1. JGD
  2. Всі випуски
  3. 2(17), 2014
  4. Статистичні особливості та аналіз тектонічної тріщинуватості крейдово-неогенових відкладів Українських Карпат

Статистичні особливості та аналіз тектонічної тріщинуватості крейдово-неогенових відкладів Українських Карпат

JGD.
2014;
Випуск 17, Номер 2
: pp. 69-82
https://doi.org/10.23939/jgd2014.02.069
Надіслано: Грудень 13, 2014
Автори:
  1. Ю.М. Віхоть
1
Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України

Мета. Показати особливості та закономірності розподілу і згрупування даних про орієнтацію понад 8 тис. тектонічних тріщин у флішових і моласових відкладах Скибового та Бориславсько-Покутського покривів за деякими статистичними параметрами (К, С); проаналізувати переважаючі системи тріщин, співвідношення їхніх кутів падіння тощо. Встановити взаємозв’язок між статистичними особливостями тріщин та віком порід, тектонічною позицією, геологічною історією розвитку Українських Карпат. Методика. Підрахунок статистичних параметрів для даних про орієнтації тектонічних тріщин здійснено на основі методу співвідношення власних значень (eigenvalue ratio method) Н. Вудкока. Результати. На ділянках Скибового та Бориславсько-Покутського покривів визначено два статистичні параметри для тектонічних тріщин: С (strength parameter), який вказує на ступінь згрупування орієнтацій тріщин навколо певного напрямку, та K (shape parameter), що відображає форму розподілу елементів залягання тріщин на стереограмах – у вигляді груп (кластерів) або дуг. Проаналізовані елементи залягання (азимути простягання, азимути падіння та кути падіння) тріщин з більш ніж 150 точок спостережень у руслах і берегах річок Рибник та Опір (басейн р. Стрий), Сукіль, Бистриці Надвірнянської, Прута, а також у кар’єрах та відслоненнях на околицях населених пунктів Болехова, Долини, Надвірної. За допомогою програм Stereo 32 (K. Röller, C. Trepmann) та Fabric 8.0 (E. Wallbrecher) побудовано рози-діаграми, гістограми кутів падіння, стереограми полюсів у ізолініях елементів залягання тріщин, діаграми Вудкока. Наукова новизна. Визначені системи, що переважають, співвідношення перпендикулярних та косих до напластування тріщин, ступінь їхнього згрупування і розподіл у флішових і моласових формаціях характеризують тектонічні режими у межах Скибового та Бориславсько-Покутського покривів. Молодші тріщини здебільшого мають дуговий розподіл (0 £ К < 1), тоді як давніші – як дуговий, так і кластерний (0 £ К < ∞). Усі заміряні тектонічні тріщини утворюють шість головних систем. Вперше встановлено взаємозв’язок між віком, літологічними особливостями порід, виявленими статистичними і кількісними параметрами тріщин у різних тектонічних одиницях (скибах, покривах) та змінами напружено-деформованого стану упродовж геологічної історії формування Українських Карпат. Низький ступінь згрупування та дуговий розподіл тріщин свідчать про безперервний процес утворення різних їхніх парагенезисів у товщах гірських порід у кінці осадонакопичення нижньокрейдових порід і протягом усього кайнозойського часу. Практична значущість. Низькі значення статистичних параметрів С, К тріщин вказують на складний напружено-деформований стан досліджуваної території та підтверджують зміну полів палеонапружень, ротацію осей максимального стиснення і розтягнення (σ1, σ3), визначених за тектонофізичними дослідженнями, протягом складчасто-насувного процесу в Українських Карпатах. Результати, отримані методом співвідношення власних значень, необхідно враховувати під час реконструкцій полів палеонапружень структурно-парагенетичним методом як спосіб контролю за виділенням одновікової групи парагенезисів тектонічних тріщин, що сформувалися в однорідному деформаційному режимі.

Українські Карпати
тріщинуватість
метод співвідношення власних значень
діаграми Вудкока
кластерний та дуговий розподіл
системи тріщин
  1. Бубняк І., Віхоть Ю. Тектонофізичні дослідження флішових відкладів скиби Зелем’янки в доли­нах струмків Кобилець та Ягистів // Праці НТШ : Геологічний збірник. – 2012. – Т. ХХХ. – С. 119–130.
