Особливості геологічної будови Приазовського геоблоку Українського щита за результатами комплексування геолого-геофізичних досліджень

Згідно з сучасними поглядами західна частина ПГ є грануліт-зеленокам'яною областю (Глеваський Є.Б., 1997) і характеризується дуже неоднорідною і складною будовою. Це підтверджується і припущеннями автора про одночасність розвитку СГ і ПГ на етапі становлення зеленокам'яних структур (ЗКС), як єдиної палеогеодинамічної структури, і тільки, починаючи з неоархею, їх геологічний розвиток суттєво відрізняється. В ПГ ЗКС представлені численними накладеними невеликими (рифтогенними) структурами: Новогорівською, Чистопільською, Косивцівською, Гайчурською, Шевченківсько-Федорівською, Сорокинською, Павлівською і Зеленогайською. Особливості іх геолого-фізичної будови знайшли своє відображення й у характері гравімагнітних полів.

Розташований на сході ПГ СБ розглядається окремими дослідниками як сублужна провінція південно-східної частини УЩ. В межах СБ не фіксуються границі різких перепадів швидкостей пружних хвиль, що спостерігаються під ЗБ, де визначаються границі умовно "базальтової", "діоритової" і "гранітної" верств. Гравімагнітні, сейсмічні і електророзвідувальні дослідження показують, що земна кора блоку складається з широкого спектру порід від кислого до ультраосновного складів. Під СБ за даними інтерпретації МТЗ на глибинах порядку 100-110 км, була виділена провідна верства, яку можна зв'язати зі слідами зони древньої "плавки", з властивою для силікатних розплавів електропровідністю. За результатами моделювання передбачається на глибині перехід від сублужних гранітів кам'яномогильського комплексу (на заході) через сієніти до габро-сієнітів і перидотитів південнокальчицького і хлібодарівського комплексів (на сході). При цьому на сучасній поверхні фундаменту фіксуються великі "рої" дайок різного складу.

Основною структурою СБ є складнопобудована Тельманівська плутонічна кільцева структура мантійного закладення, яка обумовила підвищення теплового потоку, середньої швидкості повздовжніх хвиль, опору і переробки границі К 2 в блоці. Магматичний матеріал при формуванні масивів структури проникав по субвертикальних розломах в земній корі. По мірі розвитку магматичного процесу склад його продуктів змінювався від перидотитів, піроксенітів та сублужних габро (з густиною від 3.06 до 3.34 г/см 3 та уявним опором 200 кОмм) до габро, габро-сієнітів, габро-монцонітів, піроксенітів хлібодарівського комплексу (роз. = 2.90-3.08 г/см 3) і сублужних гранітоїдів (роз. = 2.60-2.68 г/см 3) кам'яномогильського та кварцових сієнітів (роз. = 2.68-2.76 г/см 3) з уявним опором 10ч 50 кОмм хлібодарівського комплексів в верхній частині земної кори. Структура відзначається наступними геометричними параметрами: у верхній мантії її діаметр складає 10-20 км; в нижній частині земної кори - до 5-10 км, в середній - 15-25 км та 25-40 км - у верхній. Густина верхної верстви мантії під структурою складає 3,30-3,35 г/см 3, що характерно для порід піроксенітового та перидотитового складів.

Результати крупномасштабного моделювання дозволяють припустити, що взаємовідносини граносієнітових інтрузій та ультраметаморфічних утворень, що їх вміщують, досить складні. Інтрузії, ймовірно, являють собою міжверствові сплюснуті (факолітоподібні) тіла. При впроваджені інтрузій породи, що їх вміщують, зминалися, утворювались складки високих порядків. Структура на півдні ускладнюється інтрузіями палеозою, а на заході прорвана субвулканічними тілами палеозою ("Вербний", "Кічиксу" і "Кирилівський") і численними різновіковими дайками строкатого складу.

Для Покрово-Киріївського масиву характерним є наявність нефелінових сієнітів серед ультраосновних порід. Аналіз фізичних полів показує, що нефелінові сієніти просторово розташовані в зоні кільцевих мінімумів магнітних і гравітаційних полів, які співпадають у плані. Ця кільцева зона, очевидно, відбиває останню фазу становлення Покрово-Киріївського масиву. За даними моделювання глибина поширення підошви камери ультраосновних порід масиву оцінюється в 13-15 км (при густині порід 3,34-3,14 г/см 3). Результати моделювання в масштабі 1: 500 000 показують наявність каналу, по якому йшов підтік ультраосновної магми по мантійному розлому.

