ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ - Геологічна будова і кореляція стратиграфічних розрізів метаосадових порід Овруцького палеорифту та грабен-синкліналей Ростовського виступу Українського щита

СУЧАСНИЙ СТАН ГЕОЛОГІЧНОЇ ВИВЧЕННОСТІ БУДОВИ І РОЗРІЗІВ ОСАДОВО-ВУЛКАНОГЕННИХ ПОРІД ПАЛЕОЗАПАДИН, ГРАБЕН-СИНКЛІНАЛЕЙ ПІВНІЧНОЇ ОКРАЇНИ УКРАЇНСЬКОГО ЩИТА ТА РОСТОВСЬКОГО ВИСТУПУ

Вивченням структури, стратиграфії, речовинного складу осадово-вулканогенних утворень Овруцького палеорифту займалось декілька поколінь геологів.

Слабкий метаморфізм пісковиків і сланців, що складають Овруцький палеорифт, чергування їх між собою і перешарування з пластовими тілами діабазів, відсутність чітко вираженої складчастості, текстурні особливості і речовинний склад цих утворень свідчать про їх належність до порід осадового чохла, а не фундаменту. Тому в самих ранніх роботах (М. І. Барбот-де-Марні, А. П. Карпінський, П. Я. Армашевский, П. А. Тутковський та ін.), що стосуються стратиграфії УЩ, вік пісковиків і сланців Овруцького палеорифту був визначений як палеозойський (силур - девон).

Другий період, який почався в післявоєнний час, характеризується глибоким вивченням геологічної будови та петрографічного складу порід Овруцького палеорифту при виконанні тематичних досліджень та геолого-зйомочних робіт (В. І. Лучицький, М. І. Ожегова, І. С. Усенко, Г. М. Козловська, М. П. Семененко, І. В. Богацька, А. С. Дранник, І. П. Букович та інші). За результатами цих робіт було складено ряд стратиграфічних схем, в яких віковий діапозон осадово-вулканогенних порід Овруцького палеорифту коливався від верхнього до нижнього протерозою.

В 1983р. Т. Ю. Лапчик, П. Л. Шульгою, В. В. Фуртесом (ІГН НАНУ) була складена стратиграфічна схема палеозойських відкладів Білокоровицької грабен-синкліналі, в якій виділені пугачівська (північне поле) та білокоровицька (південне поле) серії.

В 1986 році І. П. Буковичем з врахуванням палеонтологічних матеріалів було зроблене стратиграфічне розчленування розрізу Овруцького палеорифта. До складу білокоровицької серії увійшли озерянська, товкачівська і білокоровицька світи. Вік першої визначений як карбоновий, а інші дві світи віднесені до девону. Збраньківська і рудня-осошнинська світи віднесені до овруцької серії, вік якої - верхній протерозой.

В 1984 році УРМСК прийняв кореляційну стратиграфічну схему докембрію УЩ, в якій за матеріалами А. С. Дранника, овруцька серія розчленована на власне овруцьку і пугачівську серії. Остання віднесена до середнього протерозою і представлена озерянською і білокоровицькою світами.

В 1993 році МСК повторно прийняв схему 1984 року, змінивши назву пугачівської серії на топільнянську.

В схемі Т. П. Міхницької, В. А. Рябенка (1994) товкачівська і озерянська світи віднесені до палеозою, а білокоровицька і збраньківська до рифей-палеозою.

В стратиграфічній схемі, запропонованій І. С. Параньком (1987) усі чотири світи розрізу об'єднані в одну овруцьку серію. Вік серії - верхній протерозой. Білокоровицька і збраньківська світи займають нижній стратиграфічний рівень, а озерянська і товкачівська - верхній.

В кореляційній стратиграфічній схемі, затвердженій НСК України в 2000 та 2003 р. р. відклади топільнянської серії (озерянська та білокоровицька світи) та збраньківської світи овруцької серії віднесені до палеопротерозою, а товкачівської світи до мезопротерозою. При складанні схеми в основу стратиграфічного розчленування були покладені дані ізотопного віку, а результати палеонтологічних досліджень не враховувались.

