References

gtcrust

Геодинамика и тектонофизика

Geodynamics & Tectonophysics

2078-502X

Institute of the Earth's crust of the Russian Academy of Sciences, Siberian Branch

10.5800/GT-2025-16-2-0816

JOKJTH

gtcrust-1905

Research Article

СОВРЕМЕННАЯ ГЕОДИНАМИКА

RECENT GEODYNAMICS

ГЛУБИННОЕ СТРОЕНИЕ ЛИТОСФЕРЫ И СЕЙСМИЧНОСТЬ БЕЛОРУССКО-БАЛТИЙСКОГО РЕГИОНА

DEEP LITHOSPHERIC STRUCTURE AND SEISMISITY OF THE BELARUSIAN-BALTIC REGION

https://orcid.org/0009-0008-4603-0842

Гирин

Р. Э.

Girin

R. E.

220114, Минск, ул. Франциска Скорины,10

10 Francysk Skaryna St, Minsk 220114

girinrobert@gmail.com

Институт природопользования НАН БеларусиБеларусьInstitute of Nature Management of the National Academy of Sciences of BelarusBelarus

2025

21042025

162816816

2025

Гирин Р.Э.

Girin R.E.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/1905

Для территории Белорусско-Балтийского региона, расположенного на западе Восточно-Европейского кратона, построена трехмерная блоковая модель земной коры, характеризующаяся закономерным уменьшением средней мощности консолидированной коры блоков от 59 до 39 км, средней скорости продольных волн от 6.80 до 6.50 км/с, а также намагниченности нижней части коры от 4–5 до 0.5 А/м. Сравнительный анализ трехмерной модели глубинного строения литосферы и распределения эпицентров 67 значимых местных тектонических землетрясений Белорусско-Балтийского региона за период 1602–2008 гг. позволил установить, что на территории балтийской части данного региона произошло в 6.33 раза больше землетрясений и выделилось в 6.76 раза больше суммарной сейсмической энергии, чем на площади его белорусской части: 58 землетрясений и 1.0399·1013 Дж суммарной сейсмической энергии против 9 событий и 1.5382·1012 Дж. Подавляющее большинство эпицентров землетрясений попадает в зоны границ разнотипных блоков земной коры, причем максимальное количество землетрясений балтийской части региона (27 событий) произошло на границах самого мощного и тяжелого Инчукалнского блока земной коры (средняя мощность – 59 км, средняя скорость продольных волн – 6.80 км/с) с окружающими его более тонкими и легкими блоками коры. Эпицентры землетрясений балтийской части региона концентрируются главным образом в полосе побережья Балтийского моря. Установлено, что за первые трое суток после сильнейшего в Европе Мессинского землетрясения 28.12.1908 г. магнитудой 7.1 на территории Белорусско-Балтийского региона произошло девять значительных землетрясений, суммарная сейсмическая энергия которых составила 3.8416·1012 Дж, что соответствует 32 % от всей сейсмической энергии, выделившейся на данной территории за 400-летний период. Обосновывается существование зарождающейся Восточно-Балтийской рифтовой системы тройного сочленения, ее значительной плюмовой энергетической подпитки, что и обусловливает повышенную сейсмическую активность балтийской части изучаемого региона. Сочетание вертикальных и горизонтальных сил, действующих на блоки земной коры Белорусско-Балтийского региона, определяет сбросо-сдвиговый фокальный механизм землетрясений в хрупкой верхней консолидированной коре.

