Геодинаміка
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/3291
Browse
604 results
Search Results
Item On the distribution of tangential mass forces in the Earth's lithosphere(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Церклевич, Анатолій; Шило, Євген; Шило, Ольга; Tserklevych, A.; Shylo, Y.; Shylo, O.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityМетою досліджень є визначення та інтерпретація розподілу глобального векторного поля тангенціальних масових сил (ТМС) за азимутальною спрямованістю та інтенсивністю. Порівняння напрямків векторного поля ТМС з напрямками переміщення перманентних GNSS станцій і напрямками переміщення модельних швидкостей материків GSRM з Global Strain Rate Map Project за допомогою кластерного та кореляційного аналізу. Методика. Продовжено попередні авторські дослідження проблеми формування в літосфері додаткових планетарних напружень від дії тангенціальних розподілених масових сил. Природа таких сил може бути пов'язана із переорієнтацією узагальненої фігури літосфери Землі відносно фігури референц-еліпсоїда, що може створювати напруження, яке направлене на приведення розподілу мас літосфери у відповідність з фігурою геоїда за механізмом дії гравітаційних сил і принципу мінімуму потенціальної енергії. Наявність відхилення прямовисної лінії від нормалі до поверхні твердої Землі визначає появу ТМС, що діють у верхній оболонці Землі. Запропоновано амплітуди та напрям векторів таких ТМС розраховувати на основі даних про різницю параметрів двох глобальних еліпсоїдів, що апроксимують фізичну поверхню літосфери та геоїда. Результати. Для сучасної епохи значення кута повороту між найменшою віссю еліпсоїда, що апроксимує поверхню літосфери, і віссю обертання Землі становить 2,6°. Розподіл поля векторів ТМС, узгоджується з контурами материків, тобто стрілки векторів чітко вказують на напрямки латерального руху тектонічних плит і переміщення материків в процесі еволюції Землі. Внаслідок зміни орієнтації еліпсоїда, що описує літосферу, відбувається формування оновленого поля потенційних горизонтальних сил, які відповідно до збереження моменту кількості руху переміщують літосферні маси і генерують напруження та деформації в літосферній оболонці. Оскільки ТМС мають різну спрямованість та інтенсивність, то був проведений кластерний аналіз розподілу ТМС , який виявив певні закономірності розподілу цих параметрів. Також виконано зіставлення напрямків векторного поля ТМС з напрямками переміщення перманентних GNSS станцій і напрямками переміщення модельних швидкостей материків GSRM (цифрова модель тензорного поля глобального градієнта швидкості). Наукова новизна. Деталізовано особливості зв’язку напрямків векторного поля ТМС з напрямками переміщення перманентних GNSS станцій і напрямками переміщення модельних швидкостей материків GSRM. Дослідження ТМС, які виникають внаслідок переорієнтації тонкої твердої оболонки нашої планети показали, що на її поверхні утворюється деформаційне поле латеральних переміщень. На нашу думку, це один з вірогідних чинників процесу, що запускає глобальні рухи літосферних блоків. В результаті відбувається трансформація фігури літосфери, яка характеризується зміною розмірів осей еліпсоїдів, що описує поверхню літосфери, так і їх орієнтацією. Практична значущість. Результати досліджень дають можливість надійніше інтерпретувати особливості розподілу ТМС. Ці сили можуть запускати тригерні механізми розрядки накопичених напружень, що важливо для вивчення сейсмічності.Item Determination of horizontal deformation of the Earth's crust on the territory of Ukraine based on GNSS measurements(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Доскіч, Софія; Савчук, Степан; Джуман, Богдан; Doskich, S.; Savchuk, S.; Dzhuman, B.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityМетою досліджень є виявлення горизонтальних деформацій земної поверхні території України, використавши тільки перевірені і придатні для геодинамічної інтерпретації ГНСС станції. Вхідними даними є спостереження з 30 ГНСС станцій за період 2017 до 2020 р. Методика. Методика включає аналіз сучасних деформацій земної кори території України. У результаті вперше проаналізовано вплив часових серії координат, створених двома різними методами: точного позиціонування PPP і класичним диференційним методом, на визначення деформаційних процесів. Встановлено, що на сьогоднішній день для задач моніторингу, в тому числі і геодинамічного, варто використовувати