РВ було розкрито в 60-70 роках більш ніж 300 свердловинами. Окремі з них пройшли по товщі метаморфізованих осадових порід протерозою потужністю понад 600 м, яка вивчена геологами ВГО "Південьгеологія" Геологічної служби РФ (В. А. Лихачов, Г. А. Терещенко та ін.) під керівництвом А. В. Зайцева. В 1983 р. до цих досліджень приєднались співробітники кафедри загальної та історичної геології Ростовського державного університету (В. В. Закруткін та ін.), а з 1987 р. - Е. А. Куліш (Відділення металогенії ІГФМ АН УРСР).

Отримані дані в комплексі із детальними геофізичними дослідженнями дозволили цим авторам скласти геолого-петрографічну карту фундаменту, а також побудувати розрізи осадово-метаморфічних утворень нижнього та верхнього протерозою, які стали основою для їх стратиграфічного розчленування та встановити послідовність основних подій в геологічному розвитку РВ.

ОСНОВНІ РИСИ ГЕОЛОГІЧНОЇ БУДОВИ ТА РЕЧОВИННИЙ СКЛАД ПОРІД КРИСТАЛІЧНОГО ФУНДАМЕНТУ ПАЛЕОЗАПАДИН І ГРАБЕН-СИНКЛИНАЛЕЙ

Формування розрізів осадово-вулканогенних порід і перебудова структур фундаменту не тільки в границях палеозападин, але й в областях зносу теригенного матеріалу взаємопов'язані між собою і відповідають певним циклам прояву тектонічної активності. Тому виконано не розрізнене дослідження кожного об'єкта, а цілої системи: фундамент-чохол. Закладення палеозападин і грабен-синкліналей північної окраїни УЩ, об'єднаних в єдину Овруцьку палеорифтову систему, відбувалось в різні відрізки геологічного часу в межах шовної зони, розташованої між трьома різновіковими структурно-речовинними комплексами: нижньопротерозойським, що складається з метаморфічних порід тетерівської серії та масивів, що асоціюють із ними, магматичних і ультраметаморфічних гранітів, осницької вулкано-плутонічної асоціації, представленої вулканітами клесівської серії і групою гранітоїдів осницького комплексу та порід Коростенського плутону.

Білокоровицька та Вільчанська палеозападини сформувалися на континентальній корі потужністю близько 50 км, консолідованій в ранньому протерозої. Вони за своєю морфологією та природою не є грабен-синкліналями, тому що не обмежені боковими розломами та позбавлені чітко виражених центральних грабенів, а їх більш крутонахилені крила занурюються в бік Коростенського підняття. Це компенсаційні прогини розтягання кори навколо склепіннєво-брилової структури, яка здіймалась. Білокоровицька та Вільчанська палеозападини мають субмеридіональне простягання з переходом у межах північних сегментів першої на північний схід, а другої на північний захід, тобто вони облямовують Коростенський плутон, наслідуючи його границі. З півдня та південного-заходу підняття оточене Тетерівським і Гульским палеопрогинами, генетична природа яких поки недостатньо вивчена.

Більш пізні тектонічні рухи, які проявились в рифеї та палеозої, ускладнили морфоструктуру дна та схилів цих басейнів седиментації. В компенсаційних палеозападинах міг нагромадитися та вціліти від розмиву допізньопротерозойський розріз осадових порід. Осадові утворення такого віку поки що ніде не встановлені в межах південно-західної частини Східноєвропейської платформи. Виявлення їх в досліджуваних палеозападинах може бути розцінено, як одне з найважливіших досягнень виконаних досліджень.

