07.03.2021

Стратиграфическое расчленение и реконструкция исходного материала гнейсовой серии Украинского кристаллического массива


Гнейсовая серия является древнейшим образованием в составе Украинского щита. Гнейсы — это серые или темно-серые породы, залегающие хорошо выраженными слоями, собранными в крутые линейные складки, и являющиеся несомненно суперкрустальными породами. Фундамент, на котором происходило накопление исходного материала, давшего гнейсы, неизвестен. В конце прошлого века за таковой принимались гранито-гнейсы, рассматривавшиеся как «первичная кора отвердевания» молодой Земли, только что начавшей свое геологическое развитие. Однако уже в первые десятилетия текущего века работами Н.И. Безбородько и В.И. Лучицкого было показано, что это не «первичная кора отвердевания», а мигматиты — т. е. породы, возникшие за счет переработки более древних образований, в том числе и гнейсов, и, следовательно, более молодые, чем последние.

Стратиграфическое расчленение гнейсовой серии (табл. 1), реконструкция ее исходного материала, анализ тектоники и условий накопления являются первоочередной задачей геологов, ибо без этого не может быть понята начальная история формирования фундамента Русской платформы. Организация геологической съемки масштаба 1:50000 создает особо благоприятные для решения этой задачи условия, которые должны быть использованы в полной мере.

Гнейсовая толща УКМ условно относится к архею, пока, по-видимому, нерасчлененному (см. рисунок).

Петрографически породы гнейсовой толщи достаточно изучены; среди них установлены следующие разновидности: а) биотит-плагиоклазовые гнейсы; б) биотит-роговообманково-плагиоклазовые гнейсы; в) амфиболиты; г) пироксен-плагиоклазовые (преимущественно гиперстеновые) кристаллические сланцы и гнейсы.

Все эти разновидности пород местами содержат гранат, особенно обильный в «инъекционных» биотит-плагиоклазовых гнейсах, густо пронизанных, преимущественно послойно, светло-серыми, почти белыми жилами, жилочками и тончайшими прожилками пегматитового и аплитового материала. Типичным примером таких инъекционных гнейсов являются гнейсы широкой, субмеридионально направленной полосы, протягивающейся вдоль среднего течения р. Ингула и названной нами Приингульской. В этой полосе обильно развиты мощные жилы пегматитов, нередко достигающие нескольких десятков метров и также ориентированные субмеридионально. Такова, например, мощная жила в долине р. Ингула, носящая название «Гайдамацька хата». Эти пегматиты представляют интерес как керамическое сырье.

Меньшую роль в составе гнейсовой толщи играют графитовые слюдяные сланцы и кварциты, карбонатные породы — кальцитовые и доломитовые мраморы, карбонатно-силикатные породы с диопсидом и богатые глиноземом силлиманит-, кордиерит- и шпинельсодержащие породы.

В.И. Лучицкий впервые обратил внимание на то обстоятельство, что эти породы встречаются совместно и приурочены к особым участкам гнейсовой толщи. Это имеет не только чисто научный геологический интерес, но и очень большое практическое значение, — графитоносные породы данных участков нередко содержат промышленные месторождения графита, в том числе и крупночешуйчатого (например, Завалье-Хощеватое на Южном Буге, б. Власовская — Белые Горбы на Ингульце в районе с. Петрова, Старый Крым и Приазовье). В.И. Лучицкий, учитывая особый характер таких пород, выделил их в особую свиту в составе гнейсовой толщи, и по местам хорошо известных ему проявлений ее на реках Тетереве (район Козиевки) и Южном Буге (район Завалье-Хощеватое) назвал эту свиту тетерево-бугской. К сожалению в послевоенные годы геологи Украины, не поняв основной идеи В.И. Лучицкого, перенесли предложенное им название «тетерево-бугская» на всю гнейсовую толщу, поименовав ее «тетерево-бугской серией», т. е. название, предложенное для одной свиты, распространили на всю серию в целом. Это неудачное название всей серии и породило массу недоразумений. Некоторые мало знакомые с геологией Украины исследователи продолжают и теперь неправильно пользоваться этим названием.

Уважая приоритет В.И. Лучицкого и его заслуги в геологии и петрологии Украины, и в частности в вопросах изучения и расчленения гнейсовой толщи, я особенно настаиваю на сохранении за этим названием его первоначального смысла, что, как будет показано далее, имеет большое геологическое значение.

