gtcrustГеодинамика и тектонофизикаGeodynamics & Tectonophysics2078-502XInstitute of the Earth's crust of the Russian Academy of Sciences, Siberian Branch10.5800/GT-2014-5-4-0167gtcrust-29Research ArticleПАЛЕОГЕОДИНАМИКАPALEOGEODYNAMICSНОВЫЕ ПАЛЕОМАГНИТНЫЕ ДАННЫЕ ПО СИЛУРИЙСКИМ И ДЕВОНСКИМ ОСАДОЧНЫМ ПОРОДАМ ПОДОЛИИ (ЮГО-ЗАПАДНАЯ УКРАИНА) И КИНЕМАТИКА ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ В СРЕДНЕМ ПАЛЕОЗОЕNEW PALEOMAGNETIC DATA ON THE SILURIAN AND DEVONIAN SEDIMENTARY ROCKS FROM PODOLIA, SW UKRAINE, AND KINEMATICS OF THE EAST EUROPEAN PLATFORM IN THE MIDDLE PALEOZOICБахмутовВ. Г.BakhmutovV. G.

докт. геол. наук, зав. отделом петромагнетизма и морской геофизики Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины 03680, Киев-142, пр. Палладина, 32, Украина

Doctor of geology, Head of petromagnetism and marine geology sector S.I. Subbotin Institute of Geophysics, National Academy of Sciences of Ukraine 32 Palladin av., Kiev-142 03680, Ukraine

bakhmutovvg@gmail.comПоляченкоЕ. Б.PoliachenkoI. B.

м.н.с. Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины 03680, Киев-142, пр. Палладина, 32, Украина

Junior Researcher S.I. Subbotin Institute of Geophysics, National Academy of Sciences of Ukraine 32 Palladin av., Kiev-142 03680, Ukraine

lithos@bk.ruИнститут геофизики им. С.И. Субботина Национальной академии наук Украины, Киев, Украина   УкраинаInstitute of Geophysics, National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, Ukraine  Ukraine201405092015541045–1058Copyright © Бахмутов В.Г., Поляченко Е.Б., 20152015Бахмутов В.Г., Поляченко Е.Б.Bakhmutov V.G., Poliachenko I.B.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/29

Палеомагнитным данным отводится приоритетная роль при глобальных палеотектонических реконструкциях, которые отображают горизонтальные перемещения отдельных блоков земной коры. Построенные на их основе кинематические модели миграции Восточно-Европейской платформы (ВЕП) в палеозое по мере поступления нового фактического материала постоянно уточняются. В работе приводятся результаты палеомагнитных исследований осадочных сероцветных и красноцветных отложений силура и нижнего девона юго-запада Украины (район Подолии, бассейн реки Днестр). Для палеомагнитных исследований были выбраны 17 обнажений, которые стратиграфически сопоставимы с венлокским, лудловским, пржидольским отделами силура и лохковским ярусом девона и представлены сероцветными известняками, аргиллитами, доломитами и красноцветными известняками и песчаниками. В результате исследований коллекции более 400 образцов были выделены две компоненты естественной остаточной намагниченности (ЕОН). Первая выделяется на большинстве образцов при Н- и Т-чистках, имеет юг-юго-западное склонение и отрицательное наклонение. Соответствующие ей палеомагнитные полюсы, рассчитанные для каждой серии отдельно, тяготеют к пермскому сегменту сегмента траектории кажущейся миграции полюса (ТКМП) для Балтики / стабильной Европы [Torsvik et al., 2012]. Эта компонента химической природы связана с образованием аутигенных минералов при перемагничивании пород. Другая компонента, выделяемая в только в отдельных образцах красноцветов (при температурной чистке в диапазоне деблокирующих температур 590–690 °С) и в единичных образцах сероцветов (в переменных полях 30–70 мТл либо в диапазоне деблокирующих температур 300–460 °С), имеет юго-западное склонение и положительное наклонение, идет к началу координат диаграмм и характеризуется всеми признаками первичной намагниченности. Рассчитанные палеомагнитные полюса (0 °S, 329 °E для сероцветов тиверской серии, 2.3 °S, 338.4 °E для красноцветов днестровской серии и др.) хорошо согласуются с нижнедевонским фрагментом ТКМП для Балтики / стабильной Европы. Это же справедливо и для силурийских полюсов. Согласно новым результатам, в лудлове ВЕП располагалась в приэкваториальных широтах Южного полушария, в пржидольское время перемещалась к северу в экваториальные широты Южного полушария. Далее характер дрейфа изменяется – происходит перемещение уже в южном направлении, и в лохковское время положение ВЕП стабилизируется в приэкваториальных широтах Южного полушария. Характер дрейфа платформы можно описать поворотом против часовой стрелки на 16º вокруг полюса Эйлера, с координатами Φ=34 °S, Λ=247 °E.