Овруцька грабен-синкліналь - це результат рифейського рифтогенезу. Її фундамент має гетерогенну будову, а породи, які його складають, належать до різних структурно-речовинних комплексів. Наявність порід коростенського комплексу під доплитним чохлом підтверджується тільки в межах східної частини структури. Дно західної частини грабен-синкліналі складене переважно або вулканітами лептитової формації, або продуктами ранньопротерозойського вулканізму з домішками підкорової речовини. На картах залишкового гравітаційного поля над західною половиною грабен-синкліналі фіксуються локальні аномалії, що корінням йдуть в глибокі горизонти кори, які інтерпретуються як палеовулкани, характерні для ділянок земної кори, не закритих гранітним шаром. Овруцька грабен-синкліналь має широтне простягання, обмежена з півночі і півдня розломами. Вісь її центрального грабену зміщена ближче до північного її крила і поступово занурюється в західному напрямку до крайової зони поширення порід коростенського комплексу. Далі глибина грабену різко збільшується.

Фундамент від'ємних структур РВ менш вивчений через значну глибину його залягання. Породи синявської серії залягають на фундаменті із кутовою неузгодженістю. Кут занурення підошви розрізу серії рідко перевищує 25О. Стратиграфічний розріз фундаменту палеорифту аналогічний розрізу центральноприазовської серії УЩ. Відмінності спостерігаються тільки в розташуванні фаціальних зон і ступені метаморфізму порід.

Розріз розділений на три світи: підрудну, рудну і надрудну. Перша представлена кварцитами, сланцями, мармурами. Друга лежить згідно на мармуровій товщі. Вона ділиться на три підсвіти: гнейсову, залізорудну і сланцеву. Третя надрудна світа складена виключно біотитовими, біотит-амфіболовими лейкократовими тонкосмугастими гнейсами. Простягання порід нижнього протерозою, що складають фундамент від'ємних структур, переважно північно-східне. Вони зібрані в три основні синкліналі: Латонівську, Синявську та Мечетинську, розділені горсто-антикліналями, складеними архейськими породами. Розломна тектоніка в межах розвитку порід нижнього протерозою РВ слабо виражена і не визначила чіткий малюнок блоків, що досить характерно для регіонів, складених породами низької фації метаморфізму.

РОЗРІЗИ БАЗАЛЬНИХ ГОРИЗОНТІВ - КАМ'ЯНИЙ ЛІТОПИС УМОВ РАННЬОЇ СТАДІЇ ФОРМУВАННЯ ОСАДОВОГО ЧОХЛА

Сліди умов зародження і становлення осадового чохла в середньо - і пізньопротерозойський час закарбовані в розрізах осадових порід базальних горизонтів, що лежать безпосередньо на кристалічній основі. Особливості цих умов відображені в структурі розрізів цих горизонтів, послідовності нагромадження осадків, потужності верств і ритмів, гранулометричному і речовинному складі кластогенного матеріалу, ступені його обкатаності, в забарвленні та багатьох інших характерних рисах.

В успадкованих, накладених западинах і грабен-синклиналях північної окраїни УЩ і його схилів, а також РВ нами виділено три генетичних типи базальних горизонтів доплитного осадового чохла.

Перший тип представлений делювіально-пролювіальними відкладами, уламковим матеріалом тимчасових водних потоків, приозерних дельт і формувався в континентальних умовах. Теригенний матеріал тут представлений погано обкатаними і не відсортованими уламками аркозів, поліміктових пісковиків та конгломератами, із прошарками сланців.

Другий тип складений червоноколірними олігоміктовими аркозами, складеними в різній мірі відсортованими пісковиками, з лінзами конгломератів і аргілітів незначної потужності, які є продуктами перемиву кори вивітрювання.

Третій тип представлений шельфовими відкладами мілководного моря, дно якого було досить нерівним. Саме малі глибини характерні для початку пізньопротерозойської трансгресії епіконтинентального моря, що охопила південну частину РВ та схили УЩ.

