|
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ
Інститут геологічних наук
МІХНИЦЬКА ТЕТЯНА ПЕТРІВНА
УДК 55 (091) (477)
ГЕОЛОГІЧНИЙ РОЗВИТОК ПЛАТФОРМНОЇ
ЧАСТИНИ ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ В РИФЕЇ
Спеціальність 04.00.01 – загальна та регіональна геологія
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора геологічних наук
Київ – 2003
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Інституті геологічних наук
Національної академії наук України
Науковий консультант: доктор геолого-мінералогічних наук, професор
Рябенко Василь Адамович
Інститут геологічних наук НАН України
Офіційні опоненти: доктор геолого-мінералогічних наук, професор,
член-кор. НАН України та Російської академії наук
Куліш Євген Олексійович
Інститут геохімії навколишнього середовища НАН
та МНС України, завідувач відділом
доктор геолого-мінералогічних наук, професор
Яценко Герман Михайлович
Львівський національний університет ім. Івана Франка,
головний науковий співробітник
доктор геолого-мінералогічних наук, професор,
Лукієнко Олександр Іванович
Київський національний університет ім. Тараса Шевченка,
завідувач кафедрою загальної та регіональної геології
Провідна установа Український державний геологорозвідувальний інститут,
Міністерство екології та природних ресурсів України, м. Київ
Захист відбудеться “ 6 ” травня 2003 р. о “ 10 ” годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.162.02 при Інституті геологічних наук НАН України за адресою: 01054 м.Київ, вул. О.Гончара 55б.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту геологічних наук НАН України
( 01054 м. Київ, вул. О.Гончара. 55б)
Автореферат розісланий “ 26 “ __березня______________2003 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
кандидат геолого-мінералогічних наук Г.С. Пономаренко
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. В рифеї відбулася перебудова структурного плану допізньопротерозойського фундамента платформеної частини території України. В автономному режимі набули можливості розвиватися такі геотектонічні елементи, як Український щит (УЩ), Волино-Подільська плита (ВПП), Причорноморська западина. Активізувалися більш ранні і сформувалися нові системи розломів із зонами тектоно-метасоматичної активізації, складені діафторитами та метасоматитами. Рифейський магматизм супроводжувався вкоріненням у розломні зони малих інтрузивних тіл переважно основного складу, які викликали на деяких ділянках регенерацію рудної речовини. Рифей – це час прояву на території України рифтогенезу, утворення палеорифтів, грабен-синкліналей, накладених западин і нагромадження в них доплитного осадового чохла. Всі ці події і процеси стали наслідком переходу земної кори в новий стан, який обумовив в глобальному масштабі формування платформ і геосинкліналей, глибинних розломів, негеосинклінальних поясів тектоно-термальної переробки фундаменту, виникнення масивів гранітів рапаківі, бурхливий розвиток строматолітів і мікрофітолітів, а також нагромадження значної за об’ємом рослинної біомаси. В рифеї формуються великі родовища міді, фосфоритів, магнезитів, баритів, поліметалічних руд.
Історія геологічного розвитку території України в рифеї як в рамках цієї, так і інших концепцій не досліджувалася. Вона залишалася поза увагою спеціалістів, які займаються вивченням регіональної геології країни. В опублікованих і фондових роботах по рифею України в основному викладені результати дослідження стратиграфії і літологічного складу порід поліської, овруцької та топільнянської серій, морфології деяких розломних зон і вкорінених у них малих інтрузивних тіл. Щоб ліквідувати прогалину у вивченні геології України, розкрити історію геологічного розвитку платформної частини території України в інтервалі часу від 1700 до 650 млн років автором за наявними геологічними та геофізичними матеріалами та результатами власних структурно-геологічних, літолого-стратиграфічних, палеонтологічних, палеогеографічних досліджень, виконаних в рамках тематичних робіт підготовлено фундаментальну узагальнюючу роботу. Запропоновано теоретичну основу для розробки нових методологічних прийомів складання геологічних і прогнозних карт різних масштабів і вибору об’єктів для проведення пошукових робіт на наявність в них родовищ корисних копалин. У цьому і полягає актуальність теми.
Аналітичний розгляд матеріалів у плані концепції про деструкцію структури платформної частини території України під дією діастрофічних циклів, які проявилися в рифеї в багатьох районах Східно-Європейської платформи (СЄП) та на інших платформах і сформували тектоно-магматичні структури та тектоно-метасоматичні зони активізації з родовищами і проявами корисних копалин, дозволили визначити умови концентрації мінеральної речовини в рифейський період та його розподіл у тектонічних зонах.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана у відділі геології корисних копалин Інституту геологічних наук НАН України за тематичними програмами відділу: “Геологические формации докембрия Украины, их стратиграфия и ископаемые организмы”, 1980-1985 рр. (№ державної реєстрації 81047176), “Эволюция палеобиосферы и геологические рубежи неогея Украины. Геологические рубежи в докембрии”, 1985-1990рр. (№ державної реєстрації 0193U082331), “Геологическая история Украины. Докембрий”, 1990-1994 рр. (№ державної реєстрації 0194U019335), “Геологічний розвиток Українського щита в рифейську та палеозойську епохи”, 1995-1998 рр. ( № державної реєстрації 0195U019339), “Пізній протерозой України: тектоніка, магматизм, седиментогенез, геологічні рубежі та корисні копалини”, 1999-2003 рр. (№ державної реєстрації 01002004672), темами “Екогенез та шкала геологічного часу України”, 1991-1997 рр. (№ державної реєстрації 0298U019339)”, “Геологічна будова, вулканізм та літологічні особливості осадових товщ Чорного та Азовського морів, 1993-1997рр. (№39-93-88/3) та госпдоговірними темами: ”Палеонтологические остатки в метаморфизованных образованиях северо-западной части Мармарошского массива и уточнение по ним стратиграфического разреза”, 1984-1986рр. (№ 23/84), “Микропалеофитологическое исследование осадочно-вулканогенных образований Овручской и Белокоровичской впадин”, 1988-1990 рр. (№ 39/88), “Уточнение стратиграфии протерозоя Белгородского рудного района и корреляция с Украинским щитом на основе литолого-палеонтологических данных”, 1991-1992рр. (№ державної реєстрації 0193002615), “Биостратиграфическое и микроструктурное исследование разреза метаморфических пород, а также гранитов КСГС и сравнение результатов с разрезом ДДВГС”, 1989-1990 рр. (№ державної реєстрації 01934026101), “Палеонтологическое изучение и сопоставление пород центральноприазовской и ингуло-ингулецкой серий”, 1993-1994 рр. (№41.93), “Биостратиграфическое расчленение древних толщ (рифей – мел) архипелага Шпицберген”, 1992-1994 рр. (№ державної реєстрації 0196U004102), “Биостратиграфическое исследование пород тетеревской серии”, 1990-1992 рр. (№ державної реєстрації 01930026102), “Тектоно-магматична активізація та рудоносні структури рифею і венду Українського щита та Волино-Подільської плити”, 2000-2001 рр. ( № державної реєстрації 02014005718).
Автор є відповідальним виконавцем та співавтором у зазначених темах.
Мета дослідження - розкрити історію геологічного розвитку платформної частини України на підставі вивчення геологічних подій і процесів, що відбулися на її території в рифейський час в умовах жорсткої платформи. Виділити основні етапи в цій історії та діастрофічні цикли, що визначають їх розвиток і зіставляються з такими, проявленими в рифеї як в межах СЄП, так і інших кратонів світу. Вивчити притаманні кожному етапу особливості і характерні риси, які відображені в морфології складчастих і розривних порушень, речовинному складі магматичних і гідротермально-метасоматичних утворень, в породах дислокаційного метаморфізму, в переривах осадконагромадження і потужностях різного рангу підрозділів доплитного осадового чохла. На підставі результатів цих досліджень визначити генетичну природу і час утворення перспективних на корисні копалини геологічних об’єктів рифею та оцінити його продуктивність.
Завдання дослідження:
1. Виконати аналітичний огляд за літературними джерелами геологічних подій і процесів, які відбувалися в рифеї на шести основних кратонах світу та виявити характерні риси головних етапів їх розвитку.
2. Вивчити розривні структури і зони тектоно-метасоматичної активізації платформної частини України та розчленувати їх за віком на дорифейські, на ті, що активізувалися в рифеї, та рифейського закладання. Проаналізувати речовинний склад, морфологію і взаємозв’язки з вміщаючими породами малих інтрузій, які вкорінилися в розломи в умовах жорсткої платформи, за результатами дослідження процесу перетворення порід допізньопротерозойського фундаменту під дією дислокаційного метаморфізму в динамометаморфіти, діафторити та метасоматити, а також за даними ізотопного віку новоутворених порід, руд і рудних мінералів.
3. Порівняти базальні горизонти стратиграфічних розрізів України за літологічним складом і текстурними особливостями порід, потужністю, ритмічністю та іншими характеристиками з базальними горизонтами рифейських осадових товщ відомих палеорифтів СЄП та інших кратонів світу. Визначити типи таких горизонтів розрізів рифею України, що дозволить визначити палеогеографічні умови і тектонічну обстановку на початку утворення доплитного чохла.
4. Виконати кореляцію основних літолого-стратиграфічних розрізів рифею, які сформувалися в платформних умовах на шести кратонах світу, і знайти аналоги поліської, овруцької та топільнянської серій України. Побудувати за матеріалами глибоких параметричних і розвідувальних свердловин геологічні розрізи через Волино-Оршанський прогин для уточнення рельєфу дна басейну седиментації, зміни фаціального складу осадових порід та їх потужності в зонах зчленування Оршанської і Волино-Поліської структур, що дуже важливо для складання літолого-палеогеографічних карт та з’ясування історії геологічного розвитку всієї системи.
5. Провести лабораторні дослідження зразків гірських порід на наявність в них залишків викопних організмів, описати ці залишки і вивчити літолого-петрографічний склад та мінералогічні особливості вміщаючих їх порід, що дозволить уточнити схему рифейських утворень.
6. Побудувати літолого-палеогеографічні карти західної половини платформної частини території України для всіх трьох підрозділів рифею з ізогіпсами палеорельєфу і рівнями закладання палеорифтових структур за результатами виконаних палеотектонічних і палеогеографічних реконструкцій.
7. Охарактеризувати основні геологічні об’єкти рифею (тектоно-магматичні структури, зони термально-магматичної активізації, розломи, області перетину палеорифтів, зони незгідності і площини зриву пластів, базальні горизонти), перспективні на корисні копалини.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше розкрита історія геологічного розвитку платформної частини України в рифеї в рамках концепції про деструкцію допізньопротерозойського фундаменту, перебудови його структурного плану, який сформувався в глобальному масштабі наприкінці раннього протерозою. Це проявилося у відокремленні геотектонічних елементів з автономним розвитком, закладанні серії рифейських і активізації більш ранніх розломів, тектоно-метасоматичних зон, палеорифтів і палеопрогинів, в яких сформувався доплитний осадовий чохол. За результатами вивчення геологічних структур, подій та процесів, що відбувалися в рифейський час в цій історії виділено чотири етапи розвитку платформної частини території України. Встановлено, що етапи за часом їх прояву збігаються з діастрофічними та седиментаційними циклами, які відбулися на інших континентах.