 

Paleomagnetic data are the priority source of information for global paleotectonic reconstructions representing horizontal movements of the crustal blocks. Upon receipt of new paleomagnetic data, kinematic models of the East European platform in the Paleozoic are regularly revised and improved. The article presents results of the paleomagnetic study of sedimentary gray-colored and red beds of the Silurian and Lower Devonian sequences located in the Dniester river basin, Podolia region, SW Ukraine. The study covered 17 outcrops that are stratigraphically correlated with the Wenlock, Ludlow, Pridoli states of the Sillurian and the Lochkovian stage of the Devon. Over 400 samples of grey limestone, argillite, dolomite, red limestone and sandstone were analyzed, and two components of natural remnant magnetization (NRM) were revealed. The first component with SSW declination and negative inclination is revealed in the majority of the samples during AF- and T-magnetic cleaning. Its pole positions, that are calculated separately for each series, are trending to the Permian segment of the apparent polar wander path (APWP) published by Torsvik et al. [2012] for Baltica / Stable Europe. Considering its chemical origin, this NRM component is related to formation of authigenic minerals due to rock remagnetization. The second component is revealed only in some samples taken from the red beds (during thermal demagnetization in the range of unblocking temperatures from 590 to 690 °С) and in few samples of grey limestone (in AF fields from 30 to 70 mT or in the range of unblocking temperatures from 300 to 460 °С). This component has SW declination and positive inclination, goes to the origin of coordinates of the diagrams, and has all the indicators of primary magnetization of sediments. Calculated positions of the poles (0 ºS and 329 ºE for grey limestone of the Tiverskaya series, 2.3 °S and 338.4 °E for red beds of the Dniestrovskaya series, etc.) are well correlated with the Devonian segments of APWP for Baltica / Stable Europe. The same is true for the Silurian poles. The new results suggest that in the Ludlow, the East European platform was located at the near-equatorial latitudes of the Southern Hemisphere, and in the Pridoli, it moved to the north towards the equatorial latitudes of the Southern Hemisphere. Later on, the drifting mode was changed, and the platform moved to the south. In the Lochkovian, its position was stabilized at the equatorial latitudes of the Southern Hemisphere. Drifting of the platform can be described by counterclockwise rotation by 16° around the Euler pole (Φ=34 °S, Λ=247 °E).

 