Следующим шагом в деле расчленения гнейсовой толщи явилось признание особой роли пироксен-плагиоклазовых кристаллических сланцев, особенно хорошо и широко развитых на Побужье. Впервые детально эти породы были изучены и описаны Н.И. Безбородько. Позднее ими занимался Ю.Г. Дубяга, опубликовавший в краткой форме свое открытие в толще этих пород небольших согласных интрузивных тел основных и ультраосновных пород. В дальнейшем в этом районе были поставлены поиски и разведка месторождений силикатного никеля, связанных с корой выветривания ультраосновных пород, а также поиски хромитовых месторождений.

Накопленный большой фактический материал по геологии и петрологии Побужья привел нас к выводу, что толща пироксен (гиперстен)-плагиоклазовых кристаллических сланцев представляет собой глубоко-метаморфизованную спилитовую (или офиолитовую) формацию, несущую никель и хром. Метаморфизм ее отвечает гранулитовой фации. Дальнейшее изучение позволило выделить в ней два стратиграфических подразделения, две свиты: а) более раннюю, состоящую из переслаивающихся гиперстен-плагиоклазовых кристаллических сланцев и биотит-плагиоклазовых гнейсов, т. е. представляющую собой метаморфизованную кератофиро-спилитовую формацию, предложено называть побужской; б) несколько более позднюю, состоящую почти нацело из пироксен-плагиоклазовых кристаллических сланцев, т. е. имевшую исходный состав собственно спилитовой формации, предложено именовать днестровско-бугской. Оба названия произведены от районов наибольшего распространения каждой свиты, т. е. согласно с правилами стратиграфической номенклатуры.

В северо-восточной части УКМ побужская свита не наблюдается; днестровско-бугская проявляется здесь в некоторых местах (верховья рек Боковой и Боковеньки, по р. Верблюжке) и имеет несколько иной характер: она сложена кварц-содержащими пироксен-плагиоклазовыми гнейсами. Можно предполагать, что исходные породы содержали здесь примесь кластического материала и ими являлись не лавы, а туфы, либо и лавы, и туфы.

Анализ тектонических структур северо-восточной части УКМ (граница юго-западной и северо-восточной частей УКМ проводились вдоль длинной его оси, приблизительно от Шепетовки на Никополь) показывает, что днестровско-бугская свита вероятнее всего залегает здесь на мощной складчатой толще биотит-плагиоклазовых, интенсивно инъецированных гнейсов, которую мы выделяем под названием ингульской свиты. Если наши построения соответствуют истинному соотношению свит, то придется признать, что ингульская свита в разрезе северо-восточной части УКМ занимает место побужской свиты, проявленной на юго-западе УКМ. Ингульская свита представляет собой метаморфизованную терригенную песчано-глинистую формацию; накопление ее, по-видимому, происходило в средней части архейской геосинклинали, тогда как у борта ее, в данном случае юго-западного, вероятно, вдоль глубоких разломов, по которым происходило опускание трога, поднималась основная магма, давшая офиолитовую эффузивную формацию с подчиненными ей малыми интрузивными телами основных и ультраосновных пород.

При геологической съемке масштаба 1:50000 высказанные нами предположения и построения будут подлежать проверке и обоснованию.

Накопление ингульской и побужской свит, а также днестровскобугской отвечает геосинклинальной стадии развития подвижного пояса, стадии прогибания трога и интенсивного осадконакопления. Угловых несогласий между свитами пока не установлено, но это также подлежит строгой проверке.

Выполнение геосинклинального трога эффузивным и терригенно-осадочным материалом завершилось интенсивным складкообразованием и перестройкой структурного плана. Преобладающее простирание во всех указанных свитах — северо-западное, реже и локально — почти меридиональное, которое может снова переходить в северо-западное. Такова, например, Приингульская гнейсовая полоса, имеющая в северной и средней частях почти меридиональное простирание, плавно переходящее южнее в северо-западное.

Более молодой в составе гнейсовой серии надо считать свиту переслаивания биотит-плагиоклазовых и амфибол-плагиоклазовых гнейсов, из которых последние часто содержат биотит и карбонат. В шлифах под микроскопом в амфибол-плагиоклазовых гнейсах нередко удается наблюдать образование амфибола — обыкновенной роговой обманки или актинолита — за счет карбоната. Количество карбоната иногда настолько велико, что порода вскипает с соляной кислотой. Никаких реликтовых структур эти породы не обнаруживают, но есть все основания считать их метаморфизованными осадочными породами. А в биотит-плагиоклазовых гнейсах иногда встречаются участки реликтовой бластопсаммитовой или бластоалевритовой структур.