Показано, що рифтогенез в межах території України проявився трьома стадіями і відповідно закладанням від’ємних структур на трьох гіпсометричних рівнях рифейського палеорельєфа, що визначило глибину ерозійного зрізу осадових товщ.
Вперше на побудованих літолого-палеогеографічних картах показані гіпсометричні рівні поверхні рельєфу та структурно-речовинні комплекси, які складають його морфоструктуру, для раннього, середнього та пізнього рифею. Ці комплекси зараз залягають в основі доплитного осадового чохла у від’ємних структурах. Вони реконстуйовані та показані на картах.
Визначено, що осадконагромадження в рифейський період відбувалося у від’ємних структурах трьох типів: 1 – структурах “просідання” по спряжених розломах, розташованих у склепінній частині УЩ із зденудованим рифейським осадовим чохлом; 2 – палеопрогинах по периферії УЩ та його схилів; 3 – палеорифтах вздовж границі СЄП, виповнених зеленосланцевими утвореннями.
Обгрунтовано за матеріалами реконструкцій палеорельєфу областей зносу та аналізом теригенного матеріалу, що Волино-Поліський прогин – це виключно внутрішньоконтинентальний басейн седиментації, в своєму розвитку підпорядкований Центрально-Руській системі авлакогенів, а не епіконтинентальним морям, як вважали попередні дослідники.
Показано, що зіставлення серій, світ, товщ рифейських відкладів від’ємних структур на різних гіпсометричних рівнях і з різною тривалістю розмиву порід неможливе без реконструкцій поверхні палеорельєфу та визначення глибини ерозійного зрізу. Ці дані, а також вивчення розрізів порід на наявність в них залишків викопних організмів враховані в уточненій стратиграфічній схемі рифейських відкладів України, яка запропонована в роботі.
Виконане зіставлення рифейських стратиграфічних розрізів та їх базальних горизонтів різних континентів, зокрема території України, дозволило зробити висновок про ідентичність палеотектонічного режиму та палеогеографічних умов на всій території розвитку континентальної кори, що відобразилось у накопиченні однотипного уламкового матеріалу і в переривах в осадконаконагромадженні.
Дано оцінку рифейському періоду як продуктивному на корисні копалини і рекомендовані об’єкти для проведення на них геологопошукових робіт.
Практичне значення одержаних результатів. Події та процеси глобального масштабу, які відбулися на планеті в рифеї, безумовно, сприяли формуванню родовищ корисних копалин і визначали закономірності їх розміщення в зонах тектоно-магматичної та метасоматичної активізації та комплексах осадово-вулканогенних порід. Концентрації мінеральної речовини сприяли виливи великої кількості магм кислого і основного складу та формування у розривних порушеннях малих інтрузивних тіл, широкий розвиток у породах фундаменту зон дислокаційного метаморфізму, складених тектонітами, діафторитами, метасоматитами, що часто несуть рудну мінералізацію, нагромадження потужних товщ уламкового матеріалу, скупчення біомаси в басейнах седиментації, насичення атмосфери киснем та ін.
Усі ці явища і процеси відобразилися в морфології структур і речовинному складі порід, які сформувалися в рифейський період на території платформної частини України. Вони визначали і закономірності розподілу в них корисних копалин, що досить повно вивчені на багатьох континентах. Це дозволило знайти аналоги відомих рудоконтролюючих об’єктів на території України, додатково дослідити їх і рекомендувати як перспективні на корисні копалини. Такими об’єктами є зони тектоно-метасоматичної активізації, області перетину різнонаправлених палеорифтових структур з неодноразовою переробкою порід фундаменту і проявах процесу регенерації рудної речовини, зони незгідного залягання осадового чохла на фундаменті, тектонічні зриви пластів вздовж поверхонь внутрішньоформаційних магматичних тіл, базальні горизонти та нижні частини розрізів осадового чохла. Тут можуть бути виявлені родовища золота, урану, поліметалів, рідкісних елементів. Окремі рудопрояви та точки підвищеної концентрації корисних копалин у цих об’єктах уже встановлені. Виконані дослідження дозволили високо оцінити продуктивність рифейського періоду на корисні копалини.
Впровадження результатів досліджень у практику геологічних робіт здійснювалося шляхом виконання госпдоговірної тематики з організаціями ДРГП “Північгеологія”, “Південьгеологія”, “Західукргеологія” Міністерства екології та природних ресурсів України та “Центргеологія” і “Північморгеологія” Російської Федерації (матеріали мікропалеофітологічних досліджень використані при складанні геологічної карти масштабу 1 : 100 000 західного узбережжя Землі Оскара II архіпелагу Шпіцберген).
Результати роботи ввійшли у створені Національним стратиграфічним комітетом України по геології та використанню надр і Академією наук України “ Стратиграфические схемы фанерозоя и докембрия Украины”, Київ, 1993. Вони використовувалися виробничими організаціями при проведенні геологозйомочних і пошукових робіт.
Особистий внесок здобувача. Автором особисто вивчені розрізи осадочно-вулканогенних утворень поліської, топільнянської, овруцької серій та зібраний кам’яний матеріал безпосередньо з керносховищ і численних свердловин, пробурених організаціями ДГРП “Північгеологія”, “Запукргеологія” та КП “Кіровгеологія”. В польових умовах простежені та проаналізовані виходи на денну поверхню рифейських порід, тектоно-метасоматичні зони, надвигові структури.
При обробці польових матеріалів вивчено понад тисячу зразків гірських порід методами літологічного та мікропалеофітологічного аналізів. Описані шліфи, проаналізовані та узагальнені результати хімічного та спектрального аналізів. Досліджені на наявність викопних організмів розрізи осадових порід архіпелагу Шпіцберген, Гвінейського щита, Бєлгородської синкліналі, північно-західної частини Мармароського масиву, Ростовського виступу для визначення і зіставлення умов осадконагромадження в рифейських басейнах седиментації.
Результати вивчення за літературними джерелами рифейських подій та процесів по шести континентах світу, а також проаналізовані з метою виявлення порід і структур рифейського віку геологічні матеріали КП “Кіровгеологія”, одержані за останні десятиріччя в процесі пошуків родовищ урану та золота представлені в роботі у вигляді таблиць і графіків. Складені літолого-палеогеографічні карти, схеми, розрізи різного масштабу, палеонтологічні фототаблиці.
В опублікованих із співавторами роботах автору належить характеристика тектоно-магматичних структур і метасоматичних зон, розломів, палеорифтів, літогенезу, стратиграфічних розрізів та палеогеографічних обстановок басейнів седиментації рифейських відкладів, вивчення речовинного складу цих порід і залишки викопних організмів, складання літолого-палеогеографічних карт.
Апробація результатів дисертації. Головні результати досліджень доповідались на міжнародній конференції “Структурное развитие Карпато-Балканского орогенного пояса” ( 12-16 жовтня, Братислава, Чехословаччина, 1987), VI Всесоюзній палінологічній конференції (Мінськ, 1989), конференції “Минерагения и прогнозная оценка на твердые полезные ископаемые” (Київ, 1991), 29-му Міжнародному геологічному конгресі (Кіото, Японія, 1992), конференції “Источники накопления редких, рассеянных и благородных металлов в отходах горнорудной промышленности и перераспределения рудного вещества до промышленных концентраций”, (Кривой Рог, 1994), міжнародних нарадах “Європроба” (Київ, 1994), “Докембрий Европы” (Санкт-Петербург, Росія, 1995), “Главнейшие рубежи геологической эволюции Земли в докембрии и их изотопно-геохронологическое обоснование” (Санкт-Петербург, Росія, 1995), науковій конференціії “Проблеми геологічної науки та освіти в Україні” (Львів, 1995), 30-му Міжнародному геологічному конгресі (Пекін, Китай, 1996), XLIII Сесії палеонтологічного товариства Росії (Санкт-Петербург, 1997), Всеукраїнській міжвідомчій нараді “Геологія і стратиграфія докембрію Українського щита” (Київ, 1998), ХУ1 Конгресі Карпато-Балканської асоціації (Відень, Австрія, 1998), Всеукраїнській нараді “Геологія і магматизм Українського щита” (Київ, 2000), науково-виробничій нараді геологів-зйомщиків України “Регіональні геологічні дослідження в Україні і питання створення держгеолкарти - 200” (Гурзуф, 2001), сесіях Українського палеонтологічного товариства (1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2002).
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 40 наукових праць, серед яких 3 монографії ( одна з яких особиста), 13 статей у наукових журналах, 6 статей у збірках наукових праць, 2 препринтових видання, 16 – у матеріалах міжнародних конгресів, наукових з’їздів, сесій та конференцій. Проміжні результати викладені в 7 науково-дослідних та 9 виробничих звітах.
Структура та об’єм дисертації. Дисертація складається з вступу, 9 розділів та висновків, викладених на 352 сторінках машинописного тексту, який супроводжується 24 рисунками, 27 таблицями та списком літератури з 254 назв.
Робота виконана в Інституті геологічних наук НАН України у відділі геології корисних копалин. Автор висловлює особливу вдячність за допомогу та постійну підтримку доктору геол.-мін. наук, професору В.А.Рябенку, якому зобов’язана як своєму вчителю. Виконання даних досліджень не могло бути успішним без постійної уваги і сприяння роботі директора Інституту, члена-кореспондента НАН України П.Ф.Гожика, постійних консультацій з академіком НАН України І.І.Чебаненком, докторами геол.-мін.наук, А.Я. Радзівіллом,
В.П. Кирилюком, Л.С. Галецьким, В.Ф. Шульгою, Є.П. Гуровим, кандидатом геол.-мін. наук В.А.Велікановим, без активної участі матеріалами, порадами і доброзичливим ставленням працівників Державної геологічної служби України Міністерства екології і природних ресурсів України Д.С.Гурського, О.І.Зарицького, В.І.Калініна, КП “Кіровгеологія” О.Ф.Маківчука, В.А.Анісимова, А.В.Кузьміна та інших, за що автор висловлює усім їм щиру подяку.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
ІСТОРІЯ ВИВЧЕННЯ РИФЕЮ УКРАЇНИ
М.С. Шатський виділив рифейську групу, стратотипом якої вважав розріз древніх товщ Південного Уралу. Розріз починається уламковими породами з тілами вулканітів. Вище їх змінюють флішоподібні товщі і завершується розріз моласами. За даними ізотопного віку та знахідками строматолітів рифей розділено на нижній, середній та верхній. Тривалість періоду близько 1 млрд років, потужність в геосинкліналях досягає 9-15 тис. м, на платформах – 2-4 тис. м.
