Реологічні типи, умови та етапи формування дислокаційної тектоніки Голованівської шовної зони та її обрамлення на прикладі Середнього Побужжя

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІональна академія наук україни

інститут геологічних наук

УДК 551.243:551.254(477.45)

Реологічні типи, умови та етапи формування дислокаційної тектоніки Голованівської шовної зони та її обрамлення на прикладі Середнього Побужжя

Спеціальність 04.00.04 - Геотектоніка

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата геологічних наук

кравченко Дмитро Володимирович

Київ - 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Київському національному університеті імені Тараса Шевченка

Науковий керівник: доктор геолого-мінералогічних наук, професор Лукієнко Олександр Іванович, Київський національний університет, професор.

Офіційні опоненти: доктор геолого-мінералогічних наук Гінтов Олег Борисович, Інститут геофізики НАН України ім. С.І. Субботіна, головний науковий співробітник.

кандидат геологічних наук Меркушин Ігор Єгорович, Український державний геологорозвідувальний інститут, завідувач сектору геології твердих корисних копалин.

Провідна установа: Львівський національний університет імені І. Франка, геологічний факультет, Міністерство освіти і науки України.

Захист відбудеться 11.05. 2005 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої Вченої ради Д.26.162.02 в Інституті геологічних наук НАН України за адресою: Україна, 01054, м. Київ, вул. О. Гончара, 55б.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту геологічних наук НАН України за адресою (Україна, 01054, м. Київ, вул. О. Гончара, 55б).

Автореферат розіслано 07.04.2005 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої Вченої ради,

Кандидат геологічних наук Сокур Т.М.

дислокаційний тектоніка докембрійський геологічний

Загальна характеристика роботи

Актуальність роботи. Дослідження дислокаційної тектоніки гранітно-метаморфічних комплексів Українського щита на сьогодні залишають відкритими ряд проблем, які стосуються: 1) взаємовідношень дислокаційних та речовинних (метаморфічних, ультраметаморфічних, метасоматичних тощо) перетворень гірських порід; 2) впливу Р-Т умов і реологічних властивостей середовищ на механізми дислокаційних процесів та морфологічні форми прояву дислокаційних структур; 3) еволюції таких процесів та відповідних їм форм при зміні відзначених умов та властивостей середовищ; 4) кількісних характеристик дислокаційних перетворень порід та інших питань.

Актуальність даної роботи полягає в тому, що вона присвячена вивченню структурної організації докембрію Українського щита, з урахуванням відзначених вище проблем, а також необхідністю у системному структурному забезпеченні середньо- та крупномасштабних геолого-знімальних робіт, які на даний момент активно проводяться виробничими геологічними організаціями.

Робота виконана на прикладі Голованівської шовної зони та її обрамлення в межах Середнього Побужжя. При цьому головну увагу приділено найменш вивченій на Українському щиті в'язкорозломній тектоніці, яка в часі та просторово пов'язана із метаморфізмом та гранітизацією.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано в рамках держбюджетної теми “Розробка новітніх технологій петролого-геохімічного, петрофізичного, структурно-тектонічного та біостратиграфічного моделювання еволюції рудоносності” (0104U006957) та госпдоговірної теми “Розробка та впровадження в практику геолого-зйомочних робіт тектонофаціальних методів структурного картування метаморфічних комплексів (на прикладі Середнього Побужжя) із розробкою спеціальної легенди та зразків геологічної карти на тектонофаціальній основі” (0101U002598), які проводились на кафедрі загальної та історичної геології геологічного факультету Київського Національного університету імені Тараса Шевченка.

Метою проведених досліджень було визначення на прикладі Голованівської шовної зони та її обрамлення в межах Середнього Побужжя характерних для докембрію Українського щита морфологічних форм прояву дислокаційної тектоніки на мікро-, мезо- та макрорівні і з'ясування ролі й місця цієї тектоніки у створенні вторинних форм залягання докембрійських комплексів, простеження її еволюції в часі, встановлення якісно-кількісного, тобто структурно-речовинного її відображення в геологічному середовищі та виділення відповідних їй реологічних типів розломів.

Завдання досліджень.

1. Визначити на прикладі Голованівської шовної зони та її обрамлення в межах Середнього Побужжя характер структурного оформлення докембрійських комплексів Українського щита на основі тектонофаціальної методології, що передбачало виділення тектонофацій, морфологічних форм прояву та етапності формування дислокаційних структур, реологічних умов середовища та механізмів структурних перетворень на кожному з етапів.

2. Скласти структурно-вікову шкалу району досліджень як систематизацію тектонічної історії розвитку дослідженої частини Українського щита протягом архею та раннього протерозою.

3. Скласти дослідний зразок середньомасштабної тектонофаціальної схеми району досліджень.

Об'єктом досліджень була Голованівська шовна зона та її обрамлення в межах Середнього Побужжя (головним чином у рамках аркушу М-36-ХХХІ (Первомайськ) та прилеглих територій - долина р. Південний Буг на Вінниччині). Предмет досліджень - дислокаційні структури на макрорівні, їх тектонофації та структурні парагенезиси на мікро- та мезорівні.