метод точного позиціонування PPP, точність визначення швидкостей ГНСС станцій якого в результаті перевірки виявилась вищою ніж в класичному диференційному методі. Результати. Побудовано карту горизонтальних деформацій земної кори на території України за даними часових рядів координат ГНСС станцій. Визначено ділянки розтягу земної кори в районах Шепетівка- Старокостянтинів Хмельницької області, Бориспіль – Прилуки- Переяслав-Хмельницький Київської і Чернігівської області, а також ділянку стиску земної кори в Ніжин – Степові Хутори – Козелець Чернігівської області. Додатково побудовано карту горизонтальних зміщень ГНСС-станцій, де спостерігаємо різнононаправленість цих зміщень, що швидше всього спричинено наявністю сучасних субвертикальних і субгоризонтальних розломів та розломних зон. Для кращої інтерпретації отриманих результатів необхідно залучити геолого-геофізичні дані тектонічної активності території України.Item On energy balance of the tectonosphere(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Гордієнко, Вадим; Gordienko, V.; Інститут геофізики ім. С. І. Суботіна НАН України; S. I. Subbotin Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of UkraineМета роботи – уточнення та доповнення енергетичного балансу тектоносфери Землі шляхом теплового моделювання. Методика включає детальний комплексний аналіз теплогенерації в корі та верхній мантії впродовж усієї вивченої геологічної історії Землі за 4,2 млрд років. Результати. Узагальнено експериментальні дані про радіогенну теплогенерацію в корі та верхній мантії Землі. Встановлено необхідність окремого розгляду теплового балансу для регіонів з різними ендогенними режимами на платформах, геосинкліналях та океанах. Середні величини теплогенерації у корі становлять близько 0.4-0.5 мкВт/м3, у верхній мантії – 0.04, 0.06 та 0.08 мкВт/м3 відповідно. При врахуванні потужності твердої кори (близько 40 км під платформами та геосинкліналями та близько 6 км під океанами) та верхньої мантії (430-460 км) виявляється практичний збіг кількості джерел під усіма регіонами. Розподілені вони по-різному. Це веде до різних варіантів геологічної історії. Можна припустити, що радіогенні джерела тепла інтенсивністю близько 0.02 мкВт/м3 є у перехідній зоні до нижньої мантії та в нижній мантії приблизно до 1100 км. На більшій глибині в оболонці (всієї маси Землі за межами ядра) та ядрі джерела відсутні. Для платформ розрахований енергетичний баланс тектоносфери. За 3.6 млрд. років (період, протягом якого можна досить точно описати геологічну історію), тепловим потоком винесено близько 73.5·1014 Дж/м2. Кондуктивний тепловий потік за цей час виніс 59.5·1014 Дж/м2. Різниця точно відповідає потребам усіх активних процесів цього періоду. Збігаються й експериментальні дати подій із розрахованими за теорією (частина з яких – уперше). Для фанерозойських геосинкліналей такий контроль також частково виконано. Незалежно визначена еволюція масового потоку (що також має практичне значення) в геологічній історії узгоджується з розрахунковими значеннями. Наукова новизна. Для контролю достовірності аналізу енергетичного балансу тектоносфери Землі автором залучалися незалежно встановлені (за геотермометрами) розподіли температур у корі та верхній мантії, відомості про глибини і температури покрівлі вогнищ магматизму, про розподіл швидкостей поздовжніх сейсмічних хвиль у верхній мантії та інші відомості. Практична значущість. Результати досліджень дадуть можливість надійніше оцінювати рівень та особливості сейсмічної небезпеки для фанерозойських сейсмоактивних зон України.Item Algorithm for constructing the subsoil density distribution function considering its value on the surface(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Фис, Михайло; Бридун, Андрій; Вовк, Андрій; Fys, M.; Brydun, A.; Vovk, A.