Павлівсько-Володарський розлом встановлено вперше. Його північна частина співпадає з західним обмеженням Павлівської ЗКС (власне кажучи, остання і є частиною зони цього глибинного розлому), а південна частина встановлюється по обмеженню поширення на захід порід південнокальчицького комплексу. Він досить впевнено картується по морфології гравімагнітних полів. Розлом відокремлює триверствову кору ЗБ від одноверствової - СБ. В останньому "відсутні" сейсмічні границі, що ототожнюються з розділом М, відзначається різке занурення мантії (на 5 ч 8 км) і збільшення потужності "коро-мантійної суміші". На геоелектричному розрізі він відокремлює низькоомний ЗБ від високоомного СБ. Раніше границя СБ проводилася по Малоянісольському розлому, але більш логічно проводити границю відмежування лужної провінції СБ саме по Павлівсько-Володарському розлому. Далі до півночі розлом переходить у систему розломів, які обмежують УЩ з північного сходу, що свідчить про значну ступінь успадкованості фанерозойських систем з докембрійськими.

Під ПГ за розрахованими значеннями густини поширенні області "еклогітової" мантії зі значеннями більше 3,40 г/см 3 та супутніх їй "амфолітової" і "вебстеритової" - 3,35-3,40 г/см 3. "Еклогітова" мантія широко розвинута на крайньому північному заході геоблоку, а також у її центральній і південно-західній частинах. Перший ареал поширення розташований на півночі ЗБ і має розміри: 45 км у північно-західному і 30 км у північно-східному напрямках. Друга площа розвитку "еклогітової" мантії має форму витягнутого еліпсу і розміщена в південно-західній і центральній частинах ПГ. Її простягання північно-східне, довжина - 150 км, ширина - 35-50 км. У місцях поширення речовини мантії з густиною нижче 3,30 г/см 3 передбачається формування альпінотипних порід дуніт-гарцбургітової формації, які утворились за рахунок підвищених теплових потоків в період тектоно-магматичної активізації ДДЗ. Вони розвинуті в північно-східній частині геоблоку, а їх область розповсюджування має форму зрізаного овалу, що простягається в північно-західному напрямку на 70 км при максимальній ширині 25 км. Решту площі під ПГ займає "перидотитова" мантія зі значеннями розрахованої густини 3,30-3,35 г/см 3. Невеликі масиви габро, габро-сієнітів і габро-перидотитів (за даними МТЗ), мають спорадичне поширення по всій площі досліджень.

При цьому відзначається особливість - всі найбільші прояви лужних порід (Октябрський, Чернігівський, Малотерсянський масиви), а також порід сублужного Південнокальчицького комплексу і лампроїтові трубки Мрія, Конка тощо, приурочені до площ розвитку "амфолітової" і "вебстеритової" мантії. А це дозволяє зробити висновок, що пошуки алмазоносних тіл кімберлітів і лампроїтів необхідно проводити на площах розвитку "еклогітової" і супутньої їй мантії "амфолітового" і "піроксенітового" складів.

З сублужними і лужними породами пов'язані родовища та рудопрояви кольорових металів, флюориту, апатиту та ін. З масивами гранітної лужної формації - флюориту, олова, літію, ніобію, цезію, вісмуту, молібдену, вольфраму і т.п.

За матеріалами сейсморозвідки ГСЗ, електророзвідки МТЗ і 3D петрогустинних моделей верхня мантія ПГ розбита системою розломів різноманітних напрямків і кутів падіння. Положення у верхній мантії Оріхівсько-Павлоградської, Південнодонбаської, Павлівсько-Володарської, Кальміуської, Сорокинської, Грузько-Єланчицької зон розломів в більшості випадків відмінне від закартованих на докембрійської поверхні.

Висновки

Виконані дослідження дали змогу розробити методичний підхід до комплексної інтерпретації геолого-геофізичної інформації і встановити деякі особливості геологічної будови ПГ УЩ, які полягають у наступному:

1. Розроблена методика побудови і уперше побудована (ДГЕ "Дніпрогеофізика" з 1985 по 2003 р.р.) для південно-східної частини УЩ система взаємозалежних густинних об'ємних моделей - від регіону (м-б 1:500 000) до окремих структур (масштабів 1:50 000 - 1:25 000). Для її створення були використані: 1 - сучасні геоінформаційні системи для одержання вхідної моделі поля на великі регіони; 2 - сейсмошвидкісні й електричні розрізи; 3 - кореляційні залежності = f(Vp) для кристалічних порід, що враховують поправки на особливості речовинного складу і геотектонічне положення південно-східної частини УЩ; 4 - теоретичні моделі для тіл складної геометрії і блоків з різним типом речовини; 5 - дані глибинного магнітотелуричного зондування; 6 - метод квазіекстремумів квадратичного функціоналу (метод Сігалова); 7 - карти латеральної зміни густинного параметру; 8 - апарат безеталонної класифікації на стадії формування моделі першого наближення, розпізнавання образів при побудові результативної моделі петрофізичних і геологічних карт та при прогнозній оцінці територій на корисні копалини; 9 - ізостатична урівноваженість не тільки для регіональних структур, але й на границях розділів типу "кора-мантія", "граніт-базальт", "діорит-базальт"; 10 - сучасне математичне забезпечення моделювання тривимірних мас по гравітаційному полю; 11 - велика сукупність різної геолого-петрологічної та геофізичної інформації з регіону досліджень, що використовувалась як при побудові вхідної моделі, так і при тлумаченні отриманих результатів.

2. За результатами складеної системи 1D-2D-3D геофізичних моделей встановлено і відтворено механізм розвитку Обіточненського масиву від місця подолання розділу кора-мантія крізь земну кору до його виходу на докембрійський зріз.

3. Зчленування СГ з ПГ відбувається по відомому ОПГР зі східним похило-східчастим падінням.

4. Речовинний склад верхньої мантії під ПГ ймовірно представлений "еклогітами", "піроксенітами", "перидотитами" і породами дуніт-гарцбургітової формації та перехідною речовиною типу - "амфоліт".

5. Прояви лужних порід (Октябрський, Чернігівський, Малотерсянський масиви), а також порід сублужного Південнокальчицького комплексу і лампроїтові трубки Мрія та Конка та ін., розташовані в межах площ розвитку мантії "еклогітового" і "амфолітового" складів. А це дає змогу зробити висновок, що пошуки алмазоносних тіл кімберлітів і лампроїтів необхідно проводити в межах площ їх розвитку.

6. Тельманівська плутонічна кільцева структура має мантійне закладення. По мірі розвитку магматичного процесу склад його продуктів змінювався від перидотитів, піроксенітів та сублужних габро в низах кори до габро, габро-сієнітів, габро-монцонітів, піроксенітів та кварцових сієнітів хлібодарівського комплексу і сублужних гранітоїдів в її верхній частині.

7. Вперше виділено глибинний Павлівсько-Володарський розлом мантійного закладення, який відокремлює грануліт-зеленокам`яний ЗБ від переважно сублужного СБ.

8. Положення зон розломів: Оріхівсько-Павлоградського, Південнодонбаського, Кальміуського, Грузько-Єланчицького у верхній мантії відмінне від закартованих на докембрійській поверхні.

Отримані результати були використані при геологічних дослідженнях різних масштабів (ГДП-200, ГГК-200, ГДП-50, ГГК-50) у геологічних організаціях Державної геологічної служби Міністерства екології і природних ресурсів України.

Список опублікованих автором праць за темою дисертації

1. Насад А.Г., Пигулевский П.И., Кичурчак В.М., Радзивилл А.Я. О взаимосвязи поверхностных структур докембрийского фундамента Среднеприднепровского и Приазовского геоблоков Украинского шита с поверхностью Мохоровичича // Геол. журн. - 1997. - N1-2. - С.131-137.

2. Пигулевский П.И. Гравитационное моделирование - как элемент технологического процесса геологоразведочных работ (на примере юго-восточной части Украинского щита) // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць / Ін-т геотехнічної механіки НАН України. - Дн-ськ, 1998. - С. 187 - 193.

3. Пигулевский П.И. Опыт выполнения комплексной интерпретации геофизических данных при глубинном геологическом картировании Володарской площади // Актуальні проблеми геології, географії та екології / Під ред. проф. Г.В. Пасічного: Зб. наук. праць. - Дн-ськ: Навчальна книга, 1999. - Том 2.- С.167 - 174.

4. Пигулевский П.И. Особенности построения системы разномасштабных объемных плотностных моделей (на примере Приазовского геоблока) // Актуальні проблеми геології, географії та екології. / Под ред. проф. Г.В. Пасічного: Зб. наук. праць. - Дн-ськ: Навчальна книга, 2000. - Том 3. - С.109 - 121.

5. Пигулевский П.И. К вопросу формирования одномерной геофизической модели строения литосферы юго-восточной части Украинского щита // Вісник Дніпропетровського державного університету. Сер. Геологія і географія. - Дніпропетровськ, 2000. - Вип.3. - С. 18 - 24.