Перший тип базальних горизонтів вивчений у Білокоровицькій палеозападині і Овруцькій грабен-синкліналі північної окраїни УЩ. У першій цей горизонт є початком розрізу білокоровицької світи топільнянської серії і представлений чергуванням пісковиків, конгломератів, сланців, аргілітів, серед яких встановлені тіла діабазів і діабазових порфірів. У чергуванні шарів цих порід встановлена ритмічна закономірність.

Доставка уламкового матеріалу і формування розрізу базального горизонту білокоровицької світи відбувались без активної участі водних потоків. Про це свідчить відсутність орієнтування гальок і уламків порід у конгломератах, часте виклинювання шарів, складених грубоуламковим матеріалом і перехід їх за простяганням в глинисті утворення, різна кутуватість уламків жильного кварцу, кварцового порфіру і яшмоїдів, а також відсутність в гальковому матеріалі уламків гранітів житомирського, кишинського, осницького, коростенського комплексів, гнейсів і сланців тетерівської серії. Уламковий матеріал в Білокоровицьку палеозападину надходив з дуже близько розташованих областей зносу, складених винятково пісковиками, сланцями, вулканітами, насиченими кварцовими жилами і тілами граніт-порфірів. Такими комплексами порід були складені верхні частини розрізу Коростенського склепіннєво-брилового підняття та палеовулканічні побудови Осницько-Мікашевицього вулкано-плутонічного поясу.

Базальний горизонт глибоко залягаючої овруцької серії поки що слабо вивчений. Відомо тільки, що перші розколи, які з'явилися в північній частині Коростенського плутону, заповнювалися продуктами кори вивітрювання і уламками коростенських гранітів. Ці утворення мають вкрай обмежене поширення, а їх потужність ледь досягає перших метрів.

Другий тип розрізу базальних горизонтів характерний для комплексів осадових порід, що виповнюють великі прогини, успадковані від ранньопротерозойського тектогенезу. Прикладом цього типу є базальний горизонт поліської серії, вивчення розрізу якої не було включено в плани досліджень, а тому немає необхідності на ньому зупинятися.

Третій тип базальних горизонтів формувався на початку рифтогенезу і великої трансгресії рифейського моря. Цьому передувало досить тривале існування на поверхні платформи безводного континентального режиму. Він вивчався в розрізі синявської серії, де складає нижню частину чалтирьської світи і виповнює неглибокі пізньопротерозойські грабен-синкліналі з нерівним рельєфом дна, в яких накопичувалися полі - і олігоміктові грубо - і тонкозернисті пісковики з низьким ступенем обкатаності зерен і невисоким сортуванням матеріалу, що перешаровуються із шовковистими сланцями. Підвищена солоність вод і слаболужний їх характер, широкий розвиток у породах доломіту, монтморілоніту, галіту і відсутність каолініту свідчать, що нагромадження осадків відбувалося в режимі шельфової зони.

Дослідження базальних горизонтів стратиграфічних розрізів в грабен-синкліналях показали, що на рубежі раннього і пізнього протерозою змінювалися не тільки стиль розвитку структур, характер магматизму і осадконагромадження, але й палеогеографічні умови.

ХАРАКТЕРИСТИКА СТРАТИГРАФІЧНИХ РОЗРІЗІВ НИЖНЬО-РИФЕЙСЬКИХ УТВОРЕНЬ

Осадові породи цього віку відкладалися не тільки в грабен-синкліналях РВ, але і в Бобруйському, Краснопільському, Пінському, Північно-Прип'ятському палеопрогинах Бєларусі, що просторово тяжіють до Овруцького палеорифту.

Метаосадові утворення нижнього рифею складають основу розрізу синявської серії і виділені дослідниками в чалтирьську світу на основі її зіставлення з нижньорифейськими утворенями Південного Уралу, Алданського і Канадського щитів, південно-західної Африки і Північної Австралії, де ці товщі достатньо вивчені. Потужність порід 1000 м, вік 1600±50 млн років.