Методологічною основою проведених робіт слугував тектонофаціальний аналіз, концептуальні принципи та положення якого наведені в окремому розділі роботи.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Визначені морфологічні форми прояву та тектонофаціальні характеристики найважливіших типів дислокаційних структур, які проявлені в архейських та ранньопротерозойських комплексах Середнього Побужжя у межах Голованівської тектонічної зони та її обрамлення.

2. Складено структурно-вікову шкалу території досліджень, в якій виділено сім генералізованих етапів формування дислокаційної тектоніки, що змінювали один одного в часі й різняться за реологічними механізмами структуроутворення та за відповідними цим механізмам морфологічними формами прояву, а також за характером та інтенсивністю дислокаційних перетворень порід (тектонофаціями).

3. Визначено, що дислокаційна тектоніка перших двох етапів збереглася фрагментарно й представлена катазональними структурними формами.

4. Установлено, що найбільш суттєвий внесок у дислокаційну переробку й створення вторинних форм залягання архейських гранулітових, базитових та гранітоїдних комплексів зробили дислокаційні процеси третього (синпобузького) й четвертого (післякіровоградсько-уманського) етапів. На цих етапах була сформована гранична для Одесько-Білоцерківської та Інгуло-Інгулецької структурно-формаційних зон тектонічна структура, що входить до складу Голованівської шовної зони, - Побузька в'язкорозломна зона.

5. Встановлено, що, починаючи з третього етапу, прояв такої тектоніки в реологічному відношенні мав регресивний характер.

6. Визначено, що дислокаційні процеси останніх (п'ятий-сьомий), рифей(?)-фанерозойських етапів проявлялися на досліджуваній території в умовах вторинної епізони, що привело до формування крихко-в'язких і крихких розломів та пов'язаної з ними лінзовидно-блокової будови даної ділянки Українського щита.

7. Побудований дослідний зразок тектонофаціальної схеми дослідженої території, який можна розглядати як приклад практичного застосування методів тектонофаціального аналізу при картуванні в'язкорозломної тектоніки Українського щита в середньому масштабі.

Практичне значення отриманих результатів.

1. Використання методів тектонофаціального аналізу дозволило виділити, поряд з відомою в даному районі крихкою розривною тектонікою, в'язку тектоніку, формування якої відбувалося синхронно з метаморфізацією, діафторезом та гранітизацією докембрійських утворень.

2. Складено тектонофаціальну схему дислокаційної тектоніки, на якій відображено просторове положення архей-ранньопротерозойських в'язкорозломних зон на дослідженій території (аркуш М-36-ХХХІ (Первомайськ) і яку можна використати як структурну основу для визначення регіонального структурного контролю відомих на відзначеній території рудних родовищ (золото, хром, нікель та інші) та для постановки пошукових робіт.

Основні положення, що захищаються.

Для вирішення поставлених у роботі питань було обрано тектонофаціальний аналіз, розроблений структурною школою Є.І. Паталахи (1970-1990-ті рр.), як наукову методологію, що якнайповніше та системно враховує фізичний стан середовища, реологічні механізми, інтенсивність та ступінь деформаційних перетворень.

Цей аналіз використовує такі теоретичні принципи та положення.

1. При дислокаційних перетвореннях геологічних середовищ, які викликаються тектонічними та гравітаційними факторами і ведуть до розломо- та складкоутворення, провідну роль відіграють зсувні деформації гірських порід, котрі, залежно від Р-Т умов, реалізуються або як своєрідна пластична та наближена до в'язкої, кліважна, сланцювата, мігматична та інша їм подібна течія в супроводі складкоутворення та інших перетворень, або як крихке руйнування гірських порід.

2. Форми реалізації та механізми відзначених дислокаційних перетворень у земній корі визначаються реологічними властивостями середовища, які, у свою чергу, залежать від Р-Т умов та відповідної цим умовам в'язкості порід. Земна кора з точки зору відзначених умов є структурно-реологічно неоднорідна - її умовно можна поділити на епізону, мезозону та катазону, а також перехідні між цими обстановками підзони. Відзначені обстановки формально названі за відомими петрологічним зонами Грубенмана та Ніглі, але в даному випадку вони несуть структурно-деформаційний зміст і жорстко не прив'язані по вертикалі земної кори.

Епізона - приповерхнева частина земної кори, область “нульового метаморфізму”, поділяється на первинну та вторинну. До першої відносять ділянки, у яких деформаційні перетворення відбуваються на фоні седиментогенезу та діагенезу осадових порід або при формуванні вулканічних покровів. До другої - ділянки виходу на поверхню порід, що первинно були сформовані в умовах високих температур та тисків. Провідними механізмами дислокаційних перетворень гірських порід є крихкі деформації типу сколювання й відриву, крихкий кліваж та катакластичні форми течії твердої речовини.