Все эти признаки позволяют рассматривать свиту переслаивания биотит-плагиоклазовых и амфибол-плагиоклазовых гнейсов как метаморфизованную слоистую толщу терригенных осадков, послойно обогащенных карбонатом. По своему составу, происхождению и месту в развитии подвижного пояса она, вероятно, соответствует флишевым формациям палеозоя и более молодых эпох. Метаморфизм ее отвечает амфиболовой фации. Эта свита развита в бассейне рек Горного и Гнилого Тикичей, в низовьях рек Боковой и Боковеньки, в верховьях р. Ингульца, к востоку от г. Александрия в районе ж.-д. станции Королевка и в некоторых других местах УКМ. По наиболее полному ее развитию в бассейне Тикичей для нее предлагается название тикичской.

Тикичская свита складчата; простирание ее меридиональное; взаимоотношения с нижележащими свитами не установлены. Это также является ближайшей задачей геологов, которую надлежит разрешить в процессе геологической съемки щита в масштабе 1:50000.

В соответствии с предполагаемым флишевым или флишоидным характером тикичская свита содержит очень мало магматических пород, представленных амфиболитами, частью суперкрустальными (вероятно, эффузивные андезито-базальты), частью небольшими интрузиями, образовавшимися за счет габбро или диоритов.

От ингульской тикичская свита отличается более мелкозернистым сложением пород, меньшей ролью явлений «инъекции» аплитовым материалом и значительно меньшим развитием крупных пегматитовых тел.

Эта свита завершила общее осадконакопление на всей территории УКМ, складчатость ее замкнула структуры первого порядка по величине и может считаться главной складчатостью. С этого времени начинают преобладать восходящие движения и идет интенсивное гранитообразование, появляется первый плагиогранит архейского возраста, занимающий огромные пространства.

Дальнейшее осадконакопление происходит в более мелких прогибах, типа межгорных впадин, и имеет локальный характер. Осадконакопление этого послеинверсионного этапа создает кратко охарактеризованную ранее тетерево-бугскую свиту. Структурный план подвижного пояса претерпел уже полную перестройку; прогибы, в которых происходит осадконакопление, имеют субширотную ориентировку, и таково же простирание складчатости накопленных в этих прогибах толщ. Складчатость менее интенсивна и углы падения крыльев складок более пологи — 45—60°.

Сопоставляя эти данные с приведенными ранее данными по залеганию и складчатости свит геосинклинального, доинверсионного этапа, мы вынуждены признать, что тетерево-бугская свита располагается на размытой поверхности этих более ранних свит, при этом залегает на разных свитах и с несомненным угловым несогласием. Непосредственного налегания ее на более ранние свиты пока не установлено. Надо полагать, что при детальной геологической съемке этот пробел будет восполнен, но, конечно, только в том случае, если исследователи будут иметь в виду особый характер тетерево-бугской свиты и учитывать ее особое положение в структурах и особые условия накопления в поздних прогибах.

Главнейшие участки, где тетерево-бугская свита сохранилась от размыва, следующие: на р. Тетереве, от Радомышля до Коростышева, на Южном Буге в Завалье-Хощеватском районе, в южной части бассейна Тикичей (район Кривые Колена — Каменечье—Гуляй-Поле), по балке Власовской в районе с. Петрова на р. Ингульце и в ряде мест Приазовья — район Старого Крыма, на р.. Берде и др. Как отмечалось ранее, для свиты характерен весьма пестрый состав, значительно более тонкая слоистость, чем в более ранних свитах, — нередко всего 2—3-сантиметровая мощность чередующихся прослоев совершенно различного состава; в составе свиты характерно участие мрамора, карбонатносиликатных пород, графитовых гнейсов, сланцев, кварцитов и богатых глиноземом силлиманит-, кордиерит- и шпинельсодержащих пород наряду с биотит-плагиоклазовыми и кварцитсодержащими амфибол-плагиоклазовыми и пироксен-плагиоклазовыми гнейсами.

Эффузивные породы в тетерево-бугской свите, по-видимому, полностью отсутствуют.