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityНа відміну від широко вживаного ітераційного методу побудови тривимірного розподілу мас Землі, що використовує поетапно стоксові постійні до встановленого порядку, в роботі запропонований алгоритм одночасного їх урахування. Функція розподілу мас надр планети подається сумою многочленів трьох змінних, коефіцієнти розкладу якої визначаються з системи рівнянь. Ця система одержується диференціюванням функції Лагранжа, яка будується з урахуванням мінімального відхилення тривимірного розподілу мас надр планети від референтного одновимірного. Додатковою умовою, крім урахування стоксових постійних, для однозначного розв’язання задачі є задання значення функції на поверхні еліпсоїдальної планети. Кліткова структура матриці системи дає можливість апроксимації високих порядків та можливість збільшити його у вісім разів, що є наслідком групування стоксових постійних, а отриманий зв'язок між індексами величин сумування в ряд розкладу та їх одновимірними аналогами в системі лінійних рівнянь дає можливість просто реалізовувати процес обчислень. Подається контрольний приклад, що ілюструє ефективність застосування наведеного алгоритму. При його реалізації береться спрощений варіант задання густини на поверхні океану, що приймається за одиницю. В подальшому планується використати одну з моделей густини земної кори та провести чисельне інтегрування поверхневих інтегралів для більш повного відображення реальності Результати обчислень узгоджуються з дослідженнями, проведеними за допомогою інших методів, наприклад, методів сейсмічної томографії, що підтверджує доцільність такого підходу та необхідність розширення даної методики та, можливо, долученням інших умов для однозначного розв’язування оберненої задачі теорії потенціалу. Мета. Створити та реалізувати алгоритм, який враховує значення густини надр планети на її поверхні. Методика. Функція розподілу мас надр планети подається за допомогою розкладу в біортогональні ряди, коефіцієнти розкладу якого визначаються з системи лінійних рівнянь. Система рівнянь отримується з умови мінімізації функції відхилення шуканого розподілу мас від початково визначеного двовимірного розподілу густини (референцна модель PREM). Результати. На основі описаного алгоритму отримана тримірна модель густин розподілу мас надр в середині Землі, що враховує стоксові постійні до восьмого порядку включно та відповідає поверхневому розподілу мас океанічної моделі Землі, а також подано її стислу інтерпретацію.Item Stages of geodynamic development of the Lviv–Volyn coal basin(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Матрофайло, Михайло; Matrofailo, M.; Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України; Institute of Geology and Geochemistry of Combustible Minerals of NAS UkraineМетою даної роботи є аналіз геодинамічних процесів початку утворення, геологічного розвитку і післякарбонових змін кам’яновугільних відкладів Львівсько-Волинського басейну. Методика. Методика ґрунтується на основі комплексних історико-геологічних і фаціальних досліджень та включає співставлення потужностей і поширення різновікових відкладів регіону і проведення динамічного аналізу формування кам’яновугільних відкладів басейну. У результаті проведених досліджень показано, що територія сучасного розташування Львівсько-Волинського басейну мала особливу історію геоструктурного докарбонового розвитку, яка значно вплинула на його формування і обумовила геотектонічні і морфоструктурні зміни. Утворення цього регіону є результатом складного і тривалого, продовж декількох тектонічних етапів, процесу взаємодії зон тектонічної активізації та пов’язаних з нею регіональних розломів. Активізація цих зон припала на певні відліки геологічного часу та виражалася в розвитку конкретних геоструктурних елементів. Тектонічні події усіх періодів формування осадового чохла були індивідуальні і неповторні. Вони стали основою для утворення і змін у цілому структури південно-західної окраїни Східноєвропейської платформи і, зокрема, Львівсько-Волинського басейну, як частини Львівсько-Люблінського прогину. При інших геоструктурних співвідношеннях тектонічна будова басейну була би суттєво іншою. У формуванні цієї території, яка зазнала найбільшої активізації у палеозої, в геодинамічному аспекті визначальна роль належить структурним елементам північно-західного і південно-східного простягання. Наукова новизна. На основі аналізу товщини різновікових відкладів регіону показано, що під час геологічного формування басейну на вугленосну товщу в різній мірі постійно діяли переважно сили горизонтального стиску. Під їх впливом відбувалось конседиментаційне прогинання території і утворення первинних тектонічних форм, післякарбонових основних тектонічних і морфологічних структур та неодноразових розмивів вугленосних відкладів, які обумовили скорочення розрізу і значне зменшення об’ємів продуктивної частини вугленосної формації. Графічно показано динаміку зміни розташування поверхні кристалічного фундаменту на різних тектонічних етапах формування осадової товщі басейну, нахил якої був неоднаковий. Практична