До мезозони відносять області та окремі ділянки земної кори, в межах котрих дислокаційні перетворення відбуваються в термальних умовах зеленосланцевої та епідот-амфіболітової фації метаморфізму або в супроводі низько- та середньотемпературного метасоматозу. Провідним реологічним механізмом цієї структурно-реологічної обстановки є в'язка кліважна (динамометаморфічна) течія.

У катазоні дислокаційні перетворення відбуваються при температурах та тисках, що відповідають амфіболітовій та гранулітовій фаціям метаморфізму, а також високотемпературному метасоматозу. З урахуванням механізмів дислокаційних перетворень гірських порід, катазону поділяють на амфіболітову, гранулітову та локальну. Провідними реологічними механізмами є для першої кристалізаційно-сланцювата, трансляційно-сланцювата, гнейсувата та мігматична течія, для другої - несланцювата перекристалізація при другорядній ролі кристалізаційного розсланцювання та тектонічного розгнейсування.

3. Дислокаційні структури того чи іншого типу та відзначені умови, стани середовищ, механізми формування цих структур, а також інтенсивність дислокаційних перетворень відбиваються у відповідних структурних парагенезисах та тектонофаціях.

Тектонофації - це своєрідні деформаційні (дислокаційні) фації, які за сумою структурних та речовинних ознак відображають ступені - бали за десятибальною шкалою - деформаційних перетворень гірських порід, з урахуванням Р-Т умов та реологічного стану середовища, в якому відбувався дислокаційний процес, а також реологічних механізмів, за допомогою яких цей процес реалізувався.

У роботі використовується поняття про реологічні типи розломів, яке є одним з базових для тектонофаціального аналізу. Під такими структурами одночасно розуміються реологічні механізми, за допомогою котрих відбувалося зміщення, та відповідні цим механізмам морфологічні форми прояву розломів. Згідно із співвідношенням крихкого та в'язкого компонентів амплітуди, виділяються такі розломи: крихкий, крихко-в'язкий, субв'язкий, в'язкий кліважний, в'язкий кристалізаційно-сланцюватий та гнейсуватий.

2. Загальні риси геологічної будови голованівської шовної зони та її обрамлення у межах середнього побужжя

2.1 Огляд попередніх досліджень. Уявлення про геологічну будову середнього побужжя базуються на дослідженнях, які починають свій відлік із кінця дев'ятнадцятого століття. Першими дослідниками даного району були п.с. палас, в.ф. зуєв, а. Анджиєвський, н.п. барбо де марні, к.м. феофілактов та інші, які проводили свої дослідження у другій половині хіх - на початку хх століть.

Перші ґрунтовні роботи з вивчення геологічної будови району виконані М.І. Безбородьком, В.М. Червінським, В.І. Лучицьким, М.І. Світальським, Д.М. Соболєвим, Ю.Ір. Половінкіною та іншими (1924-1935 рр.). Головні напрямки цих досліджень стосувалися переважно питань петрографії та стратиграфії докембрію і певною мірою структурно-геологічного районування щита.

Наступний етап у вивченні Середнього Побужжя припадає на післявоєнні роки, приблизно до середини 70-х років, і пов'язаний із початком середньомасштабного геологічного картування та пошукових робіт. У цей час на Побужжі працювали І.С. Усенко, А.Я. Древін, Г.Г. Виноградов, О.Б. Гінтов, В.А. Рябенко, Г.К. Кужелов, М.П. Семененко та інші. За результатами робіт було складено стратиграфічні схеми докембрію, які були покладені в основу сучасної стратиграфії Українського щита й у тому числі Середнього Побужжя (Н.Т. Вадимов (1953), М.П. Семененко (1957), Л.Г. Ткачук (1960), Г.Г. Виноградов (1963), А.Я. Древін (1966)). Геологознімальні роботи повоєнного періоду відзначаються широким застосуванням геофізичних методів у супроводі параметричного буріння, петрофізичних досліджень та ґрунтовних структурно-геологічних досліджень, результати яких було покладено в серію геологічних та геолого-структурних карт.

На початку 70-х років вивчення тектоніки Середнього Побужжя та Голованівської зони зокрема набуває нового розвитку. У цей час одночасно з класичними структурними методами (В.А. Рябенко, П.С. Верем'єв, О.І. Слензак, В.С. Заїка-Новацький) починають застосовуватися структурно-петрологічні (В.М. Венедіктов), геодинамічні (П.С Верем'єв) та тектонофізичні дослідження (О.Б. Гінтов, В.М. Ісай, В.А. Єнтін). На основі проведених робіт було виділено основні тектоно-метаморфічні цикли досліджуваної території, визначено кінематику найкрупніших розломів, встановлено пластичний характер деформацій в умовах зсувного переміщення вздовж них. Треба відзначити, що в цей час В.С. Заїка-Новацький одним з перших почав застосовувати тектонофаціальний аналіз на території Середнього Побужжя та Українського щита загалом.