6. Пигулевский П.И., Берзенин Б.З., Насад А.Г. Новые данные о глубинном строении Приазовского геоблока Украинского шита // Актуальні проблеми геології, географії та екології. / Под ред. проф. Г.В. Пасічного: Зб. наук. праць. - Дн-ськ: Навчальна книга, 1999. - Том 3. - С. 122 - 132.

7. Пигулевский П.И., Берзенин Б.З., Насад А.Г. Связь структурных элементов Приазовского геоблоков Украинского шита с геоэлектрической моделью раздела Мохоровичича // Сб. научн. трудов НГА Украины. - 1999. - №6. Том 3. Геофизика. - С. 138-142.

8. Пигулевский П.И., Тяпкин О.К. Объемное моделирование Володарского щелочного массива (Приазовский блок Украинского щита) по гравитационному полю // Геоф. журн. - 2001.- Т. 23, № 1. - С. 102-107.

9. Пигулевский П.И., Шпыльчак В.А. О геолого-геофизических характеристиках зеленокаменных структур Западного Приазовья // Науковий вісник НГА України - 2000. - №4. - С. 71 - 72.

10. Попов В.М., Пигулевский П.И., Тимофеенко Ю.Г. Методика и результаты построения плотностных карт Приазовского геоблока // Вестник Киевского университета. Сер. Прикладная геохимия и петрофизика. - 1991. - № 17. - С. 136-143.

11. Антихович Ю.В., Пигулевский П.И. Об опыте создания цифровых карт 2D-полей на основе преобразования карт изолиний // Тез. доп. І Науково-виробничої наради геологів-зйомщиків "Регіональні геологічні дослідження в Україні і питання створення Держгеолкарти-200" (17-22 вересня, м. Гурзуф). - К., 2001. - С.96-97.

12. Пигулевский П.И. К вопросу построения 1D и 2D геофизических моделей глубинного строения юго-востока Украинского щита // Материалы 28-й сессии Международного семинара им. Д.Г. Успенского "Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей" (Москва, 29 января - 2 февраля 2001 г.) / Под ред. акад. В.Н. Страхова. - М.: ОИФЗ РАН, 2001. - С.76-77.

13. Пигулевский П.И. Роль геофизических исследований при составлении среднемасштабных карт докембрийских образований // Материалы 28-й сессии Международного семинара им. Д.Г. Успенского "Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей" (Москва, 29 января - 2 февраля 2001 г.) / Под ред. акад. В.Н. Страхова. - М.: ОИФЗ РАН, 2001. - С.78-79.

14. Пигулевский П.И., Берзенин Б.З., Кичурчак В.М., Насад А.Г. Об Павловско-Володарском разломе Приазовского блока Украинского щита // Тез. докл. научно-практической конференции "Геологія і магматизм докембрію Українського щита" (Киев, 30 мая - 1 июня 2000 г.) / Отв. ред. акад. М.П. Щербак. - К.: ИГМР НАН Украины, 2000. - С.89 - 90.

15. Пигулевский П.И., Раздорожный В.Ф. Вещественный состав верхней мантии по данным геолого-геофизических исследований (на примере Приазовского геоблока Украинского щита) // Материалы 28-й сессии Международного семинара им. Д.Г. Успенского "Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей" (Москва, 26-29 января 2004 г.). - М.: ОИФЗ РАН, 2004. - С.58-59.

16. Пигулевский П.И., Тимофеенко Ю.Г., Комарова Т.Г., Тащук Л.О. Комплексная количественная интерпретация геолого-геофизических данных на стадии ГГК // Тез. докл. конф. "Комплексная количественная интерпретация геолого-геофизических данных в условиях Сибирской платформы" - Красноярск, 1989. - С.21.

17. Попов В.М., Пигулевский П.И. Гравитационное моделирование при изучении геодинамики юго-восточной части Украинского щита // Тез. докл. науч. конф. "Построение физико-геологической модели и системный подход при истолковании результатов геофизических исследований" (Пермь, 16-17 октября 1990). - Пермь, 1990. - С.18-19.

18. Попов В.М., Пигулевский П.И., Тимофеенко Ю.Г. Плотностная модель Приазовского блока // Тез.докл."Геодинамика и минерагения Украины" (Кривой Рог, 12-15 июня 1989). - Кривой Рог, 1989. - С.69-70.

19. Pigulevsky P.I., Razdorozhny V.F, Tyapkin O.K. and Bobrov A.B. The geophysical information about earth's mantle transformings of southeast of the Ukrainian shield // International Symposium "Metallogeny of Precambrian Shields". Kyiv, Ukraine, on September 18 - 20th, 2002. - К., 2002. - р.76.

Размещено на Allbest.ru