The territory of the Belarusian-Baltic region, located in the west of the East European craton, has been represented by a three-dimensional block model showing a regular decrease in the average consolidated crustal thickness of the blocks from 59 to 39 km, in the average longitudinal wave velocity from 6.80 to 6.50 km/s, and in the lower crustal magnetization from 4–5 to 0.5 A/m. A comparative analysis of the 3D model of the deep lithospheric structure and epicentral distribution of 67 significant local tectonic events of the Belarusian-Baltic region for the period 1602–2008 showed that the Baltic part of this region experienced 6.33 times as much earthquakes and 6.76 times as much total energy release than the Belarusian part of it: 58 earthquakes and the total seismic energy release equal to 1.0399·1013 J against 9 events and 1.5382·1012 J. The vast majority of the earthquake epicenters fall within the different-type crustal block boundary zones, with the maximum number of earthquakes of the Baltic part of the region (27) occurred at the boundaries between the thickest and most solid Incukalns block of the Earth’s crust (average thickness – 59 km. average longitudinal wave velocity – 6.80 km/s) and adjacent thinner and less solid crustal blocks. The earthquake epicenters of the Baltic part of the region are largely concentrated on the Baltic Sea coast. It has been found that during the first three days after the 28.12.1908 Messina 7.1 magnitude earthquake, largest in Europe, the Belarusian-Baltic region was hit by nine significant 3.8416·1012 J total seismic energy earthquakes, which corresponds to 32 % of the whole seismic energy released therein over a 400 year period. Substantiation has been provided for the initiation of the East Baltic rift system of triple junction, its sufficient plume energy supply, which causes high seismic activity of the Baltic part of the study region. A combination of vertical and horizontal forces acting at the crustal blocks of the Belarusian-Baltic region determines the oblique-slip earthquake focal mechanism in the brittle upper consolidated crust.

Восточно-Европейский кратонблок земной корымощностьэпицентрмагнитудасейсмическая энергияВосточно-Балтийская рифтовая систематепловой потокнеотектоника

East European cratoncrustal blockthicknessepicentermagnitudeseismic energyEast Baltic rift systemheat flowneotectonics

Исследование проведено в рамках белорусской государственной программы научных исследований «Природные ресурсы и окружающая среда» на период 2021–2025 годы, подпрограмма «Белорусские недра».

The study has been conducted as part of the Belarusian State Research Program 2021–2025 "Natural resources and environment", subprogram "Mineral resources of Belarus".

References1

Айзберг Р.Е., Аронов А.Г., Гарецкий Р.Г., Карабанов А.К., Сафронов О.Н. Сейсмотектоника Беларуси и Прибалтики // Лiтасфера. 1997. № 7. С. 5–18].

Aizberg R.E., Aronov A.G., Garetsky R.G., Karabanov A.K., Safronov O.N., 1997. Seismotectonics Within the Territory of Belarus and the Baltic States. Litasfera 7, 5–18 (in Russian)

Айзберг Р.Е., Аронов А.Г., Гарецкий Р.Г., Карабанов А.К., Сафронов О.Н., Сероглазов Р.Р., Аронова Т.И. Сейсмотектоническое районирование западной части Восточно-Европейской платформы // Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы. Книга 1: Землетрясения / Ред. Н.В. Шаров, А.А. Маловичко, Ю.К. Щукин. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. 368–381 с.].

Aizberg R.E., Aronov A.G., Garetsky R.G., Karabanov A.K., Safronov O.N., Seroglazov R.R., Aronova T.I., 2007. Seismotectonic Zoning of the Western Part of the East European Platform. In: N.V. Sharov, A.A. Malovichko, Y.K. Shchukin (Eds), Earthquakes and Microseismicity in Modern Geodynamics Problems on the East European Platform. Part 1: Earthquakes. Karelian Research Centre of RAS, Petrozavodsk, 368–381 p. (in Russian)

Анкудинов С.А., Брио Х.С., Садов А.С. Глубинное строение земной коры на территории Прибалтики по данным сейсморазведочных работ ГСЗ // Белорусский сейсмологический бюллетень. 1991. Вып. 1. С. 111–117].