У цей же період територія Середнього Побужжя активно досліджується колективом геологів Львівського державного університету в рамках робіт по складанню серії карт геологічних формацій докембрію масштабу 1:1000000 та 1:500000 (Є.М. Лазько, В.П. Кирилюк, А.О. Сіворонов, Г.М. Яценко, К.І. Свешніков, А.М. Лисак та інші).

З кінця 80-х років почався новітній етап геологічного довивчення території Середнього Побужжя у зв'язку з поновленням середньомасштабних геологічних карт (ГДП-200) та пошуковими роботами на золото у межах Савранського рудного поля. Виконані дослідження у рамках глибинного геологічного картування масштабу 1:200000 аркушу М-36-ХХХІ (Первомайськ) (В.С. Костюченко, В.В. Зюльцле, 1990) та геологічне довивчення масштабу 1:200000 території цього ж аркуша (В.М. Клочков, 2002). Питанням золоторудної мінералізації присвячені роботи О.Б. Боброва, А.О. Сіворонова, М.О. Ярощук, О.В. Вайло, С.В. Нечаєва, І.Є. Меркушина, І.В. Мудровської та інших. Крім того, виконані (і продовжуються сьогодні в сусідніх районах УЩ) дослідження дислокаційної тектоніки докембрійських комплексів тектонофаціальними методами аналізу (О.І. Лукієнко). За результатами досліджень цього етапу уточнено стратиграфію та тектоніку докембрію Середнього Побужжя, розкрито нові нюанси первинних та вторинних форм залягання метаморфічних, базитових та гранітоїдних утворень, а також морфологічні та реологічні форми прояву дислокаційної тектоніки.

2.2. Загальні риси геологічної будови території досліджень. З позиції шестиблокової будови Українського щита територія Середнього Побужжя охоплює стик трьох мегаблоків - Росинсько-Тікицького, Дністровсько-Бузького та Інгуло-Інгулецького. Безпосередньо територія досліджень розташована в межах Одесько-Білоцерківської та Інгуло-Інгулецької структурно-формаційних зонах (СФЗ). Перша з них поділяється на Уманську, Ятранську, Синицівсько-Савранську та Побузьку підзони, а друга в районі досліджень представлена Братською підзоною.

Одесько-Білоцерківська СФЗ простягається в субмеридіанальному напрямку і виділяється за наявністю у вертикальному розрізі палеоархейських утворень (бузька та росинсько-тікицька серії) комплексів, які залягають на грануліт-базитовому фундаменті. Досліджувана територія охоплює лише східну частину цієї СФЗ, де вона відділена від Інгуло-Інгулецької СФЗ Первомайською системою розломів.

3. Дислокаційні структури та тектонофації дислокаційної тектоніки голованівської шовної зони та її обрамлення

3.1 Дислокаційні структури та тектонофації катазони-1 та катазони-2. До дислокаційних структур катазони-1 та катазони-2 віднесені тектонічні утворення, котрі просторово і в часі тісно пов'язані з гранулітовими комплексами архею і котрі, судячи з усього, сформувалися в геологічному середовищі, реологічні властивості якого контролювалися Р-Т умовами гранулітової фації.

На дослідженій частині Середнього Побужжя дислокаційні структури катазони представлені двома віковими групами: 1) палеоархейською (катазона-1) та 2) неоархейською (катазона-2), які виділяються за реологічними механізмами деформаційних перетворень та віковими комплексами порід, у яких вони проявлені.

Дислокаційні структури катазони-1 проявлені в метаморфічних утвореннях гранулітової фації дністровсько-бузької серії, а також в ендербітах гайворонського комплексу. Вони значною мірою перероблені метаморфізмом, потужною гранітизацією та накладеною молодшою дислокаційною тектонікою і тому збереглися лише в межах лінзовидних тектонічних блоків, що облямовуються в'язкими розломами наступних етапів, та блоків-будин, розташованих у меланжевій частині таких розломів, а також у вигляді скіалітів серед гранітоїдів побузького, кіровоградського та уманського комплексів. Цілісної картини про дислокаційні структури даної структурно-реологічної обстановки через відзначену фрагментарність на вивченій території не отримано.

Тектонічні перетворення в умовах катазони-1 контролювалися кристалізаційно-сланцюватими та несланцюватими реологічними механізмами, внаслідок чого виникли зони слабо вираженої в'язкої течії порід гранулітового комплексу. Такі зони фактично являють собою зародкові форми в'язких розломів, що маркуються тектонофаціями І-ІV.

Дислокаційні структури катазони-2 розвинені в неоархейських утвореннях бузької та росинсько-тікицької серій, плагіогранітоїдах і плагіомігматитах тетіївського комплексу, ендербітоїдах літинського комплексу, габроїдах та ультрамафітах капітанівського й деренюхінського комплексів. Вони також збереглися фрагментарно.

Дислокаційні структури даної структурно-реологічної обстановки представлені трьома типами: 1) нелінійними структурами в'язкої несланцюватої течії (тектонофації І-VI); 2) слабо вираженими в'язкими кристалізаційно- та трансляційно-сланцюватими розломами (тектонофації І-ХІ); 3) своєрідними крихкими та крихко-в'язкими розломами - зонами-швами псевдотахілітів, ультрамілонітів та метакатаклазитів (тектонофації ІХ-Х).