На початку 50-х років минулого сторіччя глибокими параметричними свердловинами в північно-західній частині України були розкриті піщано-алевролітові, глинисті і вулканогенні утворення, які перекривалися відкладами балтійської серії нижнього кембрію. Це відкриття поклало початок вивченню древніх осадових товщ України. В 1952 р. П.Л. Шульгою вперше древні осадочно-вулканогенні товщі, які залягають на кристалічному фундаменті в межах ВПП і Прип’ятського валу, віднесені до рифею. Пізніше ці утворення в роботах Є.П. Брунс отримали назву поліської серії, вік якої, визначений калій-аргоновим методом, коливається від 1115 до 800 млн років, що відповідає пізньому та середньому рифею. Пізніше рифейський вік поліської серії підтверджується також знахідками акритарх у породах полицької світи (с. Берестечко, гл.2508,3 м).
У 1956 р. О.В. Крашенінниковою у відкладах пізнього протерозою виділена ташківська світа, яка зіставлена О.С. Махначем з пінською світою білоруської серії. Поліська серія за матеріалами параметричного і геологорозвідувального буріння Н.Є. Стрєлковою, А.Ф. Олексенко, В.М. Котиком та іншими дослідниками розчленована на горизонти, товщі, світи, які не були узаконені стратиграфічним комітетом як окремі підрозділи схеми. В 1972 р. Б.І. Власов, Б.Я. Воловник та інші фахівці для стратифікації відкладів поліської серії застосували метод циклічної седиментації і виділили п’ять седиментаційних ритмів, які УРМСК (1985) включив в стратиграфічну схему рифейських відкладів України без статусу стратонів певного рангу. За матеріалами геологічних, пошуково-розвідувальних і тематичних робіт, виконаних за останні десятиріччя О.О. Асеєвою, П.Д. Букатчуком, Б.І. Власовим, Б.Я. Воловник, І.С. Гарбузом, Е.Я. Жовинським, Л.В. Коренчук, Я.О. Косовським, В.В. Матеюком, В.Л. Приходьком, В.Т. Марченком та іншими дослідниками, складена уточнена стратиграфічна схема рифейських утворень України (1993). При її побудові використані ритмостратиграфія з каротажними діаграмами. Поліська серія розчленована на три світи: ромейківську, полицьку і жобринську.
Рифейські утворення складають нижні частини розрізів овруцької та топільнянської серій, які виповнюють Овруцьку палеорифтову структуру. Ці породи в різні роки вивчали М.П. Семененко, М .П. Щербак, І.Я. Личак, А.М. Козловська, М.І. Ожегова, І.В. Богацька, А.С. Дранник, І.П. Букович, В.П. Бухарев, Н.І. Безпалько, В.В. Фуртес, М.М. Костенко та ін.
Розломно-блокова тектоніка території України викладена в фундаментальних роботах академіка І.І. Чебаненка. Глибинні розломи також охарактеризовані в працях академіка В.Г. Бондарчука. А.Я.Радзівіллом, В.Я.Радзівілом і В.С.Токовенком розглянуті та проаналізовані тектоно-магматичні структури неогею території України. Виділені рифейські зони тектонічної активізації з утворенням порід граніт-ріолітової асоціації. С.В. Нечаєв вивчав рудопрояви в зонах активізації рифей-палеозойського часу. Дайковий магматизм досліджували Л.Г.Бернадська, Н.М.Шаталов, М.М.Костенко, З.А.Ушакова. В узагальнюючих роботах (за матеріалами КП “Кіровгеологія”)
О.Ф. Маківчука, В.А.Анісимова, А.В. Кузьміна, В.А. Шумлянського вперше виконане металогенічне районування території України за ураном, виділена пізньопротерозойська металогенічна епоха, яка характеризується формуванням тектоно-метасоматичних зон з регенерацією рудної речовини, що дуже важливо для визначення часу рудоутворення в рифеї і розкриття історії геологічного розвитку цього періоду в цілому.
АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ГЕОЛОГІЧНОГО РОЗВИТКУ В РИФЕЇ ШЕСТИ КОНТИНЕНТІВ
Розділ написано за матеріалами численних опублікованих джерел зарубіжних дослідників, що вивчають тектогенез, магматизм, седиментогенез, літолого-стратиграфічні розрізи осадово-вулканогенних порід, органічний світ, палеогеографічні умови, продукти тектоно-метасоматичної переробки порід фундамента і корисні копалини рифею Північно-Американського, Австралійського, Африканського, Південно-Американського континентів (в міжнародній стратиграфічній шкалі рифею відповідає мезопротерозой 16000 - 1000 млн років та неопротерозой - 1000 - 650 млн років), а також СЄП та Сибірської платформ. Текст розділу доповнений таблицями, в яких зведені найголовніші події, явища і процеси, що проявилися на цих кратонах формуванням різного типу структур, нагромадженням осадових товщ, траповим вулканізмом та інтрузивним магматизмом основного і кислого складу, низькотемпературним метаморфізмом і метасоматозом, бурхливим розвитком органічного світу та іншими геологічними факторами. Показати всю складність і своєрідність геологічного розвитку земної кори в рифеї, місцями з повною перебудовою допізньопротерозойського структурного плану і набагато вищу ступінь вивченості його на інших континентах світу порівняно з територією України – мета зробленого в роботі огляду.
Ранній рифей охоплює інтервал часу від 1700 до 1350 млн років. У зв’язку з переходом земної кори в новий стан характеризується проявом своєрідного тектогенезу, що виявився у формуванні дуже великих різнонаправлених поясів дроблення земної кори з проявами трапового вулканізму, інтрузіями гранітів рапаківі, величезним на усіх материках виливом лав основного і кислого складу, закладанням неглибоких океанічних западин у межах вулканічних поясів і зон дроблення. Літологічний склад осадків: конгломерати, гравеліти, аркози, поліміктові пісковики. Переважають грубоуламкові породи. Потужність осадового чохла на платформах не перевищує 5 км. У межах СЄП ранньорифейські западини закладені в основі Пачелмського, Камсько-Бельського, Хрестцівського та інших авлакогенів. На Північно-Американському материку у ранньому рифеї сформувалися Лабрадор-Каліфорнійський тектоно-плутонічний та Ельсонський тектоно-термальні пояси. Кварцові порфіри, туфи, дацити, фельзити, ріоліти в цих поясах перериваються гранітами, вік яких коливається від 1600 до 1400 млн років. У платформних прогинах Південно-Американського материка відкладаються уламкові породи серії Рорайма з розсипами золота та алмазів. Грабеноподібні структури Африканського материка, виповнені піщано-глинистими утвореннями прорвані лейкократовими оловорудними гранітами, ізотопний вік яких 1500 млн років. У западинах Австралійського материка формувався платформний чохол, уламкові породи якого мають вік від 1570 до 1400 млн років і містять строматоліти та онколіти. Це група Осмонд Рейдж, Лімбунія, Маунт-Мінні, потужність яких коливається від 780 до 1475 м. У ранньому рифеї на Сибірській платформі були закладені Біліро-Уджинська, Західно-Анабарська, Туруханська, Юдомо-Майська та інші палеорифтові структури, що розвинулися в більш пізній час в авлакогени.
Середній рифей охоплює відрізок часу від 1350 до 1000 млн років. Це час закладання пізньопротерозойських платформ і геосинклінальних систем, велика кількість яких продовжували розвиватися протягом усього пізнього рифею, венду і навіть палеозою.
Фундамент СЄП у середньому рифеї був розчленований розломами, в результаті чого сформувалися від’ємні структури, виповнені теригенними породами іотнійської, каверинської, логинівської, коломенської та інших світ. У Північній Америці в середньому рифеї у від’ємних структурах відкладалися осадки груп Дісмал-Лейк, Копперман-Рівер, Портейдж-Лейк. Сформувалися тіла граніт-порфірів і габро-сієнітів, що їх проривають, з ізотопним віком 1300 млн років. У межах Південно-Американського континенту в цей час існувало дві кратонізовані області: Південно-Американська і Сан-Франциська. В прогинах цих кратонів формувалися породи серій Лаврос, Апарі, Панас-Новоє, складені конгломератами, алевролітами, вище яких лежать сланці, кварцити з вапняками. В Кібарському поясі Африки палеозападини виповнені уламковим матеріалом потужністю до 5 км. Ізотопний вік гранітів, граніт-порфірів, габро-сієнітів, розташованих у розломах цього пояса коливається від 1420 до 1300 млн років. На Австралійській платформі активно розвиваються такі западини, як Вікторія-Рівер, Мак-Артур, Саун-Нікольсон, виповнені карбонатно-теригенними осадками. У западині Бангемолл серед пісковиків і грауваків зустрічаються ефузиви основного і кислого складу.
Пізній рифей визначається ізотопним віком від 1000 до 650 млн років. Породи цього віку широко розвинуті на усіх континентах. Це видно з наведеної в роботі таблиці.
В Європі породи верхнього рифею встановлені в Норвегії, на Шпіцбергені, у Франції, Англії, Шотландії. Вони скрізь представлені конгломератами, кварцитами, аркозовими пісковиками, алевролітами, ізотопний вік яких становить приблизно 810 млн років. У Пачелмському авлакогені формуються породи цнинської, іргизької, воронської, червоноозерської світ, в Хрестцівському – полоцької, дворецької, у Волино-Оршанському – пінської, полицької, жобринської світ. Група Бріовер (Армориканський масив, Франція), нижню частину якої складають аргіліти, алевроліти, грауваки з прошарками спілітових лав, туфів, вапняків, а вище лежать турбідіти, тіліти та товщі спіліт-кератофірових вулканітів, проривається гранітами (о-в Джерсі), вік яких 580 млн років. З цією групою зіставляється комплекс зелених сланців у межах Карпато-Балканської області. В Північній-Америці 850-750 млн років тому були сформовані великі за потужністю відклади супергруп Іква, Капітон та Уіндермір. На Алясці породи групи Тиндир представлені тілоїдами, лавами основного складу, турбідітами. В авлакогенах Вікторія, Маккензі, Гранд-Каньйон та інших нагромаджувалися червоноколірні пісковики, алевроліти, аргіліти. У Південній Америці в цей час розширився кратон Сан-Франциська, навколо нього виникло ряд прогинів, які складають систему бразілід. У прогинах накопичилися уламкові породи серій Уна та Бамбуї, вік яких 812 млн років. На Африканському континенті пізній рифей відмічений закладенням великих платформених синекліз (Таудені, Вольта, Конго та ін.), в яких спочатку нагромаджувалися кварцити, пісковики, пізніше аргіліти, вапняки, доломіти, що перекриваються пісковиками, конгломератами, алевролітами. В карбонатах зустрічаються строматоліти. Вік порід за глауконітом становить 713 млн років. Система Дамара (Південно-Африканський регіон) складається з трьох континентальних рифтів, виповнених глинистими сланцями, які перешаровуються з доломітами і вапняками, що містять строматоліти й онколіти. До карбонатних утворень приурочені родовища поліметалічних руд, вік яких визначається цифрою 790 млн років. Система Катанга виповнена породами серій Роан, Мвашья і Кунделунгу. В розрізах усіх трьох серій переважають тіліти, конгломерати, осадові брекчії, вапняки. На серії Мвашья лежить Великий конгломерат, потужність якого досягає 330 м. Вік самої ранньої уранової мінералізації у відкладах надсерії Катанга датується 714 млн років. Епігенетичні руди родовищ Шинколобв’є та інших родовищ Катанги по уранініту (метод Y- Tr – Pb) мають вік 670 – 690 млн років. На Австралійському материку панував платформний режим. На плато Стьорт і Східний Кімберлі формувався осадовий чохол, у розрізі якого значну частку займають тіліти. В цей час в центральній частині материка утворилися авлакогени Амедієс, Нгалія та Джорджина, виповнені мілководними континентальними відкладами, які зіставляються з відкладами поліської серії. На Сибірській платформі в пізньому рифеї була закладена Учуро-Майська западина і Байкало-Вітімська складчаста область. На Алданському щиті формувався платформний чохол.