Розріз метаосадових порід чалтирської світи, що залягають на базальному горизонті, характеризується чітко вираженим перешаруванням метапісковиків з піщанистими доломітами, поганою обкатаністю і сортуванням кластогенного матеріалу, широким розвитком доломітів, монтморілонітів, галітів, що свідчать про умови шельфового режиму, які існували в басейні седиментації.

Формування самої верхньої товщі метаосадових порід світи відбувалося під впливом коливальних рухів, які обумовили дрібноритміче чергування доломітів, сланців і метаалевролітів і відповідно флішоїдний характер цієї частини розрізу. Завершується розріз карбонатами.

КОРЕЛЯЦІЯ СЕРЕДНЬО - І ВЕРХНЬОРИФЕЙСЬКИХ РОЗРІЗІВ ОСАДОВО-ВУЛКАНОГЕННИХ УТВОРЕНЬ СИНЯВСЬКОЇ, БІЛОКОРОВИЦЬКОЇ ТА ОВРУЦЬКОЇ СЕРІЙ

Кореляцію стратиграфічних розрізів осадово-вулканогенних утворень, що виповнюють пізньопроторозойські палеозападини і грабен-синкліналі північної окраїни УЩ і РВ, виконано за тими параметрами, які були забезпечені результатами досліджень автора і даними, зібраними ним у процесі вивчення опублікованих літературних і фондових джерел. До числа таких параметрів входять: результати визначень ізотопного віку порід, ступінь їх метаморфізму, гранулометричний та речовинний склад теригенного матеріалу і гальок конгломератів, ступінь їх сортування, коефіцієнт обкатаності і літологічна подібність, зрілість уламкового матеріалу, що складає товщі, підсвіти, горизонти пісковиків і сланців, а також їх потужності, характер ритмічності, склад цементу, розподіл і склад рудних, акцесорних елементів та наявність залишків живої матерії.

При цьому встановлено, що кореляція і зіставлення не тільки метаосадових порід, але й вулканітів, що перешаровуються із цими утвореннями, за ізотопним віком через велике розходження визначень неможливі.

За результатами виконаних досліджень складена кореляційна стратиграфічна схема осадово-вулканогенних порід верхнього протерозою, які виповнюють палеозападини обох палеорифтів (схема наведена нижче). З неї випливає, що подібність розрізів осадових утворень верхнього протерозою за багатьма параметрами спостерігається в товщах, які сформувалися при максимальному опусканні всієї мегаструктури Східноєвропейської платформи і найвищому рівні стояння рифейського моря.

Це був період початку утворення таких великих палеозападин як Волино-Поліська, Оршанська, Хрестцівська та інших. Трансгресія протікала дуже повільно, про що свідчать поступові переходи і згідне залягання осадових порід середнього рифею на підстилаючих утвореннях.

В умовах максимальної трансгресії формувалися розрізи хавалишської світи синявської серії в межах грабен-синклиналей РВ, верхньобілокоровицької підсвіти Білокоровицької палеозападини та нижньозбраньківської підсвіти овруцької серії однойменної грабен-синкліналі.

Породний склад серій і підсвіт, що корелюються і їх потужності наведені в стратиграфічній схемі, яка додається.

За літологічним і хімічним складом пісковики хавалишської світи і верхньобілокоровицької підсвіти багато в чому є подібними і отже легко корелюються між собою.

Вони слабо метаморфізовані, мікроструктура їх псамітова, іноді змінена до гранобластової шляхом регенерації кварцу в кварцовий цемент, що забезпечує перехід пісковиків в зливні кварцити. При наявності ритмічності переходи між пачками найчастіше розпливчасті.