3.2 Дислокаційні структури катазони-3. Дислокаційні структури катазони-3 розповсюджені виключно в межах дослідженої частини Голованівської шовної зони. Саме вони визначають її внутрішню структурну організацію на території Середнього Побужжя, обумовлюючи її просторове положення та особливості формування, які тісно пов'язані з діафторезно метаморфізованими та гранітизованими в Р-Т умовах амфіболітової фації палео- та неоархейськими, а також палеопротерозойськими утвореннями. Вторинна тектоніка даного етапу сформувалася у високопластичному, своєрідному в'язкому середовищі, реологічні властивості якого контролювалося відповідними відзначеній фації температурними умовами та речовинними перетвореннями.

Тектоніка катазони-3 формувалися щонайменше у три стадії (підетапи):

1) допобузький, якому відповідають в'язкорозломні структури, на котрі накладаються гранітоїди побузького комплексу;

2) синпобузький, якому відповідають в'язкорозломні структури, що накладаються на мігматит-гранітоїдні утворення побузького комплексу і в свою чергу прориваються жильною та жильно-метасоматичною апліт-пегматоїдною та пегматоїдною фазою цього комплексу;

3) постпобузький (післяжильний), якому відповідають в'язкорозломні дислокаційні утворення, що накладаються на відзначені жильні та жильно-метасоматичні утворення.

Ці структури представлені головним чином 1) нелінійними зонами в'язкої турбулентної та турбулентно-ламінарної течії; 2) в'язкими розломами.

До нелінійних зон в'язкої турбулентної та ламінарно-турбулентної течії відносяться ділянки високопластичних дислокаційних перетворень мігматитів та мігматит-гранітів, які сформувалися переважно під впливом несланцюватої (так званої мігматичної) течії. Такі структури мають нешироке розповсюдження та спостерігаються у діафторезно мігматизованих породах гранулітових утворень росинсько-тікицької та бузької серій неоархею, а також у мігматит-гранітах побузького комплексу.

Головними структурними формами даних дислокаційних утворень на мезорівні є: 1) мігматитова смугастість, 2) складки турбулентної та ламінарно-турбулентної течії, 3) в'язкі мезорозриви - лінійні зони ламінарної течії порід. Ступінь переробки відповідає тектонофаціям І-VIII, з переважанням середніх (V-VII). Провідними реологічними механізмами деформацій є грануляційна та рекристалізаційна течія (головним чином за рахунок кварцу), а також незначна кристалізаційна - за рахунок формування синдеформаційного біотиту.

До в'язких розломів катазони-3 відносяться лінійні тектонічні структури, зміщення по яких носило високопластичний характер шляхом кристалізаційного або трансляційного розсланцювання (в гранітоїдах розгнейсування), а в окремих випадках - за участі в'язкої несланцюватої (мігматичної тощо) течії. При такому зміщенні домінував пластичний (в'язкий) компонент амплітуди. У дослідженому районі за переважанням того чи іншого відзначеного вище механізму виділено два типи в'язких розломів: 1) кристалізаційно- й трансляційно-сланцюваті та гнейсуваті і 2) лінійні зони комбінованої сланцювато-гнейсуватої та мігматичної течії. Такі розломи утворюють лінійні у плані вторинні тіла, які завжди структурно зональні за інтенсивністю дислокаційних перетворень і маркуються латеральними рядами тектонофацій у діапазоні від V до X. Такі розломи порушують усі архейські та нижньопротерозойські утворення, а також гранітоїди побузького комплексу.

Головними елементами сланцюватих та гнейсуватих в'язких розломів на мікрорівні є: 1) кристалізаційна сланцюватість (повна та неповна), 2) трансляційна сланцюватість, 3) тектонічна гнейсуватість, 4) грануляційна мікросмугастість. Перший тип розвинений головним чином в амфібол-біотитових гранітогнейсах побузького комплексу. Другий - передусім у кристалосланцях бузької та частково дністровсько-бузької серій. Третій та четвертий - у середньо- та крупнозернистих гранітоїдах переважно побузького комплексу.

До найпоширеніших мезоструктурних елементів в'язких сланцюватих та гнейсуватих розломів у дослідженому районі належать: 1) слайд-складки, 2) складки ламінарної течії та їх комбіновані типи, 3) структури в'язкого мезорозлінзування та будинажу.

Лінійні зони комбінованої сланцювато-гнейсуватої та мігматичної течії гірських порід за внутрішньою організацією відповідають зонам, що одночасно об'єднують у собі структури кристалізаційно-сланцюватої або гнейсуватої течії та несланцюватої мігматичної течії. Вони проявлені в мігматитових та граніт-мігматитових середовищах, що сформувалися внаслідок гранітизації гранулітів архею та нижнього протерозою. Такі зони являють собою чергування зон вторинних мезомонокліналей та пакетів складок ламінарної й ламінарно-турбулентної течії (волочіння).

