing to negative development.
  • Thumbnail Image
    Item
    Петрохімічні особливості вулканітів трапової формації зони зчленування Волинського палеозойського підняття і Волино-Подільської монокліналі
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Бацевич, Н. В.; Наумко, І. М.; Білик, Л. К.
    Мета. Дослідження петрохімічних особливостей вулканітів як передумову встановлення причин локалізації промислової міднорудної мінералізації в певних ділянках окремих товщ і світ трапової формації Західної Волині. Методика. Для визначення горизонтів, збагачених самородною міддю, за вертикаллю, а також за латераллю (площею) відібрано і схарактеризовано 150 зразків з кожного стратиграфічного підрозділу різних потужностей від підошви до покрівлі потоків та проведено геохімічні і петрохімічні дослідження, а саме: здійснено валовий хімічний аналіз, за даними якого розраховано найпоширеніші петрохімічні ознаки, що визначають металогенічну оцінку базальтів (глиноземистість, лужність, магнезіальність, фемічність, коефіцієнт фракціонування тощо), визначено у водних витяжках вміст хлор-іону, встановлено ізотопний склад Карбону й Оксигену кальциту прожилково-вкрапленої мінералізації. Результати. Встановлено стрибкоподібний характер зміни вмісту петрогенних оксидів за розрізом конкретної товщі/світи та загалом у вулканітах траповій формації, без виявлення чіткої картини кореляційних зв’язків між петрогенними оксидами, що доказує присутність процесів ліквації під час формування трапів. Перенесення самородної міді у приповерхневі ділянки виливів відбувалося за наступними механізмами: газовими бульбашками, високотермобаричними потоками рідкого діоксиду вуглецю, у хлоридних комплексах типу CuCl(водн.), CuCl2 -, CuCl3 2-, CuCl4 3- в широкому інтервалі температури і тиску. Переважальним видається перенесення міді у складі сполук з хлором та її подальше відновлення до самородного стану на геохімічних бар’єрах. Відсутність органічної речовини унеможливлює створення нею потужних окисно-відновних бар’єрів, як це проявилося на низці подібних родовищ у Світі. Натомість такими бар’єрами можуть бути місця змішування безкисневих і безсульфідних вод (з огляду на збідненість порід сіркою) з насиченими киснем водами, збільшений вміст кальцію у приповерхневих ділянках виливів, а також затверділі кірки загартування, на яких проходить зупинка флюїдів. Наукова новизна. Аналіз отриманих даних дав змогу дійти висновку, що неоднорідність у хімічному складі, а, отже, коливання вмісту практично всіх петрогенних оксидів, зумовлена процесами флюїдно-лікваційної взаємодії, оскільки ця характерна особливість власне й відображає ці процеси. Максимальні концентрації міді зосереджені у верхах виливів, отже, мідь у вигляді дрібних крапель рудної рідини існувала у розплаві на момент становлення трапової формації, в процесі ліквації крапельки міді відокремилися від силікатного розплаву, а потім зазнали перерозподілу і перенесення у верхні горизонти лавового утворення, де на геохімічних бар’єрах відбувалося відкладання міді. Це безпосередньо підтверджують проведені петрографічні та мінералофлюїдологічні дослідження. Практична значущість. За оцінками експертів, згідно зі законом України “Про затвердження Загальнодержавної програми розвитку мінерально-сировинної бази України на період до 2030 року”, прогнозні потреби України в міді наближатимуться до 200 тис. тонн/рік [Гейченко, 2011]. З огляду на це, отримані результати складуть невід’ємну частину передбачуваного комплексу пошукових і пошуково-оцінювальних робіт на Рафалівському і Гірницькому рудних вузлах у зоні зчленування Волинського палеозойського підняття і Волино-Подільської монокліналі в межах Західної Волині (Ратно–Камінь-Каширська площа) – складовій Волинської міднорудної провінції, що має на меті підготовку перспективних рудопроявів (родовищ) до розвідки. Цель. Исследование петрохимических особенностей вулканитов как предпосылки установления причин локализации промышленной меднорудной минерализации в определенных участках отдельных толщ и свит трапповой формации Западной Волыни. Методика. Для определения горизонтов, обогащенных самородной медью, по вертикали, а также по латерали (площади) отобрано и охарактеризовано 150 образцов с каждого стратиграфического подразделения различных мощностей от подошвы к кровли потоков и проведено геохимические и петрохимические исследования, а именно: осуществлен валовой химический анализ, по данным которого рассчитаны распространенные петрохимические признаки, определяющие металлогеническую оценку базальтов (глиноземистость, щелочность, железистость, магнезиальность, фемичность, коэффициент фракционирования и т.д.), определено в водных вытяжках содержание хлор-иона, установлен изотопный состав углерода и кислорода кальцита прожилково-вкрапленной минерализации. Результаты. Установлен скачкообразный характер изменения содержания петрогенных оксидов по разрезу конкретной толщи / свиты и в целом в вулканитах трапповой формации, без выявления четкой картины корреляционных связей между петрогенными оксидами, что доказывает присутствие процессов ликвации при формировании траппов. Перенос самородной меди в приповерхностные участки излияний происходил по следующим механизмам: газовыми пузырьками, высокотермобарическими потоками жидкого диоксида углерода, в хлоридных комплексах типа CuCl(водн.), CuCl2 -, CuCl3 2-, CuCl4 3- в широком интервале температуры и давления. Преобладающим представляется перенос меди в составе соединений с хлором и ее последующее восстановление до