Ankudinov S.A., Brio Kh.S., Sadov A.S., 1991. The Deep Crustal Structure in the Baltic States According to the DSS Data. Belarusian Seismological Bulletin 1, 111–117 (in Russian)

Аронов А.Г., Аронова Т.И. Сейсмотектонические критерии долгосрочного прогноза Калининградских землетрясений // Калининградское землетрясение 21 сентября 2004 года. СПб.: ВСЕГЕИ, 2009. С. 136–150].

Aronov A.G., Aronova T.I., 2009. Seismotectonic Criteria for the Long-Term Forecasting of the Kaliningrad Earthquakes. In: Kaliningrad Earthquake of September 21, 2004. VSEGEI, Saint-Petersburg, p. 136–150 (in Russian)

Аронов А.Г., Сероглазов Р.Р., Аронова Т.И. Сейсмичность территории Беларуси // Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы / Ред. Н.В. Шаров, А.А. Маловчинко, Ю.К. Щукин. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. Кн. 1. С. 357–364].

Aronov A.G., Seroglazov R.R., Aronova T.I., 2007. Seismicity of the Territory of Belarus. In: N.V. Sharov, A.A. Malovchinko, Yu.K. Shchukin (Eds), Earthquakes and Microseismicity in Relation to Problems of Recent Geodynamics of the East European Platform. Book I. Karelian Research Centre of RAS, Petrozavodsk, p. 357–364 (in Russian)

EUROBRIDGE Seismic Working Group, 1999. EUROBRIDGE Seismic Working Group. Seismic Velocity Structure Across the Fennoscandia-Sarmatia Suture of the East-European Craton Beneath the EUROBRIDGE Profile Through Lithuania and Belarus. Tectonophysics 314 (13), 193–217. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(99)00244-9.

Гарбар Д.И. Таллинско-Петербургский (Финский) рифт – проявление новейшего рифтогенеза в пределах Евразийского суперконтинента // Тезисы докладов XXIX Тектонического совещания. М.: ГЕОС, 1996. С. 30–31].

Garbar D.I., 1996. The Tallinn-Petersburg (Finnish) Rift Is a Manifestation of Neorifting Within the Eurasian Supercontinent. Abstracts of the XXIX Tectonic Meeting. GEOS, Moscow, p. 30–31 (in Russian)

Гарецкий Р.Г., Каратаев Г.И., Астапенко В.Н., Данкевич И.В. Полоцко-Курземский пояс разломов // Разломы земной коры Беларуси / Ред. Р.Е. Айзберг. Минск: Красико-Принт, 2007. С. 185–192].

Garetsky R.G., Karataev G.I., Astapenko V.N., Dankevich I.V., 2007. Polotsk-Kurzeme Fault Belt. In: R.E. Aizberg (Ed.), Crustal Faults in Belarus. Krasiko-Print, Minsk, p. 185–192 (in Russian)

Сейсмотектоника плит древних платформ в области четвертичного оледенения / Ред. Р.Г. Гарецкий, С.А. Несмеянов. М.: Книга и Бизнес, 2009. 288 с.].

Garetsky R.G., Nesmeyanov S.A. (Eds), 2009. Seismotectonics of Plate-Ancient Platforms Glaciated During the Quaternary. Kniga i Biznes, Moscow, 288 p. (in Russian)

Гирин Р.Э. Тектоно-геодинамический анализ мощности земной коры запада Восточно-Европейской платформы. Минск: Беларуская навука, 2022. 110 с.].

Girin R.E., 2022. Tectono-Geodynamic Analysis of the Crustal Thickness in the West of the East European Platform. Belaruskaya Navuka, Minsk, 110 p. (in Russian)

Гирин Р.Э., Каратаев Г.И. Типы земной коры и сейсмичность региона // Геофизические модели земной коры Белорусско-Прибалтийского региона. Минск: Навука i тэхнiка, 1993. С. 118–120].