Результати досліджень показали, що описані вище кристалізаційно-, трансляційно-сланцюваті та гнейсуваті розломи становлять близько 80% в'язкорозломної тектоніки катазони-3. Головними напрямками структурної еволюції дислокаційних комплексів цього етапу є 1) виникнення ділянок мігматичної течії різного ступеня організації (тектонофації I-VIII) в породах гранітного та гранодіоритового складу; 2) розсланцювання за допомогою вище описаних механізмів первинних порід (як метаморфічних, так і гранітоїдних) впритул до утворення вторинномоноклінальних структур (тектонофації V-Х); 3) розлінзування масивних гранітоїдів, будинування жильних пегматитів, аплітів та кварцу, що може супроводжуватися формуванням слайд-складок та складок ламінарної течії (тектонофації VII-Х); 4) руйнування вище наведених структурних елементів з формуванням лінзовидних тіл та їх “затирання” у тонко розсланцьований тектономатрикс, тобто формування тектонічного меланжу (тектонофації VIII-Х).

3.3 Дислокаційні структури мезозони-1. Дислокаційні структури представлені в'язкими кліважними розломами та, можливо, в'язкими протрузіями гранітоїдів. Такі структури і тектонофації накладаються на попередньо сформовані дислокаційні утворення.

В'язкі кліважні розломи представлені лінійними зонами із зональною внутрішньою будовою, яка маркується тектонофаціями від V до Х. Мезоструктурними елементи в'язких кліважних розломів мезозони-1 є: 1) кліважні мезорозриви, 2) структури в'язкого розлінзування та будинажу, 3) слайд-складки та складки ламінарної течії.

За характером мінерального заповнення кліважних поверхонь виділено “біотитовий” та “графітовий” в'язкі кліважні розломи.

“Біотитовий” кліваж є системою сколових мікророзривів, заповнених біотитом потужністю від часток міліметра і до перших міліметрів та довжиною від перших міліметрів до десятків сантиметрів. За результатами досліджень було виділено три типи такого кліважу: 1) динамометаморфічний, 2) синметасоматичний, 3) механічний, а також комбіновані його різновиди.

“Біотитовий” кліваж у районі досліджень розвинений практично у всіх метаморфічних породах, мігматитах і гранітоїдах, що беруть участь у будові Українського щита на даній площі, включаючи граніти кіровоградського та уманського комплексів, що свідчить про їх постпалеопротерозойський вік.

“Графітовий” кліваж проявлений у породах хащувато-заваллівської світи. Від “біотитового” кліважу він відрізняється за мінеральним заповненням кліважних мікророзривів.

3.4 Ультрамілонітові шви. Ультрамілонітові шви та пов'язані з ними метакатаклазити являють собою своєрідну розломну тектоніку, яка має всі риси крихкої, але сформованої при відносно високих температурах. Порушення даного типу накладаються на в'язкорозломну тектоніку катазони-1, 2, 3 та мезозони-1.

Фактично з цього етапу регіональних тектонічних перетворень починається формування розломів, які визначають блокову будову території Голованівської зони та її обрамлення. Просторове положення цих розломів відповідає регматичній сітці розломів, умови та чинники формування якої були проаналізовані І.І. Чебаненком (1977).

3.5 Дислокаційні структури локальної мезозони. До дислокаційних структур локальної мезозони віднесені кліважеподібні утворення, які сформувалися при зсувній деформації середньотемпературних метасоматитів. На дослідженій території вони просторово і в часі тісно пов'язані з кварц-польовошпат-мусковітовими та кварц-польовошпат-біотитовими метасоматитами. Такі структури розвинені як острівці в зонах крихко-в'язких розломів, де метасоматити відзначеного типу накладаються на тектонічні брекчії та катаклазити.

Провідним реологічним механізмом локальної мезозони є механічне кліважування, рівень якого на окремих ділянках Майського родовища відповідає VIII-ІX тектонофаціям. О.І. Лукієнко (1999) вважає, що такі деформації могли забезпечувати перерозподіл золота і сприяти його вторинному збагаченню.

3.6. Дислокаційні структури вторинної епізони. Умови вторинної епізони відповідають режиму щита та визначаються крихко-пружними властивостями порід земної кори, які зумовлені низькими (нижче від порога метаморфічних реакцій) температурами. У дослідженому районі такі умови панували як мінімум протягом усього фанерозою.

Дислокаційні структури цієї структурно-реологічної обстановки представлені: 1) лінійними зонами крихкого кліважування порід; 2) крихкими та крихко-в'язкими розломами, 3) слайд-складками. Просторове положення розломних структур даного етапу визначається регматичною сіткою розломів.

Зони крихкого кліважного розшарування метаморфічних порід та гранітоїдів розвинені локально і самостійної ролі у створенні тектонічної структури вивченої ділянки Середнього Побужжя не відіграють. Інтенсивність такого кліважування досягає рівня V-VII тектонофацій, при цьому зміна цієї інтенсивності має літологічно вибірковий характер.