значущість. У результаті проведених досліджень визначено поетапний геодинамічний розвиток території Львівсько-Волинського басейну. В період від початку утворення і до розмиву вугленосної формації виділено п’ять етапів її формування, які характеризують особливості вуглеутворення і геодинамічнх процесів. Складена геологічна карта домезозойських відкладів карбонової вугленосної мегаформації Львівсько-Люблінського басейну з важливими тектонічними структурами, відображає подібні і відмінні риси геологічної будови Львівсько-Волинського і Люблінського басейнів. Отримані результати сприяють пізнанню загальних процесів формування карбонової вугленосної формації Львівсько-Волинського басейну, а встановлена послідовність уточнює і розширює уявлення про вугленосність, особливості будови вугленосної товщі, морфологію вугільних пластів і має значення для порівняння з вугленосними формаціями інших кам’яновугільних басейнів.Item Prediction of seismic impacts at the site of Plavinu HPP from a potential seismic source in Koknese (Latvia)(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Нікулінс, Валерій; Малицький, Дмитро; Nikulins, V.; Malytskyy, D.; Латвійський центр екології, геології та метеорології; Карпатське відділення Інституту геофізики ім. С. І. Субботіна НАН України; SIA Geo Consultants; Carpathian Branch of Subbotin Institute of Geophysics of NAS of UkraineРозглянуто вплив сейсмічних хвиль від джерела потенційного землетрусу на ділянку Плавинської ГЕС у Латвії, яка розташована в несприятливих геологічних, тектонічних і геодинамічних умовах. Для оцінки сейсмічного впливу вирішено пряму сейсмологічну задачу в два етапи. На першому етапі виконано моделювання синтетичних сейсмограм, а на другому – прогноз сейсмічних впливів на майданчику ГЕС. На першому етапі використано моделювання хвильового поля зі застосуванням методу Гріна. На другому етапі характеристики руху ґрунту отримані за допомогою одновимірного нелінійного аналізу відгуку ґрунту. Отримано хвильове поле з використанням 15 функцій Гріна, яке потім перетворено в 3-компонентну акселерограму. Після цього, акселерограму використано, як сейсмічний імпульс до поверхні дочетвертинних відкладень. Отримано комплекс інженерно-сейсмічних характеристик ґрунту: підсилення, амплітуди Фур’є та спектральні амплітуди. Продемонстровано можливість отримання важливої інформації про поле сейсмічних хвиль і рух ґрунту з макросейсмічних даних історичних землетрусів. Це особливо важливо для внутрішньоплитних умов з обмеженою сейсмічної статистикою. Оцінки інженерно-сейсмічних умов мають важливе практичне значення, так як дозволять виявити найбільш вразливі ділянки ґрунту на Плавинській ГЕС.Item Relocating earthquakes in clusters based on variations in the intervals between their first P- and S-waves(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Гнип, Андрій; Малицький, Дмитро; Gnyp, A.; Malytskyy, D.; Карпатське відділення Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України; Carpathian Branch of Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of UkraineДовжину інтервалу між першими вступами Р- та S-хвиль часто використовують для приблизного оцінювання епіцентральної відстані. Ми пропонуємо алгоритм визначення координат землетрусів шляхом одночасного порівнювання великої кількості таких інтервалів. Для визначення різниці між інтервалами на кожній зі станцій обчислюється функція взаємної кореляції між відповідними хвильовими формами - без визначення абсолютної довжини інтервалів. У поточній версії алгоритму припускаємо, що розміри кластера набагато менші за відстань до станцій; азимути станцій і кути виходу перших Р- та S-хвиль доволі точно відомі принаймні для одного (опорного) землетрусу; промені перших хвиль лежать у вертикальній площині, що містить вогнище і станцію. Зв'язок між координатами і різницею довжини інтервалів у цьому разі стає суто геометричний і лінійний, а відповідну систему рівнянь легко розв'язати. Результати серії модельних експериментів з використанням різної кількості станцій та їхньої конфігурації, рівня шуму у спостережених даних, ступеня неповноти даних, неточних азимутів та кутів виходу довели стійкість і надійність алгоритму і можливість його застосування у подальшому до реальних даних. З огляду на велику кількість обмежень на координати кожного із землетрусів алгоритм найдоцільніше використовувати у разі дуже слабких землетрусів, або малої кількості станцій, коли істотна частина даних відсутня. Алгоритм