Нами сделана попытка сопоставления разрезов этой свиты для ряда участков ее развития: района Тетерева, Кривых Колен, Побужья и балки Власовской (табл. 2). В основу сопоставления положены установленные для всех четырех районов биотит-амфибол-пироксен-плагио-клазовые гнейсы. Ниже их в разрезах района Тетерева и балки Власовской установлены кальцитовые мраморы, в последнем случае — графитоносные. Выше указанных гнейсов залегают биотит-плагиоклазовые гнейсы, в Кривых Коленах и на Побужье — силлиманит- и кордиерит-содержащие, а в балке Власовской — с линзами пироксен-плагиоклазо-вого гнейса. Еще выше идут графитовые кварциты и сланцы, переслаивающиеся с биотит-плагиоклазовыми сланцами, в балке Власовской — с силлиманитсодержащими; по р. Тетереву графита в этих сланцах нет. Выше горизонта графитоносных пород в районе Кривых Колен и Побужья, т. е. именно в тех районах, где в низах разреза не обнаружено кальцитовых мраморов, установлены доломитовые мраморы. Приводим эти сопоставления для того, чтобы еще раз подчеркнуть пестроту состава, частую смену слоев, совершенно особый характер тетерево-бугской свиты,отличной от других свит.

В самой северо-западной части УКМ, в бассейне р. Случь, в незначительном развитии известны серые и светло-серые мелкозернистые кристаллические сланцы, которые уже не следует называть гнейсами, так как они по размерам зерна не соответствуют последним. По минералогическому составу среди них устанавливаются биотит-амфибол-плагиоклазовые сланцы, графитовые сланцы и кварциты, белые кварциты. Некоторые биотит-плагиоклазовые сланцы, содержащие мусковит и микроклины, обладают реликтовой порфировой структурой, и изучение их под микроскопом позволяет видеть в них измененные кислые эффузивы. Перечисленные породы составляют комплекс образований, характерный для позднетектонического этапа развития складчатой области.

Эти породы впервые были описаны польскими геологами П. Радзишевским и Ст. Малковским и названы ими маренинскими сланцами по с. Маренино, вблизи которого они развиты. Мы сохраняем это название и предлагаем называть сложенную этими сланцами свиту маренинской. Стратиграфическое положение ее не ясно и взаимоотношения с другими свитами не установлены. Есть некоторые основания считать ее более молодой, чем тетерево-бугская свита, поэтому мы помещаем ее в самом верху стратиграфической колонки (см. табл. 1) украинской гнейсовой серии и полагаем, что она венчает накопление архейских суперкрустальных толщ.

Маренинская свита складчата; характер складчатости такой же, как у тетерево-бугской свиты. Метаморфизм пород обеих свит также одинаков. Возможно, что маренинская свита не является самостоятельной и представляет собой лишь верхние горизонты тетерево-бугской свиты.

Такова в главных чертах схема суперкрустального породообразования в архее Украины. Необходимо подчеркнуть, что она без натяжек укладывается в схему суперкрустального породообразовапия более поздних периодов геологической истории земной коры, хотя в ряде случаев и нуждается в проверке и подтверждении. Наиболее существенным является метаморфизм, но если мысленно снять его, т. е. произвести то, что в настоящее время называется реконструкцией, то сходство главных черт выступит совершенно отчетливо. Отчетливо выступят общие закономерности в размещении в определенных структурах осадочных и магматических формаций. Однако сами формации древних и более поздних эпох не тождественны, они изменялись во времени. Некоторые черты этих изменений уже подмечены, но главное еще предстоит изучать.

Изучение формаций является на современном этапе развития науки самой первоочередной задачей. Неправильно считать, что известные в настоящее время осадочные и магматические формации возникли только в палеозое, т. е. в последние 600 млн. лет жизни земной коры. Они существовали и в предыдущие 3 млрд. лет, хотя и имели несомненно свои особенные черты; некоторые же формации возникли значительно позже.

Гнейсовая толща УКМ имеет две основные особенности: во-первых, несомненен суперкрустальный ее характер, во -вторых, субстрат — фундамент, на котором она формировалась, неизвестен. Однако такой фундамент несомненно был, и те породы, которые мы считаем древнейшими, архейскими, являются только древнейшими из известных, т. е. из сохранившихся. Если принять абсолютный возраст их в 3000—3500 млн. лет, то окажется, что с помощью петрологического изучения их, с помощью реконструкции — снятия метаморфизма с них — мы сможем принять в качестве руководящей идеи не менее чем трехмиллиардный возраст существования некоторых формаций.





Яндекс.Метрика