ДЕСТРУКЦІЯ ДОПІЗНЬОПРОТЕРОЗОЙСЬКОГО ФУНДАМЕНТУ ТА СТАНОВЛЕННЯ ОСНОВНИХ ГЕОЛОГІЧНИХ СТРУКТУР
Початок рифею чітко фіксується руйнуванням у глобальному масштабі суперконтинентів, роздробленням їх на великі і малі блоки, значна частина яких стала основою платформ. Під дією діастрофічних циклів від суперконтиненту відокремився гетерогенний фундамент СЄП, про що свідчить наявність в облямовуючих платформу структурах осадово-вулканогенних порід віком, молодшим за 1600 млн років. Склепінна частина фундамента платформи зазнала значної деформацї, наслідком якої стало виникнення Центрально-Руської системи авлакогенів.
Південно-західне крило склепіння, що включає платформну частину території України, в рифеї дробилося на малі блоки, які переміщалися в різних напрямках, що змінило дорифейську структурну мозаїку фундаменту закладанням ряду від’ємних і додатних структур, а також розвитком різнонаправлених систем розломів, характеристика яких наведена в наступних розділах.
Становлення основних геологічних структур. Основними геологічними структурами фундаменту платформної частини України є УЩ, ВПП, Причорноморська та Дніпровсько-Донецька западини (ДДЗ). УЩ займає центральне положення в структурах фундаменту. В роботі він розглядається як найбільш стійка до деструктивного руйнування ділянка кори, що сформувалася в основному в археї на стабільному цоколі. Про це свідчить наявність під УЩ потовщеного шару перидосфери і значне стоншення астеносфери.
На заході УЩ обмежений зоною великих розломів переважно субмеридіонального простягання. Шепетівсько-Корецький та Ровенський розломи відповідно облямовують цю зону зі сходу і заходу. Між ними простягнулися Костопільско-Горинська та Антопільсько-Каменець-Подільська структури. Разом з оперяючими розривами вони сформували смугу скупчення різних типів розривних, складчасто-прирозломних, шар’яжних та флексуроподібних структур, а також горстів, грабенів, грабен-синкліналей, в яких нагромаджувалися осадки рифейського віку. Денудаційні процеси зрізали розрізи цих відкладів часто до рівня базальних горизонтів, які були виявлені та вивчені автором у від’ємних структурах Шепетівсько-Білокоровицької зони та зони зчленування УЩ і ВПП. Ізотопний вік вулканітів і знахідки залишків викопних організмів в уламкових породах свідчать про те, що виділення УЩ в окремий геоструктурний елемент відбулося наприкінці раннього та на початку середнього рифею.
Південна границя УЩ точно не встановлена. В рифеї між кристалічним фундаментом і Чорноморською западиною існувала палеорифтова система. Крайова частина фундаменту зазнала руйнування та роздроблення. Окремі блоки просідали або підіймалися. Усе Причорномор’я разом з акваторією моря являло собою систему підняттів і западин. Про існування склепінно-блокових підняттів у Причорномор’ї в рифеї свідчать знахідки гальок та валунів метаморфічних сланців, діоритів, порфіритів у нижньокрейдових і середньоюрських розрізах. Гальки гір Демерджи, Туклук-Сірт датовані віком від 1100 до 842 млн років.
Донецький сегмент ДДЗ, очевидно, закладався в рифеї. Він відрізнявся від Дніпровського не тільки простяганням головної осі, але і глибиною залягання осадових товщ. Потужність осадків, за сейсмічними даними, тут досягає 15 км. Безумовно, що в основі донецького розрізу лежать рифейські утворення. Фундамент Дніпровського і Прип’ятського сегментів ДДЗ у рифеї був тільки розділений ортогональною системою розломів на окремі блоки.
Діастрофічні цикли та етапи розвитку структур фундаменту. Діастрофізми є невід’ємною складовою процесу формування континентальної кори, починаючи від ранньої стадії і закінчуючи теперішнім часом. У періодичності прояву діастрофічних циклів встановлена закономірність, яка виявляється в скороченні часового інтервалу між циклами у міру зрілості кори. Фундамент території України за мільярд років в рифеї пережив чотири основних діастрофізми: виборзький, готський, гренвільський та луфіліанський. Кожний діастрофічний цикл в консолідованій корі проявлявся її руйнуванням, дробленням на більш малі блоки, активізацією ранніх та закладанням рифейських розломів і розломних зон з прирозломною складчастістю та ділянками тектоно-термальної переробки порід фундаменту. Сліди діастрофізмів в осадовому чохлі проявляються переривами в нагромадженні осадових товщ, зміною потужності та гранулометричного і речовинного складу осадків, появою міжпластових інтрузивних тіл та зміщенням по їх поверхні пластів осадових порід. Діастрофізмам відповідають чотири етапи розвитку континентальної кори, які за часом більш розтягнуті, але перші завжди визначають їх початок і закінчення.
Структури першого етапу розвивалися під впливом деструктивних процесів кінця паргуазького і повного за часом виборзького діастрофізмів. Паргуазький тектогенез сформував масиви гранітів рапаківі. Його верхній рубіж визначається цифрою в 1700 млн років. Навколо великих масивів гранітів коростенського комплексу в розломних зонах уже під впливом виборзького діастрофізму (1650-1500 млн років) утворилися малі інтрузії кислого, лужного і сублужного складу. Сюди можна віднести пержанські, вербівські, черкаські граніти, а також численні тіла та дайки дрібнозернистих гранітів, пегматитів, аплітів, базальтів, монцонітів та інших за складом малих інтрузій. Дуже поширені в розломах метасоматити, діафторити, мілоніти та інші продукти дислокаційного метаморфізма. В роботі детально охарактеризовані численні поля розвитку малих інтрузивних тіл і тектонітів із зазначенням їх місцезнаходжень та визначеннями ізотопного віку порід, що їх складають. Другий етап обумовлений готським (кібарським) діастрофізмом. Час його прояву – 1400-1250 млн років. Він характеризується інтенсивними коливальними рухами блоків фундаменту, активізацією древніх і закладанням нових рифейських розломів широтного простягання, появою палеорифтових структур і грабен-синкліналей вздовж границь УЩ і нагромадженням в них перших осадових товщ. З’являються поля дайок діабазів, габро-діабазів, граніт-порфірів, порфіритів, вивчених у відслоненнях сіл Ракитне, Сновидовичі, Дивліна, Бехи (Волинський блок УЩ), а також у багатьох кар’єрах Східного Приазов’я.
Структури і товщі осадових утворень, що накопичилися в рифейських палеопрогинах під дією гренвільського діастрофізма визначені як третій етап геологічного розвитку платформної частини території України. Гренвіл на території України проявився двома епізодами (1150 – 1100 та 1000 – 860 млн років). Тектонічними рухами в інтервалі цих відрізків часу була охоплена вся південно-західна частина СЄП, зокрема територія України. В фундаменті гренвільський діастрофізм утворив серію розломів північно-західного простягання. У цей час формуються ділянки розвитку лужних, вуглекисло-натрієвих метасоматитів, діафторитів, мілонітів та інших породних новоутворень. На цих ділянках іноді відбувається переконцентрація рудної речовини. Ізотопний вік уранових руд тут коливається від 1120 до 870 млн років. Дайковий комплекс гренвільського етапу встановлений в розломах Волинського, Кіровоградського та Приазовського блоків. На цьому етапі відбулося поглиблення басейнів седиментації та нагромадження в них потужних товщ осадово-вулканогенних порід поліської, топільнянської та овруцької серій. Визначилися періоди трансгресії і регресії в басейнах седиментації, що виразилося в наявності переривів в осадконагромадженні, появі ритмів і формуванні декількох базальних горизонтів у розрізі поліської та овруцької серій.
Відрізок часу від 860 до 700 млн років в історії розвитку земної кори відмічений початком утворення пра-Атлантичного океану, формуванням нижнього та верхнього комплексів льодовикових утворень. Він збігається з луфіліанським діастрофічним циклом. На території України цей цикл визначив четвертий етап її геологічного розвитку, який характеризується закладанням серії розломів північно-східного простягання, які продовжували розвиватися в палеозої та мезокайнозої. Ці розломи можна вивчати за продуктами динамометаморфізму в породах доплитного і плитного чохла, в яких часто виявляються епітермальні зруденіння. Вздовж границь платформи сформувалися палеорифти та міогеосинклінальні прогини, куди зносився теригенний матеріал з УЩ у ВПП. Це був час найактивнішої денудації в рифеї.
Типи рифейських структур. Палеоморфоструктури фундаменту платформної частини території України формувалися в рифеї в тісному взаємозв’язку із структурами усієї південно-західної частини СЄП. Багато палеопрогинів, грабенів, горстів, валів утворилися внаслідок рифтогенезу. Вони облямовуються та перетинаються розломними порушеннями рифею. У фундаменті платформної частини території України такі структури широко розвинуті в межах УЩ, ВПП та Причорноморської западини в сучасному їх розумінні.
Палеозападини (грабени, грабен-синкліналі, рифти тощо ). Лінійні грабеноподібні структури, сформовані на поверхні дорифейського фундаменту і обмежені скидами або системами скидів, у роботі розділені на три групи. Для кожної групи структур визначений гіпсометричний рівень поверхні рифейського палеорельєфу, на якому були закладені структури, що дуже важливо для визначення ступеня зденудованості як структури, так і виповнюючого її осадового чохла.