можна використовувати окремо, або з метою підтвердження правильності координат, визначених іншими методами, або вбудувати його в інші методи, аби підвищити їх надійність завдяки істотному збільшенню кількості обмежень.Item Theory of continental drift – causes of the motion. Outline of the theory(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Календа, Павел; Нойманн, Лібор; Вандрол, Іво; Прохазка, Вацлав; Остриханський, Любор; Kalenda, P.; Neumann, L.; Wandrol, I.; Procházka, V.; Ostřihanský, L.; Сілезький університет Опава; Чеський технічний університет; CoalExp Pražmo; Anect Praha; Silesian University Opava; Czech Technical University; Nad Palatou PrahaТеорія мантійних конвекційних течій, що спричиняють рух літосферних плит, має кілька основних проблем, включаючи відсутність адекватного джерела енергії. Як показано в нашому попередньому дослідженні, неупереджена інтерпретація геохімічних даних не підтверджує припущень про значну кількість радіонуклідів у нижній мантії або навіть у ядрі. Ми стверджуємо, що сонячне випромінювання є основним джерелом енергії в літосфері. Ця енергія перетворюється в механічну за допомогою термопружних хвиль навіть на глибині з мінімальними коливаннями температури. Це було підтверджено різними методами безперервного вимірювання напружень. Періодичні та квазіперіодичні реверсивні деформації, такі як термопружні добові та річні цикли (включно з припливними деформаціями), також можуть викликати незворотні деформації через храповий механізм. 2D-модель показала, що межа міцності перевищена в 0,3 % усіх добових циклів протягом року. Як наслідок, континенти мають тенденцію до розширення, тоді як океанічна літосфера зсувається і субдукується між континентами. Середньоокеанічні хребти, подібні до континентальних рифтів, заповнені висхідною магмою, яка є одним із прикладів храпового механізму. Підсумкові рухи плит визначаються розподілом основних континентів і загальним дрейфом літосфери на захід, який є повільнішим для глибоко вкорінених плит, таких як Індійська. Великі зіткнення з астероїдами є важливими триггерами (і, можливо, значними джерелами енергії) окремих подій, таких як утворення гарячих точок і великих магматичних провінцій.Item Зміст до “Геодинаміка”(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28)Item Prospects for the gas and condensate production from the South Hrabyne zone of the Precarpathian foredeep(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Федоришин, Дмитро; Трубенко, Олександр; Федоришин, Сергій; Михайловський, Ігор; Fedoryshyn, D.; Trubenko, A.; Fedoryshyn, S.; Mykhailovskyi, I.; Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу; Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and GasОсновні проблеми пошуків та розвідки газових і газоконденсатних родовищ в літолого-стратиграфічних товщах південно-західної та центральної частини Більче-Волицької зони зумовлені складними тектонічними та літолого-стратиграфічними умовами формування покладів вуглеводнів. До об’єктивних чинників можна віднести складну геологічну будову порід-колекторів, що зумовлена тектонічними порушеннями у процесі формування пастки, наявність різного типу пустот та глинистого матеріалу, а також обводненням продуктивних пластів на завершальній стадії розробки. Окрім цього, необхідно відзначити зниження інформативності та ефективності електророзвідки як наземної, так і свердловинної. Разом з цим, у неогенових відкладах відмічаються літотипи зі складною петрографічною та петрофізичною тонкошаруватою будовою матриці породи. Таким чином, з метою підвищення інформативності результатів методів геофізичних досліджень свердловин (ГДС) та ефективності пошуків вуглеводнів, необхідно сформувати оптимальний комплекс новітніх геофізичних методів, зокрема: високоточного індукційного каротажного ізопараметричного зондування (ВІКІЗ), ядерно-магнітного каротажу (ЯМК) разом з акустичними та радіоактивними вимірюваннями. Впровадження такого типу інновацій дасть змогу підвищити інформативність геолого-геофізичних досліджень. Основною базою такого підходу є петрографічна та петрофізична основа для конкретних територій і пошукових площ. З врахуванням наведеного вище нами виділено в неогенових відкладах газонасичені тонкошаруваті породи-колектори, встановлена будова їхніх порід-покришок, а також визначені їхні ефективні товщини і побудовані кореляційні схеми їхнього розповсюдження по латералі у межах сарматського, баденського та гельветського ярусів.