палеомагнетизмсредний палеозойВосточно-Европейская платформатраектория кажущейся миграции полюсапалеотектонические реконструкцииpaleomagnetismMiddle PaleozoicEast European platformapparent polar wander path (APWP)paleotectonic reconstructionReferencesBakhmutov V., Teisseyre¬Jeleńska M., Kądziałko-Hofmokl M., Konstantinenko L., Poliachenko I., 2012. Paleomagnetic study of Lower Devonian gray-colored deposits of Podolia. Geofizicheskiy Zhurnal 34 (6), 57–67 (in Russian) [Бахмутов В., Тейсер-Еленська М., Кадзялко-Хофмокль М., Константиненко Л., Поляченко Е. Палеомагнитные исследования нижнедевонских сероцветных отложений Подолии // Геофизический журнал. 2012. Т. 34. № 6. С. 57–67].Bakhmutov V., Teisseyre¬Jeleńska M., Kądziałko-Hofmokl M., Konstantinenko L., Poliachenko I., 2012. Paleomagnetic study of Lower Devonian gray-colored deposits of Podolia. Geofizicheskiy Zhurnal 34 (6), 57–67 (in Russian) [Бахмутов В., Тейсер-Еленська М., Кадзялко-Хофмокль М., Константиненко Л., Поляченко Е. Палеомагнитные исследования нижнедевонских сероцветных отложений Подолии // Геофизический журнал. 2012. Т. 34. № 6. С. 57–67].Butler R.F., 1992. Paleomagnetism: Magnetic Domains to Geologic Terranes. Boston: Blackwell Scientific Publications, 319 p.Butler R.F., 1992. Paleomagnetism: Magnetic Domains to Geologic Terranes. Boston: Blackwell Scientific Publications, 319 p.Chadima M., Hrouda F., 2006. Remasoft 3.0 а user friendly paleomagnetic data browser and analyser. Travaux Géophysiques 27, 20–21.Chadima M., Hrouda F., 2006. Remasoft 3.0 а user friendly paleomagnetic data browser and analyser. Travaux Géophysiques 27, 20–21.Gordienko V.V., Gordienko I.V., Zavgorodniaya O.V., Kovachikova S., Logvinov I.M., Tarasov V.N., Usenko O.V., 2012.Gordienko V.V., Gordienko I.V., Zavgorodniaya O.V., Kovachikova S., Logvinov I.M., Tarasov V.N., Usenko O.V., 2012.Volyn'-Podilla Plate: Geophysics, Deep-seated Processes. Publishing house of Naukova Dumka, Kiev, 198 p. (in Russian) [Гордиенко В.В., Гордиенко И.В., Завгородняя О.В., Ковачикова С., Логвинов И.М., Тарасов В.Н., Усенко О.В. Волыно-Подольская плита: геофизика, глубинные процессы. Киев: Наукова Думка, 2012. 198 с].Volyn'-Podilla Plate: Geophysics, Deep-seated Processes. Publishing house of Naukova Dumka, Kiev, 198 p. (in Russian) [Гордиенко В.В., Гордиенко И.В., Завгородняя О.В., Ковачикова С., Логвинов И.М., Тарасов В.Н., Усенко О.В. Волыно-Подольская плита: геофизика, глубинные процессы. Киев: Наукова Думка, 2012. 198 с].Gradstein F.M., Ogg J.G., Schmitz M.D., Ogg G.M., 2012. The Geological Time Scale 2012. Elsevier, Boston, USA, 2-volumes set, 1176 p.Gradstein F.M., Ogg J.G., Schmitz M.D., Ogg G.M., 2012. The Geological Time Scale 2012. Elsevier, Boston, USA, 2-volumes set, 1176 p.Jeleńska M., Bakhmutov V., Konstantinenko L., 2005. Paleomagnetic and rock magnetic data from the Silurian succession of the Dniester basin, Ukraine. Physics of the Earth and Planetary Interiors 149 (3–4), 307–320. http://dx.doi.org/10.1016/ j.pepi.2004.10.005.Jeleńska M., Bakhmutov V., Konstantinenko L., 2005. Paleomagnetic and rock magnetic data from the Silurian succession of the Dniester basin, Ukraine. Physics of the Earth and Planetary Interiors 149 (3–4), 307–320. http://dx.doi.org/10.1016/ j.pepi.2004.10.005.Jeleńska M., Kądziałko-Hofmokl M., Bakhmutov V., Poliachenko I., Ziółkowski P., 2010. Identification of magnetic carriers of original and secondary NRM components recorded in Devonian sediments from Podolia, SW Ukraine. Geophysical