Першу групу від’ємних структур рифею складають палеозападини, розташовані на самих високих гіпсометричних рівнях УЩ. Вони були закладені на початку рифейського періоду, коли материкова кора ще знаходилася в стані склепінного підняття, в центрі якого розвивалися системи розривів. При таких умовах ділянки кори, обмежені розломами скидо-здвигового характеру опускалися на значні глибини. Таким чином формувалися структури “просідання”, основу яких складали породи більш високих частин розрізів осадово-вулканогенних утворень нижнього протерозою, ніж за межами цих структур.У періоди високого стояння вод у рифейських морях ці палеопрогини виповнювалися водою, і в них відкладався доплитной осадовий чохол. Пізніше усі ці палеопрогини були глибоко зденудовані з поверхні УЩ. Збереглися тільки глибокі корні складчастих і розривних структур, зокрема палеозападин. Реконструкція їх виконана вперше за різницею потужностей гнейсово-сланцевих товщ у палеопрогинах і за їх межами, за характером та напрямком простягання мілкої та середньої складчастості, за мінералого-петрографічним складом порід, які виповнюють палеопрогини і ступенем їх метаморфізму, а головне – за результатами вивчення морфології парних розломів, що облямовують кореневі частини від’ємних структур, основа яких дуже брекчійована і часто складена вуглецьвміщуючими утвореннями. В цементі та уламках тектонічних брекчій присутні залишки викопних організмів пізньопротерозойського віку. Все це дозволило зробити припущення про існування в рифеї на території УЩ палеопрогинів з доплитним осадочним чохлом і зденудованих до глибоких коренів в більш пізній час. До числа палеорифтових структур першої групи можуть бути віднесені Тетерівський, Брусилівський, Інгулецький прогини, Сорокинська, Федорівська та інші грабен-синкліналі Приазовського блока.
Друга група палеорифтів досить повно вивчена. Сюди входять Білокоровицька, Овруцька, Вільчанська грабен-синкліналі, Волино-Поліська западина, група невеликих грабенів і западин у межах Шепетівсько-Білокоровицької тектонічної зони, де центральне місце належить Шепетівській та Гульській від’ємним структурам. До теперішнього часу в усіх цих структурах зберігся доплитний осадовий чохол. Глибина ерозійного зрізу осадових товщ тут пропорційна гіпсометричному рівню закладання кожної структури і тривалості за часом ерозійного зрізу. Палеорифти цієї групи розташовані вздовж границь УЩ та його схилів.
Палеорифти третьої групи розташовані вздовж границь платформи. Вони поки що дуже слабо вивчені через глибоке залягання порід рифейського віку під більш молодим осадовим чохлом. Зеленосланцевий комплекс виповнюючих їх порід, розкритий глибокими свердловинами характеризується як одноманітний, амагматичний, що не зазнав гранітизації та метаморфічної переробки. Ізотопний вік порід комплексу коливається від 629 до 696 млн років.
Палеовиступи (масиви, горсти, вали і т.п.). У рифеї деякі ділянки фундаменту зазнали підняття по розлома. Прикладом може бути Ковельське підняття, центральну частину якого займає Туринівський вал меридіонального простягання. На півночі цей вал закінчується Буцинським, а на півдні – Овадненським підняттями. На захід і схід від валу розташовані палеопрогини, виповнені рифейськими відкладами, вище яких залягають породи венду, кембрію й ордовику. На півдні Ковельське підняття зрізається Волинським розломом, а на сході повсюдно переходить на територію УЩ. Фундамент у цій частині щита підіймається до абсолютної відмітки +150 м і навіть вище в склепінній частині Коростенського масиву гранітів рапаківі, який на сході замикає це валоподібне підняття. Таким чином, складається враження, що Коростенський масив та Ковельське підняття формувалися в один і той же час і є фрагментами величезного склепінного підняття широтного простягання.
Прип’ятський вал – це додатна структура фундаменту, яка сформувалася в рифеї. В роботі вона розглядається як система горстів і грабенів. Останні виповнені відкладами поліської серії. Вал охарактеризований з врахуванням нових даних, одержаних в результаті бурових робіт, проведених Рівненською експедицією ДГРП “Північгеологія” за останній час при пошуках родовищ самородної міді.
Порівняно невеликі за розміром підвищені ділянки фундаменту, обмежені розломами, що отримали назву горстів, вивчені автором у північній частині Коростенського масиву. Чарнокіти та ендербіти в районі с Улановка, м. Гнівань відокремлені облямовуючими розломами від порід бердичівського комплексу. Таких прикладів у роботі наведено багато.
Розломи. Ці структури детально охарактеризовані І.І. Чебаненком, В.Г Бондарчуком,
Н.П. Семененком, А.В.Чекуновим та іншими дослідниками. Розломи широтного простягання та діагональної системи розчленовують фундамент і осадовий чохол на декілька сотень різних за розміром блоків. Блоки, складені нижньо- та верхньоархейськими утвореннями, деформувалися розломами раннього та пізнього протерозою. Перші характеризуються наявністю малих інтрузивних тіл аплітоїдних гранітів і пегматитів із знаками більш пізньої переробки дислокаційним метаморфізмом. У других переважають дайки діабазів, з продуктів динамометаморфізму присутні катаклазити та бластотектоніти. Розломи, що січуть породи нижнього протерозою мають вік або коростенських гранітів, або більш молодший – рифейський.
Для рифейських розломів характерна практично повна відсутність дайок метабазитів, зате багато діабазів, віком від 1500 до 1140 млн років, рідше зустрічаються бластотектоніти, сієніти та сієніто-діорити, широко розвинуті катаклаз, дроблення, тектонічні брекчії, глинка тертя. Рифейські розломи зміщують контактні шви між гранітами рапаківі та породами рами. В межах Коростенського та Корсунь-Новомиргородського масивів вони поділяють їх на блоки, які пересуваються на значні відстані. Такі зміщення вивчені по Михайлівському, Вербському, Бандурівському та інших розломах.
Зони тектоно-метасоматичної переробки. Після формуванням інтрузій коростенського комплексу починається нова епоха в розвитку кристалічного фундаменту території України. Це період перебудови його структурного плану в умовах жорсткої платформи. В історії геологічного розвитку території України він виділений як пізній протерозой. Розривні порушення цього періоду картуються по бластомілонітах, мілонітах, катаклазитах, діафторитах, альбітитах та інших новоутвореннях, які навряд чи можуть мати ранньопротерозойський вік, оскільки карельський діастрофізм, що проявився небувалим раніше розігрівом верхніх шарів кори, “залікував” усі більш ранні розломи. Молоді дислокації могли успадкувати розривні структури, що відбилося у будові цих структур і в мінералого-петрографічному складі новоутворених порід і рудних асоціацій.
Зони тектоно-метасоматичної переробки субстрату за результатами виконаних досліджень – це аномальні ділянки в межах протяжних бластомілонітових і діафторитових швів, де багаторазова тектонічна активність супроводжувалася накладенням метасоматозу, який несе рудну мінералізацію. Багатостадійність дислокаційного метаморфізму та метасоматозу в цих зонах встановлена не тільки за структурними взаємовідношеннями між породними новоутвореннями, але і за ізотопним віком руд і рудних мінералів урану, для яких одержані цифри 1700, 1550, 1200 і навіть 780 млн років (каталог КП “Кіровгеологія”). Зразки для визначення були взяті з одного і того ж самого родовища. Найбільша кількість вивчених зон тектоно-метасоматичної переробки припадає на Волинський та Кіровоградський блоки УЩ, на територіях яких КП “Кіровгеологія” виконувало пошукові роботи Матеріали та результати цих робіт були люб’язно надані автору їх виконавцями і використані ним в процесі проведення досліджень.
Волинський блок. У межах цього блока виділене Новоград-Волинське валоподібне підняття, розташоване на захід від Коростенського масиву, склепінна частина якого ускладнена двома паралельними додатними підняттями другого порядку, які січуться вздовж довгої осі Новоград-Волинським та Ємельчансько-Житомирським розломами. Ці розломи та їх оперення перетинають більш молоді розриви північно-східного простягання.У місцях перетину різнонаправлених розломів і сформувалися зони тектоно-метасоматичної переробки, складені мікроплойчастими та очково-сланцевими тектонітами, бластомілонітами, бластокатаклазитами, мілонітами, альбітитами, мікроклінітами, діафторитами, брекчіями, які часто містять рідкометальну мінералізацію. Ізотопний вік цих вторинних утворень, а також рудоутворюючих мінералів та діабазів коливається від 1250 до 500 млн років. Усього тут вивчено понад 20 зон, частина з яких є перспективною на корисні копалини. Всі вони відображені на картах і схемах, наведених в роботі.
Зони тектоно-метасоматичної переробки порід субстрату встановлені і в Коростенському масиві. Багато з них перетинає його межі і спостерігається в породах обрамлення. В масиві це вузькі розриви, виповнені сієнітами, альбітитами, катаклазитами з рідкометальною мінералізацією.
Кіровоградський блок. Зони тектоно-метасоматичної переробки та дислокаційного метаморфізму цієї структури описані в роботах багатьох дослідників, адже з цими структурами пов’язано багато родовищ урану, золота, рідких металів. Детально вивчені зони переробки фундаменту в межах Кіровоградського, Мар’ївського, Суботсько-Мошоринського, Вербзького та інших розломів і детально охарактеризовані в роботі. Поблизу контактів Корсунь-Новомиргородського масиву з вміщаючими породами зони тектоно-метасоматичної переробки насичені малими інтрузіями аплітоїдних аляскітових гранітів (черкаських), які чітко січуть граніти рапаківі і належать до рифейських утворень. Крім тіл аляскітових гранітів у зонах виявлені дайки діабазів, діабазових порфіритів, долеритів, оточених мілонітами, бластомілонітами, метасоматитами. Їх простягання згідне з простяганням розломних зон У межах Новоукраїнського масиву геологозйомочними та пошуковими роботами встановлено близько 30 зон тектоно-метасоматичної та магматичної переробки. Деякі з них успадкували ранньопротерозойські структури. Про це свідчать дайки діабазів, діабазових порфіритів, пікритів, діоритів, які несуть сліди більш пізнього дислокаційного метаморфізму. Дайкові тіла рифейського віку січуть древні тектонічні шви. Ізотопний вік їх коливається від 1400 до 1200 млн років
Характеристика порід та мінеральних асоціацій, які визначають зони тектоно-метасоматичної переробки в розломних структурах. Більшість порід і мінеральних асоціацій, що складають тектоно-метасоматичні зони, є продуктами динамометаморфізму, який проявляється декількома стадіями регресивного метаморфізму. Для кожної стадії характерний свій набір порід і мінералів. На першій стадії пластичних деформацій утворюються мікроплойчасті та очково-сланцеві тектоніти. На стадії жорстких деформацій розвиваються мілоніти, катаклазити, брекчії. Діафторити – це вже продукти третьої стадії динамометаморфізму. Стадія натрієвого та карбонатно-натрієвого метасоматозу є завершальною і наступає після діафторезу із значним переривом у часі. В роботі детально охарактеризовані всі різновиди порід кожної стадії, що розвиваються по магматичних та метаморфізованих осадочно-вулканогенних утвореннях. Тектоно-метасоматичні зони вивчалися автором у межах Тальнівського, Немирівського, Тетерівського, Хмельницького, Дністровського, Побузького та інших розломів. Такі процеси, як діафторез та натрієвий метасоматоз, у роботі викладені за матеріалами спеціалістів, котрі проводять дослідження по урановій тематиці.