самородного состояния на геохимических барьерах. Отсутствие органического вещества исключает возможность создание ею мощных окислительно-восстановительных барьеров, как это проявилось на ряде подобных месторождений в Мире. Вместе с тем такими барьерами могут быть места смешивания бескислородных и безсульфидних вод (учитывая тот факт, что породы обеднены серой) с насыщенными кислородом водами, увеличение содержание кальция в приповерхностных участках излияний, а также затвердевшие корки закалки, на которых проходит остановка флюидов. Научная новизна. Анализ полученных данных позволил сделать вывод, что неоднородность в химическом составе, а, следовательно, колебания содержания практически всех петрогенных оксидов, обусловлена процессами флюидно-ликвационного взаимодействия, поскольку эта характерная особенность собственно и отражает данные процессы. Максимальные концентрации меди сосредоточены в верхах излияний, следовательно медь в виде мелких капель рудной жидкости существовала в расплаве на момент становления трапповой формации, в процессе ликвации капельки меди отделились от силикатного расплава, а затем подверглись перераспределению и переносе в верхние горизонты лавового образования, где на геохимических барьерах происходило отложение меди. Это непосредственно подтверждают проведенные петрографические и минералофлюидологические исследования. Практическая значимость. По оценкам экспертов, согласно закону Украины “Об утверждении Общегосударственной программы развития минерально-сырьевой базы Украины на период до 2030 года”, прогнозные потребности Украины в меди могут приближаться к 200 тыс. тонн/год [Гейченко, 2011]. Учитывая это, полученные результаты составят неотъемлемую часть предполагаемого комплекса поисковых и поисково-оценочных работ на Рафаловском и Горницком рудных узлах в зоне сочленения Волынского палеозойского поднятия и Волыно-Подольской моноклинали в пределах Западной Волыни (Ратно–Камень-Каширская площадь) – составляющей Волынской меднорудного провинции с целью подготовки перспективных рудопроявлений (месторождений) к разведке. Goal. Research petrochemical features of volcanites as a precondition for establishing the causes of the localization industry copper-ore mineralization in certain areas strata and suites trappean formation of Western Volyn. Method. To determine the horizons enriched of native copper, vertically as well as lateral (area) selected and characterized 150 samples from each stratigraphic unit different capacities from the base to the roof flows and conducted geochemical and petrochemical research, namely: made gross chemical analysis, according to which were calculated the most common petrochemical features, that define the metallogenic evaluation basalts (aluminous, alkalinity, magnesiumity, femical, fractionation factor, etc.) determined in aqueous extracts chlorine ion, set the isotopic composition of carbon and oxygen of calcite veinlet-impregnated mineralization. Results. Established abrupt character of change pathogenic oxide content for a particular cut thicker/suites and a total of volcanites trappean formations, without identifying clear picture of major correlation between petrogenic oxides, which proves the presence of phase separation processes in the trappean formation. Transfer of native copper in near-surface areas eruptions occurred on the following mechanisms: gas bubbles, high thermal-baric flows of liquid carbon dioxide, in chloride complexes such as CuCl(водн.), CuCl2 -, CuCl3 2-, CuCl4 3- a wide range of temperature and pressure. Predominant seems to be carrying copper compounds consisting of chlorine and its subsequent restoration to native state on geochemical barriers. The lack of organic matter it impossible to create powerful redox barriers, as demonstrated on a number of such deposits in the World. Instead, such barriers may be the place of mixing anoxic and unsulfide waters (given impoverished sulfur species rocks) with oxygenated water, increased calcium content in near-surface areas of spills and and hardened skin tempering, which is stopping fluids. Scientific novelty. Analysis of the data made it possible to conclude that heterogeneity in chemical composition, and therefore fluctuations content of almost all of major oxides caused by fluid-liquation interaction, since this characteristic also reflects the fact these processes. Maximum concentrations of copper are concentrated at the top outpourings, therefore copper in the form of small droplets of ore fluid existed in the melt at the time of formation of trappean formation, in the liquation drops of copper separated from the silicate melt and then subjected to redistribution and transfer to the upper layers of lava formations, where the geochemical barriers was laying copper. This directly confirmed petrographic and mineralofluidological conducted studies. The practical significance. According to experts, under the law of Ukraine “On Approval national program of mineral resources of Ukraine till 2030”, the forecast of Ukraine's move toward copper 200 ths. tons/year [Heychenko, 2011]. In view of this, the results constitute an integral part of the alleged complex search and search and appraisal work on Rafalivka and Girnyk ore mining sites in the junction between of junction of the volyn paleozoic uplift with the Volyn- Podillya monocline of the Western Volyn (Rathno–Kamin′-Kashyrska area) – component of copper-ore Volyn province, which aims to prepare prospective ore (deposits) to exploration.