Крихкі розломи в даній структурно-реологічній обстановці являють собою вузькі (до першого десятка метрів) шви, заповнені борошнистими мілонітами. Розломи цього типу структурно незональні - їх шов маркується тектонофацією Х, а за межами шва - тектонофацією І.

Крихко-в'язкі розломи, крім мілоніт-катаклазитового шва, ще мають “сорочку” подроблених (тектонічно брекчійованих) порід. Вони структурно зональні - тектонофація Х маркує мілоніт-катаклазитовий шов, а тектонофації IX-VII - зону прояву брекчіювання.

Крихкі та крихко-в'язкі розломи в дослідженій частині Голованівської зони та її обрамлення розвинені широко. Їм відповідають практично всі вивчені і зображені на всіх геологічних картах розломи, включаючи найбільші на досліджуваній території Тальнівський та Первомайський.

Слайд-складки (складки прирозломного вигину) в дослідженому районі розвинені поздовж крихко-в'зких розломів усіх порядків і в тому числі крихких мезотріщин, зміщення по яких відбувалося поперечно до поверхонь розсланцювання, тектонічного розгнейсування або будь-яких інших площинних елементів. У сферу подібного складкоутворення залучені розсланцьовані, тектонічно розгнейсовані й розкліважовані метаморфічні породи та вторинно розшаровані мігматити.

4. Тектонофаціальна схема

За результатами роботи підготовано дослідний зразок тектонофаціальної схеми Голованівської зони та її обрамлення в рамках аркуша М-36-ХХХІ (Первомайськ).

Зміст тектонофаціальної схеми свідчить, що вторинна тектоніка Голованівської шовної зони на дослідженій території представлена переважно ділянкою розвитку серії в'язких розломів катазони-3, які маркуються тектонофаціями V-Х. Цю тектонічну одиницю було виділено як Побузьку в'язкорозломну зону (ПВЗ), яка майже повністю охоплює Побузьку структурно-формаційну підзону. Фонові тектонофації, що оточують ПВЗ, зосереджені в межах Уманської, Ятранської, Синицівсько-Савранської та Братської підзон.

Внутрішня структура відзначеної в'язкорозломної зони зумовлена існуванням кількох в'язких розломів катазони-3: Тальнівсько-Врадієвського, Тернуватського, Капітанівського, Ємилівського та Сухоташлицького.

У свою чергу ці порушення розгалужуються на більш дрібні складові за рахунок обтікання лінзовидних тіл відносно міцних і не захоплених (або відносно слабо захоплених) діафторезом та гранітизацією стратифікованих утворень палео- та неоархею, ендербітів гайворонського та літинського комплексів, основних та ультраосновних порід сабарівського, деренюхінського та капітанівського комплексів. Подібна організація в'язкорозломного вираження Голованівської зони та високий рівень дислокаційних перетворень порід надають цій зоні меланжевої та вторинномоноклінальної будови. У вищих тектонофаціях первинна стратиграфія знищена.

Дислокаційні структури четвертого етапу мезозони-1 майже згідно накладаються на структури катазони-3, використовуючи сформовану на попередньому етапі структурну макроанізотропію. Вони формують три виразних зони в'язкого кліважування: Тальнівсько-Врадієвську, Тернуватську та Сухоташлицьку.

Дугоподібно-лінзовидна форма Побузької в'язкорозломної зони зумовлена змиканням в'язкорозломних зон катазони-3 та мезозони-1 на півночі за рахунок обтікання жорсткого масиву гайворонських ендербітів, що знаходяться у межах Ятранської підзони на північному сході території. Максимального розкриття зона набуває в центральній частині території - південніше від зазначених масивів - та починає замикатись у південно-східному напрямку. Отже, простягання в'язкорозломних зон змінюється від північно-східного на півночі до субмеридіонального в центральній частині території та північно-західного на півдні та південному сході. Формування внутрішньої структури зони та її положення в тектонічній будові Середнього Побужжя, імовірно, зумовлено макродеформацією розтягу-стиснення у північно-західному напрямку.

Результати зіставлення складеної тектонофаціальної схеми зі схемою розташування відомих родовищ та рудопроявів цієї території засвідчили, що для прогнозу нікель-кобальтових, хромітових та меншою мірою залізних руд головними структурами є в'язкорозломні зони катазони-3 на ділянках переходу від середніх до вищих тектонофацій. Зони в'язких кліважних розломів мезозони-1 є рудоконтролюючими для залізних та графітових родовищ, а структури локальної мезозони у поєднанні з ультрамілонітовою тектонікою - для золотого зруденіння та окремих рудопроявів графіту.