Перерозподіл хімічних елементів при діафторезі та лужному метасоматозі отримано шляхом зіставлення результатів хімічних аналізів висхідних порід з результатами аналізів діафторитів іметасоматитів, що по цих породах розвиваються. Це зіставлення представлене у вигляді декількох таблиць та діаграм, з яких випливає, що такі елементи, як кремній, алюміній, магній, кальцій, залізо, натрій, калій, можуть привноситися у вторинні утворення, а можуть і виноситися з них. Їх поведінка цілком залежить від хімічного складу вміщаючих порід. Кремній, наприклад, при діафторезі виноситься з материнських порід, а при облугуванні – привноситься. Калій в умовах регресивного дислокаційного метаморфізму не характеризується міграційною здатністю. При утворенні діафторитів він у малих дозах привноситься, а при натрієвому метасоматозі – виноситься з висхідних порід. Натрій просто витісняє його через високу концентрацію в розчинах. Такі малі та рудогенні елементи, як марганець, титан, ванадій, хром, нікель, кобальт, уран, галій, ніобій, ітрій, лантал, барій привносяться в зони тектоно-метасоматичної переробки. Їх вміст у діафторитах вже порівняно високий. Мідь, свинець, молібден при діафторезі виносяться із зони переробки субстрату.
Слід відмітити, що висхідні породи у зонах пізньопротерозойської активізації не багаті на рідкісні і рудогенні елементи і останні не могли екстрагуватися з них у великій кількості при дислокаційному метаморфізмі та метасоматозі. Отже, треба визнати існування глибинних джерел, які генерують рідкісні та рудогенні елементи. Процес переробки субстрату динамометаморфізмом і метасоматозом відповідає рифейському періоду історії розвитку платформеної частини території України, про що свідчать визначення ізотопного віку уранових руд і мінералів, яким притаманні, здебільшого, цифри від 1700 до 1550 млн років.
СТАНОВЛЕННЯ ОСАДОЧНОГО ЧОХЛА У ВІД’ЄМНИХ СТРУКТУРАХ ФУНДАМЕНТУ
Осадово-вулканогенні утворення рифею лежать на метаморфізованих вулканітах і гнейсово-сланцевих товщах, що асоціюються з метаморфогенними і метасоматичними гранітоїдами, а також на породах інтрузивного коростенського комплексу. Глибина ерозійного зрізу кристалічного фундаменту під доплитним рифейським чохлом на декілька порядків менша, ніж на УЩ, з поверхні якого протягом 1700 млн років зносився теригенний матеріал. Зеродовані, очевидно, потужні товщі порід, а саме: кварцитів, пісковиків, сланців і вулканітів, які складали верхні частини осадово-вулканогенних утворень нижнього протерозою та архею. На рівні сучасної поверхні фундаменту таких порід практично немає. Вони збереглися тільки під глибокими палеопрогинами і рифтами рифейського закладання. Палеорельєф суходолу рифейського періоду характеризується гіпсометричними відмітками від +2,5 до +3,0 км над сучасним рівнем моря. Ці дві обставини відбитлися на своєрідному літологічному складі осадових порід і будові їх розрізів.
Характер седиментогенезу на ранній стадії формування осадочного чохла і особливості базальних горизонтів. Доплитний осадовий чохол – це результат процесу самої ранньої стадії становлення осадового чохла на платформах. Сліди зародження його, за якими можна відтворити палеогеографічні та палеотектонічні умови в рифеї, знаходяться в базальних горизонтах рифейських розрізів осадових товщ, виповнюючих палеопрогини цього періоду. Опрацювання матеріалів по цих горизонтах і зіставлення рифейських розрізів світу виконано в роботі вперше.
Аналіз опублікованих робіт по стратиграфії та літологічному складу рифейських відкладів шести континентів світу та виконані автором дослідження показують, що рифейські породи нижньої частини розрізів можна віднести до трьох генетичних типів. Перший тип представлений відкладами річкових долин, озерних басейнів, приозерних дельт, що сформувалися в континентальних умовах у межах палеорифтових западин, грабен-синкліналей. Осадовий матеріал тут погано відсортований, різнозернистий. Звичайно це аркози, поліміктові пісковики та конгломерати з прошарками сланців.
Другий тип визначають добре відсортовані кварцові та олігоміктові пісковики, які перешаровуються із сланцями і часто містять глауконіт. Це утворення перикратонних морів.
Третій тип уламкових порід рифею представлений червоноколірними, в різною мірою відсортованими олігоміктовими аркозовими пісковиками з невеликими лінзами конгломератів і аргілітів. Починаються ці товщі аргілітовими сланцями, продуктами перевідкладення кори вивітрювання, що почали формуватися на великих алювіальних рівнинах і в неглибоких міжгірських западинах.
У межах платформної частини України в рифейських палеопрогинах встановлені перший і третій типи. Уламкові відклади першого типу складають базальні горизонти і нижні частини розрізів нижньобілокоровицької підсвіти та збраньківської світи Овруцького палеорифту. До третього генетичного типу віднесені відклади нижньої частини розрізу поліської серії.
Поглиблене вивчення мінералого-петрографічного складу, морфології, текстурно-структурних особливостей галечного матеріалу нижньобілокоровицької підсвіти, ритмічності та послідовності в чергуванні окремих фацій порід показали, що це алювіальні галечники, місцями елювіально-галечно-щебенисті відклади, які перешаровуються з гравелістими пісковиками та аргілітами, є продуктами розмиву пісковиків пугачівської світи, які перекривали в рифеї Коростенський масив.
Волино-Поліський палеорифт являв собою низинну рівнину, покриту потужною корою вивітрювання. В межах низинної рівнини існували лагунно-континентальні умови осадконагромадження. В мілких замкнутих ефемерних безтічних водоймищах перемивалася і перевідкладалася верхня частина кори вивітрювання сланцевих утворень. Формувалися аргіліти, сланці з гніздами піщаного матеріалу, яким і починається розріз ромейківської світи.
Зіставлення відкладів базальних горизонтів літостратиграфічних комплексів України з відкладами цих горизонтів інших регіонів. Обидва типи базальних горизонтів, які залягають в основі розрізів поліської, овруцької та топільнянської серій, є найбільш характерними для більшості літостратиграфічних розрізів рифею. Базальний горизонт поліської серії ВПП за речовинним складом аргілітів, текстурними і структурними особливостями, окремими включеннями піщанистого матеріалу зіставляється з базальними горизонтоми кірпинської серії (Каменсько-Більський авлакоген), серії Гарзан (Гренландія) та Гранд-Каньйон (Північна Америка). Початок седиментації цих серій датується цифрами в 1250-1200 млн років. Для серії Лаврас (Південна Америка), що виповнює рифейський прогин Селітру і серій Хамбері та Індуван, які виповнюють западину Туадені (Північно-Західна Африка) початок заповнення їх осадками датується цифрою в 1210 млн років. Базальні горизонти серій Бангемол (Західна Австралія), Фіцлюрис (прогин Вікторія-Рівер), Мацит-Рігг (Північна Австралія), Мак-Артур (прогин Мак-Артур), Баігл (плита Стьорт) також складені аргілітами з малопотужними товщами алеврито-пісковиків, що зіставляються з базальним горизонтом поліської серії України.
Базальний горизонт другого типу (авлакогенний) достатньо вивчений, ним частіше починаються розрізи рифейських утворень. Базальний горизонт нижньобілокоровицької підсвіти рифею в Білокоровицькій грабен-синкліналі зіставляється за літологічним складом уламкового матеріалу, ступенем окатаності гальок в конгломератах, ритмічністю розрізів та іншими характеристиками з базальними горизонтами балаганахської серії (Патомське нагір’я), угурської (Алданський щит), сінійської (Китай), Санвон (Корея), Нижній Кундалах (Індія). Базальні горизонти цих серій за багатьма ознаками відповідають першому ритму нижньобілокоровицької підсвіти. Вік порід цих серій 1200 - 800 млн років. Cерії Хорібі-Бей, Атабаска і Дубоніс (Північно-Американський континент) також починаються конгломератами та алевролітами, які утворюють мілкі ритми. Западини, рифти і троги Африканського континенту, виповнені піщано-глинистими товщами, які починаються крупно- та грубоуламковими пісковиками, конгломератами з прошарками аргілітів і алевролітів, що утворюють ритмічність. Початок седиментації датується цифрою в 1250 млн років (рубідій-стронцієвий метод). За результатами зіставлення базальних горизонтів рифейських осадово-вулканогенних утворень зроблено висновок, що палеогеографічні умови та палеотектонічні режими на ранній стадії формування доплитного осадочного чохла в різних сегментах континентальної кори не відрізнялися різноманітністю.
СТРАТИГРАФІЯ ТА ЛІТОЛОГІЯ РИФЕЙСЬКИХ ВІДКЛАДІВ
Понад сторіччя вивчаються метаморфізовані відклади осадово-вулканогенних і магматичних утворень УЩ. Підсумком певного рівня знань про геологічний розвиток цього геотектонічного елемента були стратиграфічні схеми, в яких саму верхню графу займали слабо метаморфізовані породи Овруцького кряжа, представлені конгломератами, пісковиками кварцитовидними, сланцями серицитовими з міжпластовими тілами ефузивів основного і кислого складу, що розглядалися як утворення осадочного чохла. На початку минулого сторіччя дослідники відносили їх до силуру або девону. В післявоєнний час за результатами поглибленого літологічного та петрографічного вивчення ці утворення були поділені на серії, світи і навіть підсвіти і різними вченими в різний час відносилися і до середнього, і до верхнього протерозою.
Огляд стратиграфічних схем. У вигляді таблиці в роботі представлені усі відомі стратиграфічні схеми осадово-вулканогенних утворень Овруцького палеорифту, починаючи із схеми М.П. Барбот-де-Марні (1873) і закінчуючи схемою, запропонованою автором.
Схеми, прийняті УРМСК (1984), МСК (1993) та НСК (2000), досить повно охарактеризовані і тільки частково висвітлені схеми більш раннього періоду. У схемі А.М.Козловської (1970) увесь розріз осадочно-вулканогенних утворень Овруцького палеорифту розчленований на п’ять світ: товкачівську, збраньківську, білокоровицьку, озерянську та пугачівську. Названі вище світи збереглися до теперішнього часу, хоча рівень їх вікового положення в більш пізніх схемах часто змінювався. А.С. Дранник (1984) овруцьку серію розчленував на дві серії: овруцьку та пугачівську. Остання в кореляційній стратиграфічній схемі докембрію УЩ, яка принята в 1984 р. віднесена до середнього протерозою. Вона представлена білокоровицькою і озерянською світами. Збраньківська та товкачівська світи овруцької серії – наймолодші верхньопротерозойські утворення. В 1993 р. пугачівську серію було перейменовано на топільнянську, залишивши усі чотири світи Овруцького палеорифту на тому самому стратиграфічному рівні, що і в схемі 1984 р.
У 2000 р. НСК України затвердив нову стратиграфічну схему докембрійських утворень УЩ. У ній дві світи топільнянської серії і збраньківська світа овруцької серії розташовані на рівні середнього протерозою, товкачівська світа – у верхньому протерозої.