Girin R.E., Karataev G.I., 1993. Types of the Earth’s Crust and Seismicity of the Region. In: Geophysical Models of the Earth’s Crust of the Belarusian-Baltic Region. Navuka i Tehnika, Minsk, p. 118–120 (in Russian)

Гордиенко В.В., Гордиенко И.В., Завгородняя О.В., Логвинов И.М. Балтийская зона современной активизации: глубинные процессы и физические поля // Калининградское землетрясение 21 сентября 2004 года. СПб.: ВСЕГЕИ, 2009. С. 34–40].

Gordienko V.V., Gordienko I.V., Zavgorodnyaya O.V., Logvinov I.M., 2009. Baltic Zone of Recent Activation: Deep Processes and Physical Fields. In: Kaliningrad Earthquake of September 21, 2004. VSEGEI, Saint-Petersburg, p. 34–40 (in Russian)

Grad M., Guterch A., Keller G.R., Janik T., Hegedűs E., Vozár J., Ślączka A., Tiira T., Yliniemi J., 2006. Lithospheric Structure Beneath Trans-Carpathian Transect from Precambrian Platform to Pannonian Basin: CELEBRATION 2000 Seismic Profile CEL05. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 111 (В3), 1–23. https://doi.org/10.1029/2005JB003647.

Grad M., Jensen S.L., Keller G.R., Guterch A., Thybo H., Janik T., Tiira T., Yliniemi J., Luosto U. et al., 2003. Crustal Structure of the Trans-European Suture Zone Region Along POLONAISE’97 Seismic Profile P4. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 108 (B11), 2541. https://doi.org/10.1029/2003JB002426.

Карабанов А.К., Гарецкий Р.Г., Айзберг Р.Е. Неотектоника и неогеодинамика Восточно-Европейской платформы. Минск: Беларуская навука, 2009. 184 с.].

Karabanov A.K., Garetsky R.G., Aizberg R.E., 2009. Neotectonics and Neogeodynamics of the Eastern European Platform. Belaruskaya Navuka, Minsk, 184 p. (in Russian)

Каратаев Г.И, Пашкевич И.К. Геолого-математический анализ комплекса геофизических полей. Киев: Наукова думка, 1986. 168 с.].

Karataev G.I., Pashkevich I.K., 1986. Geological and Mathematical Analysis of the Complex of Geophysical Fields. Naukova Dumka, Kiev, 168 p. (in Russian)

Каратаев Г.И., Пашкевич И.К., Гирин Р.Э., Русецкая Л.С. Рельеф и глубинность поверхности Мохоровичича в регионе // Геофизические модели земной коры Белорусско-Прибалтийского региона. Минск: Навука i тэхнiка, 1993. С. 37–43].

Karataev G.I., Pashkevich I.K., Girin R.E., Rusetskaya L.S., 1993. Relief and Moho Depth in the Region. In: Geophysical Models of the Crust in the Belarusian-Baltic Region. Navuka i Tehnika, Minsk, p. 37–43 (in Russian)

Kolodyazhny S.Y., Pevzner M.M., Poleshchuk A.V., Zykov D.S., Leonov M.G., Varentsov I.M., Ivanov P.V., 2021. Signs of Seismicity and Neotectonic Activity of Ancient Faults in the Area of the Sloboda Geodynamic Intersection in the West of the East European Platform. Journal of Volcanology and Seismology 15, 399–413. https://doi.org/10.1134/S0742046321060063.

Левашкевич В.Г. Закономерности распределения геотермического поля окраин Восточно-Европейской платформы: Автореф. дис. … докт. геол.-мин. наук. М., 2005. 44 с.].

Levashkevich V.G., 2005. Regular Distribution of the Geothermal Field of the Eastern European Platform Margins. Brief PhD Thesis (Doctor of Geology and Mineralogy). Moscow, 44 p. (in Russian)

Левков Э.А. Гляциотектоника. Минск: Наука и техника, 1980. 280 с.].