Journal 32 (4), 59–60.Jeleńska M., Kądziałko-Hofmokl M., Bakhmutov V., Poliachenko I., Ziółkowski P., 2010. Identification of magnetic carriers of original and secondary NRM components recorded in Devonian sediments from Podolia, SW Ukraine. Geophysical Journal 32 (4), 59–60.Jelinek V., 1977. The statistical theory of measuring anisotropy of magnetic susceptibility and its application. Geofyzika Brno, 5–88.Jelinek V., 1977. The statistical theory of measuring anisotropy of magnetic susceptibility and its application. Geofyzika Brno, 5–88.Kirschvink J.L., 1980. The least-squars line and plane and the analysis of paleomagnetic data. Geophysical Journal of Royal Astronomical Society 62, 699–718. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365246X.1980.tb02601.x.Kirschvink J.L., 1980. The least-squars line and plane and the analysis of paleomagnetic data. Geophysical Journal of Royal Astronomical Society 62, 699–718. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365246X.1980.tb02601.x.Kodama K.P., 2012. Paleomagnetism of Sedimentary Rocks: Process and Interpretation. Wiley-Blackwell, John Wiley & Sons, Ltd. Publication, 157 р.Kodama K.P., 2012. Paleomagnetism of Sedimentary Rocks: Process and Interpretation. Wiley-Blackwell, John Wiley & Sons, Ltd. Publication, 157 р.Khramov A.N. (Ed.), 1982. Paleomagnetology. Nedra, Leningrad, 312 p. (in Russian) [Палеомагнитология / Ред. А.Н. Храмов. Л.: Недра, 1982. 312 с.].Khramov A.N. (Ed.), 1982. Paleomagnetology. Nedra, Leningrad, 312 p. (in Russian) [Палеомагнитология / Ред. А.Н. Храмов. Л.: Недра, 1982. 312 с.].Lubnina N.V., 2009. East-European Craton from Neoarchean to Paleozoic by Palaeomagnetic Data. Manuscript of Dissertation for a scientific degree of Doctor of Geology-Mineralogy Sciences. Moscow State University, Moscow, 40 p. (in Russian) [Лубнина Н.В. Восточно-Европейский кратон от неоархея до палеозоя по палеомагнитным данным: Автореф. дис. … докт. геол.-мин. наук. М.: Изд-во МГУ, 2009. 40 с.].Lubnina N.V., 2009. East-European Craton from Neoarchean to Paleozoic by Palaeomagnetic Data. Manuscript of Dissertation for a scientific degree of Doctor of Geology-Mineralogy Sciences. Moscow State University, Moscow, 40 p. (in Russian) [Лубнина Н.В. Восточно-Европейский кратон от неоархея до палеозоя по палеомагнитным данным: Автореф. дис. … докт. геол.-мин. наук. М.: Изд-во МГУ, 2009. 40 с.].Lubnina N.V., Iosifidi A.G., Khramov A.N., Popov V.V., Lewandowski M., 2007. Paleomagnetism of the Silurian and Devoni-an sedimentary formations of Podolia, Ukraine. In: Paleomagnetism of the Northern Eurasia sedimentary basins. VNIIGRI Publishing House, S.-Petersburg, p. 105–125 (in Russian) [Лубнина Н.В., Иосифиди А.Г., Храмов А.Н., Попов В.В., Левандовский М. Палеомагнитные исследования силурийских и девонских отложений Подолии // Палеомагнетизм осадочных бассейнов Северной Евразии. СПб.: Издательство ВНИГРИ, 2007. С. 105–125].Lubnina N.V., Iosifidi A.G., Khramov A.N., Popov V.V., Lewandowski M., 2007. Paleomagnetism of the Silurian and Devoni-an sedimentary formations of Podolia, Ukraine. In: Paleomagnetism of the Northern Eurasia sedimentary basins. VNIIGRI Publishing House, S.-Petersburg, p. 105–125 (in Russian) [Лубнина Н.В., Иосифиди А.Г., Храмов А.Н., Попов В.В., Левандовский М. Палеомагнитные исследования силурийских и девонских отложений Подолии // Палеомагнетизм осадочных бассейнов Северной Евразии. СПб.: Издательство ВНИГРИ, 2007. С. 105–125].Nikiforova O.I., Predtechenskiy N.N., 1972. Stratigraphy. In: Silurian and Lower Devonian reference section of Podolia. Publishing House Nauka, Leningrad, p. 26–127 (in Russian) [Никифорова О.