  2. Віхоть Ю., Бубняк І. Поля напружень у флішовій товщі скиб Орівської, Сколівської та Парашки (за дослідженнями у басейні ріки Сукіль) // Геодинаміка. – 2011. – № 1 (10). – С. 75–82.
  3. Віхоть Ю., Бубняк І.,  Накапелюх М. Результати тектонофізичних досліджень флішової товщі Скибового покриву Українських Карпат у долині р. Бистриця Надвірнянська // Геол. журн. – 2011. – № 2. – С. 72–80.
  4. Віхоть Ю., Бубняк І. Реконструкція  кайнозойсь­ких полів напружень у флішових комплексах долини ріки Опір (Скибовий покрив, Українські Карпати) // Геодинаміка. – 2013. – № 1 (14). – С. 68–77.
  5. Гинтов О. Б. Полевая тектонофизика и ее применение при изучении деформаций земной коры Украины. – Киев: Феникс, 2005. – 572 с.
  6. Гинтов О. Б., Бубняк И. Н., Вихоть Ю. М., Муровская А. В., Накапелюх М. В. Эволюция напряженно-деформированного состояния и дина­мика Скибового покрова Украинских Карпат // Геофиз. журн. – 2011. – Т. 33, № 5. – С. 17–34.
  7. Гинтов О. Б., Бубняк И. Н., Бубняк А. Н., Вихоть Ю. М., Мычак С. В., Накапелюх М. В. Напряженно-деформированное состояние и динамика аллохтонной части Предкарпатского прогиба в связи с нефтегазоносностью (по тектонофизическим данным) // Геофиз. журн. – 2013. – Т. 35, №1. – С 75–87.
  8. Кріль С. Я., Бубняк І. М., Віхоть Ю. М., Ціхонь С. І. Особливості полів палеонапружень та текто­нічної тріщинуватості у долині ріки Чорна Тиса (Поркулецький, Дуклянський покриви) // Вісник Львівського університету: Серія геологічна. – 2013. – Вип. 26. – С. 184–196.
  9. Шлапінський В. Є. Деякі питання тектоніки Українських Карпат // Праці НТШ: Геологіч­ний збірник. – 2012. – Т. ХХХ. – С. 48–67.
  10. Bubniak I. M. The stress­and­strain state of the south­eastern part of the Skyba and Boryslav­Pokuttya nappes of the Ukrainian Carpathians / I. M. Bubniak, Yu. M. Vikhot, M. V. Nakapelyukh // Geodynamics & Tectonophysics. – 2013. – 4 (3).– P. 313–326.
  11. Cloetingh S., Bada G., Matenco L., Lankreijer A., Horvath F., Dinu C. Modes of basin (de)formation, lithospheric strength and vertical motions in the Pannonian-Carpathian system: inferences from thermo-mechanical modeling // Geological Society, London, Memoirs. – 2006. – 32. – P. 207–221.
  12. Fara H. D., Scheidegger A. E. An eigenvalue method for the statistical evaluation of fault plane solutions of earthquakes // Seismol. Soc. America: Bull. – 1963. – V. 53. – P. 6–811.
  13. Fodor L., Csontos L., Bada G., Györfi I., Benkovics L. Tertiary tectonic evolution of the Pannonian basin system and neighbouring orogens: a new synthesis of paleostress data // The Mediteranean basins: Tertiary extension within the Alpine orogen. Geol. Soc. of London Spec. Publ. – The Geological Society, London. 1999. – Vol. 156. – P. 295–334.
  14. Gągała Ł., Vergé, J., Saura E., Malata T., Ringenbach J. C., Werner P., Krzywiec P. Architecture and orogenic evolution of the northeastern Outer Carpathians from cross-section balancing and forward modeling // Tectonophysics. – 2012. – Vol. 532. – P. 223–241.
  15. Loudon T. V. Computer analysis of orientation data in structural geology // Geog. Br.: Tech. Rept. – Northwestern Univ., 1964. – Vol. 13. – N. 1228 (26). – 129 p.
  16. Ludwiniak M. Multi-stage development of the joint network in the flysch rocks of western Podhale (Inner Western Carpathians, Poland) // Acta Geologica Polonica. – 2010. – Vol. 60, No. 2. – P. 283–316.
  17. Mardia K. V. Statistics of orientation data. – New York, Academic Press, 1972. – 357 p.
  18. Mastella L., Ludwiniak M., Klimkiewicz D. Budowa geologiczna doliny Białego Dunajca. // Przegląd Geologiczny. – 2012. – Vol. 60. – P. 496–505.