З 1976 р. в Інституті геологічних наук НАН України породи топільнянської й овруцької серій досліджувалися на наявність в них залишків викопних організмів. Були виявлені і вивчені комплекси міоспор і залишки рослинних тканин девонського та кам’яновугільного віку, що залягають у відкладах в стратиграфічній послідовності. З урахуванням результатів цих досліджень Т.Ю. Лапчик, П.Л. Шульга, В.В. Фуртес (1982), а пізніше І.П. Букович (1986), Т.П. Міхницька (1994, 2002), І.С. Паранько (1997) склали ряд стратиграфічних схем осадово-вулканогенних утворень, які виповнюють грабен-синкліналі Овруцького палеорифту.
За результатами вивчення розрізу порід поліської серії та гамма-каратажу свердловин у товщі пісковиків цієї серії було виділено п’ять седиментаційних ритмів, які покладені Б.І. Власовим і Б.Я. Воловник в основу розчленування її відкладів на три світи: ромейківську, полицьку і жобринську. Остання за ритмічністю розділена на три підсвіти. Цей варіант розчленування поліської серії на більш дрібні підрозділи і був затверджений МСК України в 1993 р.
Запропонована автором стратиграфічна схема рифейських утворень платформної частини території України враховує як результати визначень ізотопного віку осадово-вулканогенних порід, так і дані палеонтологічного, структурно-геологічного та літолого-петрографічного вивчення цих порід. У ній до рифею відносяться частина розрізу білокоровицької світи топільнянської серії, повний розріз збраньківської світи овруцької серії Овруцького палеорифту і ввесь розріз поліської серії Волино-Поліського палеопрогину. В поліській серії за залишками викопних організмів полицька і жобринська світи віднесені до верхнього рифею. Ромейківська світа, очевидно, формувалася в середньому рифеї.
Стратиграфічні розрізи і речовинний склад порід. Названі вище стратиграфічні підрозділи доплитного осадового чохла виділені в рифейську еонотему не тільки за структурно-геологічними даними, але і за результатами вивчення викопних організмів і зіставлення комплексів мікрофосилій з аналогічними комплексами із стратиграфічних розрізів Уралу. Крім цього, враховувався ізотопний вік вулканітів і породоутворюючих мінералів. Усі розрізи рифейських утворень детально описані. Їх розповсюдження ілюстроване схемами, картами ізопахіт, гіпсометрії поверхні кристалічного фундаменту, поздовжніми та поперечними геологічними розрізами, побудованими за даними свердловин глибокого буріння, розрізами кореляції стратиграфічних підрозділів усього Волино-Оршанського прогину. Зроблені фотознімки шаруватості в породах, шліфів з рудними мінералами, складені ритмограми середнього вмісту породоутворюючих мінералів пісковиків поліської і топільнянської серій та акцесорних мінералів у важких фракціях, а також інші графічні і табличні додатки.
Безумовно, поліська серія є основним стратоном рифею України. Вона залягає на метаморфізованих породах кристалічного фундаменту, перекривається волинською серією венду. Ізотопний вік порід серії, за даними калій-аргонового методу, коливається від 1055 до 700 млн років. Серію через однорідність будови, однотипність складаючих її порід дуже важко розчленувати на більш дрібні стратони. При виділенні кожної з трьох світ цієї серії дослідники припускали ряд умовностей. Глибокий ерозійний зріз відкладів поліської серії на бортових частинах ВПП порівняно з центральною западиною зумовив різну повноту розрізу, що відбилося на детальності вивченості поліської серії і необхідності розчленувати площу її поширення на три зони: центральну, південно-східну і північно-західну.
У межах ц е н т р а л ь н о ї зони вивчені і детально охарактеризовані в роботі стратотипи усіх трьох світ поліської серії. Стратотипом ромейківської світи є розріз глибокої св.110 (с. Степань), де потужність ромейківської світи досягає 580,1 м. В основі розрізу залягають кори вивітрювання кристалічних порід, що перешаровуються з аргілітами із тріщинами усихання. З глибини 398 м і до глибини 605,0 м свердловиною розкриті типові червоно-цегляного кольору алевритові пісковики поліської серії, в яких переважає кварц, дуже мало польових шпатів і цементу. Акцесорні мінерали представлені анатазом (1,08%), турмаліном (2,03%), апатитом (2,10%), цирконом (0,55%). Рудні мінерали – ільменіт, лейкоксен і лімоніт. Св. 105, 161, 162, пробурені в центральній зоні, також розкрили аргіліти та дрібнозернисті пісковики масивні, польовошпат-кварцові, які належать до ромейківської світи. В аргілітах нами спостерігалась коса або хвиляста шаруватість.
Стратотипом полицької світи є також св. 110 в інтервалі глибини від 280,5 до 358,0 м. Розріз світи в цій свердловині можна чітко розділити на три частини. Нижня частина – це базальний горизонт світи, який сформувався після значного перериву в осадконагромадженні. Він складений тонколистуватими аргілітами, що перешаровуються з алевролітами та пісковиками шоколадного, зеленувато-сірого і рожевого кольору. Глиниста речовина представлена гідрослюдами, оксидами заліза. Середня частина світи (298,8 – 340,4 м) – типові цегельно-бурувато-рожеві масивні неясносмугасті пісковики, складені кварцем (66,4%), калієвими польовими шпатами (15,5%), уламками кварцитів (7,9%), присутній біотит, мусковит. Цемент глинисто-залізистий (8,6%). Акцесорні мінерали представлені цирконом (29,02%), анатазом (8,21%), апатитом (6,78%), турмаліном (6,07%), рутилом (1,37%). Рудні – ільменітом, лейкоксеном і лімонітом. Верхня частина цієї світи дуже барвиста. Це пісковики дрібнозернисті брудно-рожеві, що чітко перешаровуються з темно-бурими аргілітами. Потужність пачки сягає усього 12,3 м. Пісковики складені добре відсортованим кварцем (72,8%), польовим шпатом (8,5%), кварцитами (5,5%). Цемент залізисто-глинистого складу (11,8%). Аргіліти мають гідрослюдистий, близький до каолініту склад.
Стратотип жобринської світи розкритий свердловиною Жобрин-1, пробуреною на північ від с. Жобрин. Розріз цієї свердловини розкриває усі три підсвіти жобринської світи. Нижня підсвіта, потужністю 105,5 м, складена трьома пачками. Це аргіліти, пісковики рожево-цегляні та пачка масивних пісковиків, які перешаровуються із зеленувато-сірими аргілітами. Породоутворюючими мінералами пісковиків є кварц (65%), польові шпати (19,1%), уламки кварцитів (5,4%), гранофіри (20%). Середня підсвіта, потужністю 68,0 м, представлена в нижній частині тонким ритмічним перешаруванням контрастнозабарвлених аргілітів з алевритовими пісковиками, які поступово переходять в пісковики масивні, дрібнозернисті, що складаються із кварцу (57,5%), польового шпату (14,19%), уламків кварциту (0,7%), фельзитів (0,8%), біотиту. Потужність верхньої підсвіти становить усього 47,4 м. Складена світло-сірими, погано відсортованими пісковиками, які характеризуються високим вмістом мікрокліну (до 30%). Кварцу в цих породах міститься від 50 до 70 %. З’являються уламки гранітів і гнейсів, кварцових порфірів. Багато циркону (24,5%), апатиту (10,3%), лейкоксену (8,5%), ільменіту (6,9%) та піриту (0,9%).
Повний розріз поліської серії в центральній зоні ВПП вивчався нами по керну св. 5230, пробуреної біля с. М. Мідськ. Глибина свердловини сягає 762,5 м. Вона розкрила всі три підсвіти жобринської світи, потужність якої складає 303,6 м, полицької світи – 82,4 м і пройшла 287,5 м по ромейківській світі. Опис літологічного складу порід, розкритих свердловиною наведений в роботі.
Розріз поліської серії в межах п і в д е н н о - с х і д н о ї бортової зони ВПП вивчався по керну
св. 1671 (с .Дорогоща), 1697 (м. Славута), 1698 (с. Межиріччя). Потужність поліської серії в свердловинах відповідно дорівнює 147,1, 186,1 і 163,9 м. У всіх трьох свердловинах розкриті пісковики дрібнозернисті, щільні, масивні, безструктурні від темно- до світло-сірих.
Св. 1811, пробуреною на північ від с.Жиричі, розкритий опорний розріз поліської серії
п і в н і ч н о – з а х і д н о ї зони ВПП. Потужність жобринської світи сягає 151,5 м, полицької – 110,5 м, ромейківської – 33,5 м. Перша представлена пісковиками рожево-сірими, дрібнозернистими масивними з лінзами аргілітів. В основі світи лежить пачка тонкошаруватих аргілітів. Полицьку світу складають пісковики дрібнозернисті польовошпат-кварцові, сцементовані глинистим карбонатно-пористим цементом. Для ромейківської світи характерні пісковики польовошпат-кварцові середньо-дрібнозернисті, які перешаровуються з алевролітами. Св. 1803
(с. Жиричі), 1856 (с.м.т. Малорита), 1852 (с. Мідне) та інші також розкрили пісковики полицької та ромейківської світ. Потужність полицької світи в усіх свердловинах коливається від 95,0 до 110,0 м, а ромейківської в свердловині досягає 180,3 – 256,4 м.
Таким чином, ромейківська світа поширена на усій території ВПП, тоді як полицька і жобринська проявлені в басейні седиментації фрагментарно. Пісковики ромейківської світи містять на 15% менше калійвміщуючих породутворюючих мінералів, ніж пісковики полицької світи. Полицька світа трансгресивно лежить на ромейківській світі. Базальний горизонт полицької світи потужністю від 10 до 26,0 м також представлений арглітами. Він дуже витриманий по простяганню, чітко відбивається на діаграмах електро- та гамма-каротажу і відображає найбільш тривалий перерив в осадконагромадженні в поліському басейні седиментації. Жобринська світа завершує розріз поліської серії. В одних випадках вона залягає з розмивом на ромейківській світі, в інших перекриває без розмиву полицьку світу. Вона вивчена по розрізах понад 50 свердловин і має найскладнішу будову. Характерною особливістю цієї світи є наявність в її розрізі інтрузій габро-долеритів. Вони розкриті св. 6392, 6378, 6379, 6389, 6390, 6398 та ін.
Вміст польових шпатів у ромейківській світі дорівнює 10,9% (середній), в полицькій – 13,99%, а в жобринській (нижня підсвіта) – 20,3%. Кількість цементу також збільшується від 2,6% для першого ритму до 20-30% у верхній підсвіті жобринської світи. Найхарактернішим для всього розрізу поліської серії є зниження в породах вмісту циркону від нижньої до верхньої частини розрізів і підвищення вмісту апатиту.
Відклади поліської серії в роботі зіставляються з відкладами пінської світи Оршанського прогину, зільмердакської світи західного схилу Південного Уралу, сердобського комплексу Пачелмського прогину, білогоївської світи Хрестцівського прогину, сомівської світи Рязано-Саратівського прогину, рухівської світи Московського грабена.