И., Предтеченский Н.Н. Стратиграфия // Опорный разрез силура и нижнего девона Подолии. Л.: Наука, 1972. С. 26–127].Nikiforova O.I., Predtechenskiy N.N., 1972. Stratigraphy. In: Silurian and Lower Devonian reference section of Podolia. Publishing House Nauka, Leningrad, p. 26–127 (in Russian) [Никифорова О.И., Предтеченский Н.Н. Стратиграфия // Опорный разрез силура и нижнего девона Подолии. Л.: Наука, 1972. С. 26–127].Pecherskiy D.M., Didenko A.N., 1995. Paleoasian ocean: petromagnetic and paleomagnetic information about its lithosphere. UIPE RAS, Moscow, 294 p. (in Russian) [Печерский Д.М., Диденко А.Н. Палеоазиатский океан: петромагнитная и палеомагнитная информация о его литосфере. М.: ОИФЗ РАН, 1995. 294 c.].Pecherskiy D.M., Didenko A.N., 1995. Paleoasian ocean: petromagnetic and paleomagnetic information about its lithosphere. UIPE RAS, Moscow, 294 p. (in Russian) [Печерский Д.М., Диденко А.Н. Палеоазиатский океан: петромагнитная и палеомагнитная информация о его литосфере. М.: ОИФЗ РАН, 1995. 294 c.].Poliachenko I., Bakhmutov V., Konstantinenko L., Teisseyre-Jeleńska M., Kądziałko-Hofmokl M., Scarboviychuk T., Yakukhno V., 2014. New results of paleomagnetic studies of red-colored Silurian of Podolia. Geofizicheskiy Zhurnal 36 (3), 34–47 (in Russian) [Поляченко Е., Бахмутов В., Константиненко Л., Тейсер-Еленська М., Кадзялко-Хофмокль М., Скарбовийчук Т., Якухно В. Новые результаты палеомагнитных исследований красноцветных силурийских отложений Подолии // Геофизический журнал. 2014. Т. 36. № 3. С. 34–47].Poliachenko I., Bakhmutov V., Konstantinenko L., Teisseyre-Jeleńska M., Kądziałko-Hofmokl M., Scarboviychuk T., Yakukhno V., 2014. New results of paleomagnetic studies of red-colored Silurian of Podolia. Geofizicheskiy Zhurnal 36 (3), 34–47 (in Russian) [Поляченко Е., Бахмутов В., Константиненко Л., Тейсер-Еленська М., Кадзялко-Хофмокль М., Скарбовийчук Т., Якухно В. Новые результаты палеомагнитных исследований красноцветных силурийских отложений Подолии // Геофизический журнал. 2014. Т. 36. № 3. С. 34–47].Smethurst M.A., Khramov A.N., 1992. A new Devonian palaeomagnetic pole for the Russian platform and Baltica, and related apparent polar wander. Geophysics Journal International 108 (1), 179–192. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-246X. 1992.tb00848.x.Smethurst M.A., Khramov A.N., 1992. A new Devonian palaeomagnetic pole for the Russian platform and Baltica, and related apparent polar wander. Geophysics Journal International 108 (1), 179–192. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-246X. 1992.tb00848.x.Środoń J., Paszkowski M., Drygant D., Anczkiewicz A., Banaś M., 2013. Thermal history of Lower Paleozoic rocks on the Peri-Tornquist Margin of the East European Craton (Podolia, Ukraine) inferred from combined XRD, K-Ar, and AFT data. Clays and Clay Minerals 61, 107–132. http://dx.doi.org/10.1346/CCMN.2013.0610209.