Levkov E.A., 1980. Glaciotectonics. Nauka i Tekhnika, Minsk, 280 p. (in Russian)

Левков Э.А., Карабанов А.К. Неотектонические закономерности формирования гидросети Беларуси // Гидрографическая сеть Беларуси и регулирование речного стока. Минск: Изд-во «Университетское», 1992. С. 73–76].

Levkov E.A., Karabanov A.K., 1992. Neotectonic Regularities in the Development of the Hydrographic Network of Belarus. In: Hydrographic Network of Belarus and River Flow Regulation. Publishing House "Universitetskoe", Minsk, p. 73–76 (in Russian)

Левков Э.А., Карабанов А.К. Неотектоника Беларуси // Лiтасфера. 1994. № 1. С. 119–126].

Levkov E.A., Karabanov A.K., 1994. Neotectonics of Belarus. Litasfera 1, 119–126 (in Russian)

Nikonov A.A., 1977. Holocene and Contemporary Crustal Movements. Nauka, Moscow, 240 p. (in Russian) [Никонов А.А. Голоценовые и современные движения земной коры. М.: Наука, 1977. 240 с.].

Nikonov A.A., 1977. Holocene and Contemporary Crustal Movements. Nauka, Moscow, 240 p. (in Russian)

Никулин В.Г. Сейсмичность территории стран Балтии // Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы / Ред. Н.В. Шаров, А.А. Маловчинко, Ю.К. Щукин. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. Кн. 1. С. 364–368].

Nikulin V.G., 2007. Seismicity on the Territory of the Baltic States In: N.V. Sharov, A.A. Malovchinko, Yu.K. Shukin (Eds), Earthquakes and Microseismicity in Relation to Problems of Recent Geodynamics of the East European Platform. Book I. Karelian Research Centre of RAS, Petrozavodsk, p. 364–368 (in Russian)

Пашкевич И.К., Каратаев Г.И., Данкевич И.В., Апирубите Р.А. Типизация земной коры по комплексу геолого-геофизических данных // Литосфера Центральной и Восточной Европы: Восточно-Европейская платформа. Киев: Наукова думка, 1989. С. 102–117].

Pashkevich I.K., Karataev G.I., Dankevich I.V., Apirubite R.A., 1989. Typification of the Earth’s Crust by Complex Geological and Geophysical Data. In: Lithosphere of Central and Eastern Europe: Eastern European Platform. Naukova Dumka, Kiev, p. 102–117 (in Russian)

Павленкова Н.И. Структура литосферы Балтийского щита по данным ГСЗ // Строение и динамика литосферы Восточной Европы: Результаты исследований по программе EUROPROBE. М.: ГЕОКАРТ, ГЕОС, 2006. С. 33–58].

Pavlenkova N.I., 2006. Structure of the Baltic Shield Lithosphere According to the DSS Data. In: Lithospheric Structure and Dynamics of Eastern Europe. EUROPROBE Research Results. GEOKART, GEOS, Moscow, p. 33–58 (in Russian)

Раутиан Т.Г. Энергия землетресений // Методы детального изучения сейсмичности. М.: Изд-во АН СССР, 1960. № 176. С. 75–114].

Rautian T.G., 1960. Energy of Earthquakes. In: Methods of Detailed Study of Seismicity. Vol. 176. Publishing House of the USSR Academy of Science, Moscow, p. 75–114 (in Russian) [Раутиан Т.Г. Энергия землетресений // Методы детального изучения сейсмичности. М.: Изд-во АН СССР, 1960. № 176. С. 75–114].

Сафронов О.Н., Никулин В.Г., Аронова Т.И. Сейсмотектоника и возможность прогноза сейсмической опасности в Белорусско-Балтийском регионе // Геофизический журнал. 2005. Т. 27. № 3. С. 491–495].