В Овруцькій грабен-синкліналі рифейські відклади представлені породами збраньківської світи овруцької серії, пізньопротерозойський (рифейський) вік яких встановлений як за результатами палеонтологічних, так і радіологічних досліджень. Світа розчленована на дві підсвіти: нижню та верхню, які досить повно охарактеризовані в роботах таких дослідників, як М.П. Семененко,
А.М. Козловська, М.П. Щербак, А.С. Дранник, І.П. Букович, М.М. Костенко та ін. Відмітимо тільки, що базальний горизонт підсвіти складений гравелистими пісковиками, конгломератовидними до середньозернистих, поліміктовими кварцовими, на деяких ділянках конгломератами і осадовою брекчією. Потужність базального шару місцями досягає 40 м. Діабази перекриваються кварцовими порфірами. Між діабазами і кварцовими порфірами знаходиться малопотужний шар філітових сланців і дрібнозернистих пісковиків. Це свідчить про перерив у прояві вулканізму. Ізотопний вік покривів кварцових порфірів (с. Збраньки) характеризується цифрою в 1460 млн років.
Відклади нижньобілокоровицької підсвіти розкриті численими свердловинами і виходять на денну поверхню. Вони повсюдно поширені в межах Білокоровицької грабен-синкліналі і лежать на мікрогнейсах тетерівської серії, кіровоградсько-житомирському комплексі. Ці утворення досить відомі з літературних та фондових джерел і в роботі охарактеризовані в стислій формі.
ПАЛЕОГЕОГРАФІЯ ТА УМОВИ ОСАДКОНАГРОМАДЖЕННЯ
Кінець раннього протерозою можна охарактеризувати як період стабілізації земної кори. Закрилися протогеосинкліналі, з’єдналися кратони, внутрішньоконтинентальні басейни седиментації перетворилися у підняття. Цьому сприяла зміна геодинамічної обстановки в межах усієї земної кори, викликаної, очевидно, становленням астеносферного шару у верхній мантії. Цей процес спричинив небувалий за своїми масштабами розігрів верхніх шарів континентальної кори. Гранітизація охопила багато розрізів осадово-вулканогенних утворень нижнього протерозою і різко змінила речовинні комплекси та структурний вигляд території, яку займає СЄП у сучасному розумінні. В межах платформної частини України Подільський мікроконтинент, складений ранньоархейськими гранулітовим і чарнокітовим комплексами та середньопридніпровська верхньоархейська зеленокам’яна область були наприкінці раннього протерозою морфологічно найбільш зрілими областями палеорельєфу. Границі архейських мікроконтинентів, безумовно, в чей час виходили далеко за межі сучасних.
Навколо архейських мікроконтинентів у ранньому протерозої формувалися мобільні пояси, перетворені карельським діастрофізмом з інтенсивною гранітизацією в молоді високогірні області. Внутрішньоконтинентальні мілководні басейни седиментації були практично відсутні. Уламковий матеріал, що зносився сезонними водними потоками, нагромаджувався тільки в межах міжгірських западин і рівнин, де сформувалися потужні кори вивітрювання на поверхні архейських масивів. Такий вигляд мала поверхня фундаменту України до початку раннього рифею.
Ранньорифейський етап. Осадово-вулканогенні утворення нижнього рифею в палеорифтах платформної частини території України відсутні. Вони можливо збереглися тільки у дуже глибоких прирозломних ізольованих грабенах в склепінній частині фундаменту СЄП, за межами України, де пізніше розвинулася палеорифтова система. Територія України в ранньому рифеї являла собою суходіл з кількома типами палеорельєфу.
За результатами досліджень А.Б. Ронова, І.О. Резанова, У. Твенгофела та інших вчених структури, складені породами архейського віку за ранньопротерозойський час зденудовані більш ніж на 2,0 км. За 1700 млн років від раннього рифею до четвертинного періоду включно знесено із поверхні СЄП близько 3,0 км уламкового матеріалу. За всю історію розвитку континентальної кори глибина ерозійного зрізу досягає майже 5,0 км. Швидкість денудаційного зрізу зіставляється із швидкістю утворення сучасних грунтів, кір вивітрювання, швидкістю коливальних рухів земної кори середньої амплітуди і т.п.
Для визначення глибини ерозійного зрізу палеорельєфу на території України за одиницю часу автором були зроблені розрахунки швидкості зносу уламкового матеріалу з поверхні УЩ у верхньокрейдовий час, які дозволили виконати палеореконструкції палеорельєфу рифею. Для цього були складені таблиці абсолютних відміток поверхні фундаменту під верхньокрейдовими відкладами (сеноманський ярус), які збереглися від ерозії у вигляді невеликих покривів на кристалічній основі УЩ. Визначена повна потужність порід, які сформувалися на території України в сеномані. Обчислена середня глибина ерозійного зрізу фундаменту за межами сеноманських відкладів. Різниця у зрізі фундаменту за 100 млн років склала 170 м, тобто 1,7 м за 1 млн років. За 1700 млн років зденудовано з поверхні фундаменту 2890 м. Ця цифра близька до глибини ерозійного зрізу рівнинної частини платформи в неогеї – 3000 м, отриманої багатьма дослідниками, які застосовували інші методи розрахунків. Отже, на початку рифею абсолютні відмітки поверхні фундаменту території України у багатьох випадках коливалися від 2,5 до 2,9 км над сучасним рівнем моря. Морфологія палеорельєфу залежала від зрілості окремих ділянок земної кори, від віку і літолого-петрографічного складу порід, які приймали участь у будові морфоструктур, від конфігурації гранітних масивів тощо.
Структурно-речовинні комплекси, що складали основу платформної частини України в ранньому рифеї за своїм речовинним складом, ступенем метаморфізму, тектоно-термальною і метасоматичною переробкою не можуть повністю зіставлятися з метаморфізованими осадовими і магматичними утвореннями фундаменту УЩ та його схилів при сучасному рівні зрізу. Ці комплекси в якості реліктів збереглися під доплитним осадочним чохлом в палеорифтових структурах, в грабенах “просідання” по розломах, а також у вигляді останців у гранітних інтрузіях. Вони представлені таким: зеленосланцевими породами кременецько-тернопільського і горохівського комплексів, вивченими Г.М. Яценком, пилуватими, вуглецьвміщуючими мікросланцями, що підстилають нижньобілокоровицьку підсвіту ( св. 78, 83, 97) і складають основу Гульського грабена, пугачівськими пісковиками, які є останцями порід покрівлі серед гранітів коростенського комплексу і дивлінських граніт-порфірів. Усі ці законсервовані під доплитним чохлом структурно-речовинні комплекси і розрізи осадово-вулканогенних порід були використані при реконструкції палеорельєфу та складанні літолого-палеогеографічних карт.
При визначенні клімату на території України в ранньому рифеї враховувалися координати положення північного полюса за палеомагнітними даними, відсутність води і залишків викопних організмів, склад атмосфери, в якій вже був присутній кисень і вуглекислота, та інші фактори. На основі цього можна стверджувати, що територія України на початку рифею знаходилась в екваторіальній зоні, коли температура в зимовий період не опускалась нижче +40. Клімат був жарким, посушливим, аридним. Це була пустеля, де панували вітри.
Середньо-пізньорифейський етап. Етап охоплює час від 1150 до 800 млн років і характеризується подальшим розвитком Волино-Поліської та Овруцької палеорифтових структур, формуванням в них потужних товщ осадово-вулканогенних утворень. Верхній рифей у ВПП починається полицькою світою. Це доведено нашими знахідками комплексів мікрофітофосилій верхнього рифею в породах цієї світи. Ромейківська світа, що лежить нижче і чітко відрізняється від полицької за рядом особливостей у віковому відношенні поки ще не визначена, що і примушує виділити ці світи в один етап. Між Волино-Поліським та Оршанським прогинами на початку їх розвитку в рифеї існувало підняття, яке обумовило автономне формування осадових порід ромейківської світи. Цей період в історії геологічного розвитку прогину можна виділити як ранньополіський час.
Ранньополіський час. Це час нагромадження піщано-глинистого матеріалу у Волино-Поліському басейні седиментації і формування відкладів ромейківської світи, що починається базальним горизонтом, який сформувався за рахунок кори вивітрювання підстеляючого його фундаменту. Швидкість утворення кір вивітрювання на кристалічних породах на теперішній час визначається 0,01 мм /рік. Таким чином, для утворення базального горизонту ромейківської світи потужністю 16-20 м знадобилося 2,0 млн років. Відсутність грубоуламкового матеріалу у відкладах цього горизонту свідчить про існування навколо басейну седиментації низкогір’я. Тектонічна обстановка в цей час була досить стабільною, а дно басейну не зазнавало диференційованих коливальних рухів. Перше помітне поглиблення дна басейну відбулося близько 1000 млн років тому. Воно компенсувалося нагромадженням 50-метрової пачки алеврито-глинистих порід у північно-східній частині прогину, на захід від с. Любашева. Це область максимального прогинання Волино-Поліського палеорифту, де потужність рифейських відкладів на теперішній час досягає понад 800 м. На решті території палеопрогину існував відносно стійкий тектонічний режим, де формувалася товща однорідних слабо сцементованих, добре відсортованих пісковиків. Границі палеобасейну в той час були ширші за сучасні і, безумовно, існували берегові відклади, які зденудовані і на літолого-палеогеографічній карті, складеній для цього часу показані передбачувані границі поширення ромейківського моря. Закінчується розріз ромейківської світи так званою антонівською зв’язкою пісковиків. Після їх нагромадження в різних місцях величезного басейну седиментації почалися активні тектонічні рухи, активізувалася розломна системапівнічно-східного простягання. Море було прісноводним. Середовище окисне. Рельєф областей зносу теригенного матеріалу горбистим та кам’янистим.
Середньополіський час. Це час формування порід полицької світи поліської серії. Він охоплює відрізок часу від 950 до 830 млн років. У розрізі серії представлений другим седиментаційним ритмом. За цей час у центральній частині ВПП відклалося 110 м осадків. Осадконагромадженню передував тривалий перерив і розмив залягаючої нижче товщі. Наступив період регресії моря і виведення на поверхню відкладів ромейківської світи. А після тривалого перериву на підвищених ділянках розвитку ромейківської світи сформувалися кори вивітрювання з частковим їх переривом. Саме вони і є базальним горизонтом полицької світи. Складений горизонт товщею тонколистуватих аргілітів, тонкозернистих, каолінистих шоколадно-сірого кольору з включеннями пісковиків і гніздами різнозернистих аркозів. Потужність шарів сягає 26-30 м. Можна вважати, що на його формування пішло близько 3,0 млн років. Найбільш активна в тектонічному відношенні область басейна в полицький час почала опускатися. Опускання компенсувалося нагромадженням кварц-польовошпатових дрібнозернистих, добре відсортованих осадків, перетворених в пісковики. Потужність товщі досягає понад 100 м. Склад пісковиків та їх текстурні особливості свідчать, що режим осадконагромадження був стійким, басейн мілким і прісноводним. Забарвлення порід дозволяє вважати, що в басейні переважали окисні умови. Характерною особливістю пісковиків полицької світи є підвищений вміст калійвміщующих породоутворюючих польових шпатів. Підвищена гамма-активність притаманна і |