  19. Pánek T., Tábořík P., Klimeš J., Komárková V., Hradecký J., Šťastný M. Deep-seated gravitational slope deformations in the highest parts of the Czech Flysch Carpathians: evolutionary model based on kinematic analysis, electrical imaging and trenching // Geomorphology. – 2011. – Vol. 129. – No.1. – P. 92–112.
  20. Pollard D. D., Segall P. Theoretical displacements and stresses near fractures in rock: with applications to faults, joints, veins, dikes, and solution surfaces. In: Fracture Mechanics of Rock: Academic Press, Orlando, FL. – 1987. – Р. 227–350.
  21. Roure F., Roca E., Sassi W. The Neogene evolution of the outer Carpathian flysch units (Poland, Ukraine and Romania): kinematics of a foreland/ fold-and-thrust belt system // Sedimentary Geology. – 1993. – Vol. 86. – P. 177–201.
  22. Seghedi I., Downes H. Geochemistry and tectonic development of Cenozoic magmatism in the Carpathian–Pannonian region // Gondwana Research. – 2011. – vol. 20. – P. 655–672.
  23. Seghedi I., Maţenco L., Downes H., Mason P. R., Szakács A., & Pécskay Z. Tectonic significance of changes in post-subduction Pliocene–Quaternary magmatism in the south east part of the Carpathian–Pannonian Region // Tectonophysics. – 2011. – vol. 502(1). – P. 146-157.
  24. Świerczewska A., Tokarski A.K.T., Hurai V. H. Joints and mineral veins during structural evolution: case study from the Outer Carpathians (Poland) // Geological Quarterly. – 2013. – Vol. 44. – No. 3. – P. 333–340.
  25. Tiliţă M., Matenco L., Dinu C., Ionescu L., Cloetingh S. Understanding the kinematic evolution and genesis of a back-arc continental “sag” basin: The Neogene evolution of the Transylvanian Basin // Tectonophysics. – 2013. – Vol. 602. – P. 237–258.
  26. Vojtko R., Tokárová E., Sliva L., Pešková I. Reconstruction of Cenozoic paleostress fields and revised tectonic history in the northern part of the Central Western Carpathians (the Spišská Magura and Východné Tatry Mountains) // Geologica Carpathica. – 2010. – Vol. 61, no. 3. – P. 211–225.
  27. Vojtko R., Beták J., Hók J., Marko F., Gajdoš V., Rozimant K., Mojzeš A. Pliocene to Quaternary tectonics in the Horná Nitra Depression (Western Carpathians) // Geologica Carpathica. – 2011a. – Vol. 62. – P. 381–393.
  28. Vojtko R., Marko F., Preusser F., Madarás J., Kováčová M. Late Quaternary fault activity in the Western Carpathians: evidence from the Vikartovce fault (Slovakia) // Geologica Carpathica. – 2011b. – Vol. 62. – P. 563–574.
  29. Wallbrecher E., Fritz H., Unzog W. Estimation of the shape factor of a paleostress  ellipsoid  by  comparison  with theoretical slickenline patterns and application of an eigenvalue method // Tectonophysics. – 1996. – Vol. 255. – P. 177–187.
  30. Watson G. S. The statistics of orientation data // Jour. Geology. – 1966. – V. 74. – P. 786–797.
  31. Whitaker A. E., Engelder T. Characterizing stress fields in the upper crust using joint orientation distributions // Journal of Structural Geology. – 2005. – Vol. 27(10). – P. 1778–1787.
  32. Woodcock N. H. Specification of fabric shapes using an eigenvalue method // Geological Society of America Bulletin. – 1977. – Vol. 88. – no. 9. – P. 1231–1236.
  33. Zuchiewicz W., Bubniak I., Rauch M. Wstępne wyniki badań nad spękaniami ciosowzmi w jednostce skibowej (skolskiej) Karpat Ukraińskich // Przegl. Geol. – 1997. – Vol. 45. – N. 4. – S. 408–413.
  34. Zuchiewicz W. Rozkłady spękań ciosowych w płaszczowinie magurskiej polskich Karpat zewnętrznych w świetle analizy statystycznej // Przegląd Geologiczny. – Warszawa, 1997. – Vol. 45. – N. 6. – S. 634–638.