Уламковий матеріал представлений кутастими, напівобкатаними зернами кварцу, які в діаметрі іноді досягають 0,90 мм. Вміст кварцу в пісковиках як верхньобілокоровицької підсвіти, так і хавалишської світи коливається в межах від 80 до 90 %. Метапісковики найчастіше поліміктові. Дуже невелика частка уламків в них належить яшмоїдам і тонколускуватим аргілітам. Цемент пісковиків найчастіше базальний або поровий. Складений він тонкозернистим агрегатом кварц-польовошпатових зерен і серицит-мусковітовою або серицит-хлоритовою масою. Стабільними акцесорними мінералами для метапісковиків верхньобілокоровицької підсвіти і хавалишської світи є циркон, турмалін, апатит, лейкоксен. Результати хімічних аналізів метапісковиків хавалишської світи показали переважаючий вміст кремнезему над іншими окислами.

Алевроліти, аргіліти і сланці в розрізах верхньобілокоровицької підсвіти і хавалишської світи містяться у вигляді малопотужних прошарків тільки у верхніх частинах розрізів і обумовлюють їх тонкопаралельно-шарувату текстуру. Границі між верствами розпливчасті.

Аргіліти і сланці обох стратиграфічних підрозділів мають темно-зелене забарвлення, часто вони майже чорні, тонкокристалічні, сланцюваті. Структура сланців метапелітова, а аргілітів алевропелітова. Складаються породи із серициту, мусковіту, біотиту та гідроокисів заліза.

Прояв вулканізму наприкінці формування розрізів верхньобілокоровицької підсвіти і хавалишської світи свідчить про закінчення епохи трансгресії середньорифейського моря і початок верхньорифейського зниження рівня води в межах всієї території південно-західної частини Східноєвропейської платформи.

Регресивний характер рифейського моря в південно-східній частині РВ проявився в розмиві значної за потужністю товщі порід хавалишської світи. Залягаюча на її розмитій поверхні 100-метрова товща гравійних і галькових конгломератів є основою чадринської світи.

Другий і третій ритми цієї світи також починаються конгломератами. Конгломерати складені галькою шовковистих сланців та уламками блакитного кварцу. Кути нахилу довгих осей гальок становлять із віссю керну 80-90О. Конгломерати перекриті сланцями і доломітами. Обкатаність гальки погана, ступінь її сортування високий. Залягаюча вище з розмивом на породах чадринської світи темерницька світа представлена винятково конгломератами, що складають товщу потужністю понад 600 м. Аналогів розрізу цієї світи поки що не встановлено не тільки в межах структур Овруцького палеорифту, але й у всіх інших палеозападинах рифею УЩ та його схилів.

Натомість аналоги порід чадринської світи синявської серії виявляються в розрізі верхньозбраньківської підсвіти Овруцької грабен-синкліналі. Уламковий матеріал конгломератів цієї підсвіти погано обкатаний. Серед гальок зустрічаються уламки гранітів рапаківі і кварцових порфірів. Структура пісковиків гетеробластова, псамітова, з акцесорних мінералів зустрічаються циркон, лейкоксен, ільменіт.

Таким чином, підняття континентальної кори в межах південно-західної частини платформи, що намітилося наприкінці хавалишського часу, тривало, ймовірно, аж до межі з палеозоєм, а може й пізніше, тому що верхня границя синявської серії поки що не встановлена.

ПАЛЕОГЕОГРАФІЯ ТА УМОВИ ФОРМУВАННЯ РОЗРІЗІВ ОСАДОВО-ВУЛКАНОГЕННИХ УТВОРЕНЬ

Тектонічний режим та палеогеографічні умови на час закладення Білокоровицької та Вільчанської палеозападин визначались середньопротерозойською бриловою орогенією, яка проявилась в розвитку активізації континентальної кори в кінці карельського, та на початку готського діастрофізмів. Цей часовий інтервал обмежується ізотопним віком порід від 1800 до 1600 млн років. Грабен-синкліналі РВ та Овруцького палеорифту формувалися в епоху активного прояву рифтогенезу з інтервалом часу від 1600 до 1000 млн років.

Похожие статьи