Środoń J., Paszkowski M., Drygant D., Anczkiewicz A., Banaś M., 2013. Thermal history of Lower Paleozoic rocks on the Peri-Tornquist Margin of the East European Craton (Podolia, Ukraine) inferred from combined XRD, K-Ar, and AFT data. Clays and Clay Minerals 61, 107–132. http://dx.doi.org/10.1346/CCMN.2013.0610209.Torsvik T.H., Smethurst M.A., Meert J.G., Van der Voo R., McKerrow W.S., Sturt B.A., Brasier M.D., Walderhaug H.J., 1996. Continental break-up and collision in the Neoproterozoic and Palaeozoic – a tale of Baltica and Laurentia. Earth-Science Reviews 40 (3), 229–258. http://dx.doi.org/doi:10.1016/0012-8252(96)00008-6.Torsvik T.H., Smethurst M.A., Meert J.G., Van der Voo R., McKerrow W.S., Sturt B.A., Brasier M.D., Walderhaug H.J., 1996. Continental break-up and collision in the Neoproterozoic and Palaeozoic – a tale of Baltica and Laurentia. Earth-Science Reviews 40 (3), 229–258. http://dx.doi.org/doi:10.1016/0012-8252(96)00008-6.Torsvik T.H., Smethurs M.A., Van der Voo R., Trench A., Abrahamsen N., Halvorsen E., 1992. Baltica – synopsis of Vendian-Permian palaeomagnetic data and their palaeotectonic implications. Earth Science Reviews 33 (2), 133–152. http://dx. doi.org/10.1016/0012-8252(92)90023-M.Torsvik T.H., Smethurs M.A., Van der Voo R., Trench A., Abrahamsen N., Halvorsen E., 1992. Baltica – synopsis of Vendian-Permian palaeomagnetic data and their palaeotectonic implications. Earth Science Reviews 33 (2), 133–152. http://dx. doi.org/10.1016/0012-8252(92)90023-M.Torsvik T.H., Van der Voo R., Preeden U., McNiocaill C., Steinberger B., Doubrovine P., van Hinsbergen D.J.J., Domeier M., Gaina C., Tohver E., Meert J.G., McCausland P.J.A., Cocks L.R.M., 2012. Phanerozoic polar wander, paleogeography and dynamics. Earth Sciences Review 114 (3), 325–368. http://dx.doi.org/10.1016/j.earscirev.2012.06.007.Torsvik T.H., Van der Voo R., Preeden U., McNiocaill C., Steinberger B., Doubrovine P., van Hinsbergen D.J.J., Domeier M., Gaina C., Tohver E., Meert J.G., McCausland P.J.A., Cocks L.R.M., 2012. Phanerozoic polar wander, paleogeography and dynamics. Earth Sciences Review 114 (3), 325–368. http://dx.doi.org/10.1016/j.earscirev.2012.06.007.Tsegelnyuk P.D., Gritsenko V.P., Konstantinienko L.I., Ishchenko A.A., Abushik A.F., Bogoyavlenskaya O.V., Drygant D.M., Zaika-Novatsky V.S., Kadlets N.M., Kiselev, G.N., Sytova V.A., 1983. The Silurian of Podolia, the Guide to the Excursion. Publishing House of Naukova Dumka, Kiev, 224 p. (in Russian) [Цегельнюк П.Д., Гриценко В.П., Константиненко Л.И., Ищенко А.А., Абушик А.Ф., Богоявленская О.В., Дрыгант Д.М., Заика-Новацкий В.С., Кадлец Н.М., Киселев Г.Н., Сытова В.А. Силур Подолии: Путеводитель экскурсии. Киев: Наукова Думка, 1983. 224 с.].Tsegelnyuk P.D., Gritsenko V.P., Konstantinienko L.I., Ishchenko A.A., Abushik A.F., Bogoyavlenskaya O.V., Drygant D.M., Zaika-Novatsky V.S., Kadlets N.M., Kiselev, G.N., Sytova V.A., 1983. The Silurian of Podolia, the Guide to the Excursion. Publishing House of Naukova Dumka, Kiev, 224 p. (in Russian) [Цегельнюк П.Д., Гриценко В.П., Константиненко Л.И., Ищенко А.А., Абушик А.Ф., Богоявленская О.В., Дрыгант Д.М., Заика-Новацкий В.С., Кадлец Н.М., Киселев Г.Н., Сытова В.А. Силур Подолии: Путеводитель экскурсии. Киев: Наукова Думка, 1983. 224 с.].Yuan K., Van der Voo R., Bazhenov M.L., Bakhmutov V., Alekhin V., Hendriks B.W.H., 2011. Permian and Triassic paleolatitudes of the Ukrainian shield with implications for Pangea reconstructions. Geophysical Journal International 184 (2), 595–610. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-246X.2010.04889.x.Yuan K., Van der Voo R., Bazhenov M.L., Bakhmutov V., Alekhin V., Hendriks B.W.H., 2011. Permian and Triassic paleolatitudes of the Ukrainian shield with implications for Pangea reconstructions. Geophysical Journal International 184 (2), 595–610. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-246X.2010.04889.x.

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