Safronov O.N., Nikulin V.G., Aronova T.I., 2005. Seismotectonics and Possibility of Seismic Hazard Prediction in the Belorussian-Baltic Region. Geophysical Journal 27 (3), 491–495 (in Russian)

Sahlström K.E., 1930. A Seismological Map of Northern Europe. Stockholm, 8 p. and map.

Сероглазов Р.Р., Пугач А.В. Невязки времен пробега Р-волн, зарегистрированных сейсмической станцией «Минск» // Сейсмологические и геотермические исследования в Белоруссии. Минск: Наука и техника, 1985. С. 46–56].

Seroglazov R.R., Pugach A.V., 1985. P-Wave Travel Time Discrepancies Recorded by the "Minsk" Seismic Station. In: Seismological and Geothermal Research in Belarus. Nauka i Tekhnika, Minsk, p. 46–56 (in Russian)

Щукин Ю.К. Динамическая геология – основа системы наблюдений за природными процессами // Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы / Ред. Н.В. Шаров, А.А. Маловчинко, Ю.К. Щукин. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. Кн. 1. С.117–172].

Shchukin Yu.K., 2007. Dynamic Geology as a Basis of the Observation System for Natural Processes. In: N.V. Sharov, A.A. Malovchinko, Yu.K. Shchukin (Eds), Earthquakes and Microseismicity in Relation to Problems of Recent Geodynamics of the East European Platform. Book I. Karelian Research Centre of RAS, Petrozavodsk, p. 117–172 (in Russian)

Щукин Ю.К., Шаров Н.В., Ассиновская Б.А. Глубинное строение земной коры. Геодинамическая модель // Калининградское землетрясение 21 сентября 2004 года. СПб.: ВСЕГЕИ, 2009. С. 25–34].

Shchukin Yu.K., Sharov N.V., Assinovskaya B.A., 2009. Deep Crustal Structure. Geodynamic Model. In: Kaliningrad Earthquake of September 21, 2004. VSEGEI, Saint Petersburg, p. 25–34 (in Russian)

Starostenko V., Janik T., Yegorova T., Czuba W., Sroda P., Lysynchuk D., Aizberg R., Garetsky R. et al., 2018. Lithospheric Structure Along Wide-Angle Seismic Profile GEORIFT 2013 in Pripyat-Dnieper-Donets Basin (Belarus and Ukraine). Geophysical Journal International 212 (3), 1932–1962. https://doi.org/10.1093/gji/ggx509.

Strömberg A.G.B., 1976. A Pattern of Tectonic Zones in the Western Part of the East European Platform. Geologiska Föreningen i Stockholm Förhandlingar 98 (3), 227–243. https://doi.org/10.1080/11035897609454373.

Тектоническая карта Европы и смежных областей. Масштаб 1:10000000. М.: ГУГК, 1979].

Tectonic Map of Europe and Adjacent Areas, 1979. Scale of 1:10000000. Main Department of Geodesy and Cartography, Moscow (in Russian)

Thybo H., Janik T., Omelchenko V., Grad M., Garetsky R., Belinsky A., Karataev G., Zlotski G. et al., 2003. Upper Lithospheric Seismic Velocity Structure Across the Pripyat Trough and the Ukranian Shield Along the EUROBRIDGE 97 Profile. Tectonophysics 371 (1–4), 41–79. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(03)00200-2.

Урбан Г.И., Цыбуля Л.А. Тепловой поток Балтийской синеклизы. М.: ИФЗ РАН, 2004. 158 с.].

Urban G.I., Tsibulya L.A., 2004. Thermal Flow of the Baltic Syneclysis. Institute of Physics of the Earth RAS, Moscow, 158 p. (in Russian)

Yliniemi J., Tiira T., Luosto U., Komminaho K., Giese R., Motuza G., Nasedkin V., Jacyna J. et al., 2001. EUROBRIDGE-95: Deep Seismic Profiling Within the East European Craton. Tectonophysics 339 (1–2), 153–176. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(01)00037-3.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.