ВИСНОВКИ

На основі проведених досліджень Голованівської шовної зони та її обрамлення в межах Середнього Побужжя було визначено реологічні типи, етапи та умови формування дислокаційної тектоніки цієї частини Українського щита. Усі результати були систематизовані у вигляді структурно-вікової шкали, яка демонструє послідовність формування та характер еволюції дислокаційної тектоніки у зв'язку зі зміною реологічних умов середовища та термального режиму земної кори. На основі отриманих даних виділено сім певною мірою генералізованих етапів дислокаційних перетворень, які визначаються відповідними структурно-реологічними обстановками: етап D₁ відповідає катазоні-1, D₂ - катазоні-2, D₃ - катазоні-3, D₄ - мезозоні-1, D₅ - ультрамілонітовій тектоніці, D₆ -локальній мезозоні, D₇ - вторинній епізоні.

Характер тектонічної еволюції дослідженої частини Голованівської шовної зони та її обрамлення свідчить, що дислокаційні перетворення архейських та ранньопротерозойських гранулітових, базитових та гранітоїдних комплексів відбувалися на фоні регресивної зміни реологічних властивостей середовища, що узгоджувалася з регресивною зміною Р-Т умов - як локальних, так і регіональних. У високотемпературному середовищі, що відповідає умовам гранулітової (катазона-1, катазона-2), амфіболітової (катазона-3), епідот-амфіболітової фацій та високотемпературного метасоматозу (мезозона-1), сформувалася сланцювато-гнейсувата та кліважна в'язкорозломна тектоніка, яка спричинила пластичне розлінзування земної кори даної ділянки Українського щита й суттєво змінила структурний образ гранулітових, базитових та гранітоїдних комплексів. Особливо важливу роль відіграли дислокаційні процеси третього (катазона-3) та четвертого (мезозона-1) етапів, які привели до формування Побузької в'язкорозломної зони як граничної між Одесько-Білоцерківською та Інгуло-Інгулецькою структурно-формаційними зонами.

Зазначена зона представлена серією сланцювато-гнейсуватих в'язких розломів (Тальнівсько-Врадієвський, Тернуватський, Капітанівський, Ємилівський, Сухоташлицький) - лінійних зон-смуг інтенсивного розсланцювання та розгнейсування порід у супроводі тектонічного розлінзування (меланжування), зім'яття порід у складки ламінарної течії. Формування сланцюватості та тектонічної гнейсуватості в цих розломах тісно пов'язано з амфіболітовим діафторезом та гранітизацією у зв'язку зі становленням побузького комплексу. Загалом, внутрішню будову Побузької в'язкорозломної (шовноскладчастої) зони можна визначити як вторинномоноклінальну та меланжеву.

Ультрамілонітова тектоніка (етап D₅) та локальна мезозона (етап D₆) розвинені локально і відповідають пізньопротерозойській(?) активізації дослідженої території. Саме поєднання дислокаційних структур цих двох етапів визначає ділянки золотого зруденіння на Майському золоторудному родовищі.

Крихко-в'язка та крихка розломна тектоніка (етап D7) з'являється на етапах різкого зниження термального градієнта на фоні регіонального підняття земної кори (тобто в режимі щита) і в'язкісної консолідації цієї кори в умовах низьких температур (режим вторинної епізони). Крихко-в'язка складова такої тектоніки при цьому успадковує простягання в'язкої і спричиняє поділ території досліджень на блоки, конфігурація яких певною мірою збігається зі створеною раніше регіональною структурою.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Основні положення дисертації висвітлено у дванадцяти публікаціях:

1. Лукієнко О.І., Кравченко Д.В., Павлов Г.Г. "Біотитовий кліваж" у в'язкорозломних структурах Українського щита // Вісник КНУ імені Тараса Шевченка. Сер. геологія. - 2001. - вип. 20. - С. 8-10. (Особистий внесок - узагальнення польових матеріалів, дослідження динамометаморфічного кліважу).

2. Кравченко Д.В. Роль деформаційних процесів у формуванні метаморфічних комплексів докембрію Українського щита (на прикладі Середнього Побужжя) // Пошукова та екологічна геохімія. - 2001. - №1. - С. 114-118.

3. Лукієнко О.І., Кравченко Д.В. Реологічні типи дислокаційної тектоніки Українського щита на Середньому Побужжі (за результатами тектонофаціальних досліджень) // Вісник Київського Національного університету імені Тараса Шевченка. Сер. геологія. - 2002. - Вип. 21-22. - С. 102-106 (Особистий внесок - охарактеризовано реологічні типи розломної тектоніки катазони-1 та катазони-2).

4. Лукієнко О.І., Кравченко Д.В. Структурно-речовинні особливості основних порід деренюхінського комплексу Українського щита в зонах в'язких розломів // Поисковая и экологическая геохимия. - 2003. - №2/3 - С. 30-33. (Особистий внесок - встановлення мікроструктурних та речовинних особливостей деформаційних перетворень).

5. Лукієнко О.І., Кравченко Д.В. "Біотитовий кліваж" та відповідна йому розломна тектоніка на Середньому Побужжі // Тези наук. конф. "Актуальні проблеми геології України". - К.: ВЦ "Київський Університет". - 2000. - С. 23. (Особистий внесок - узагальнення польових матеріалів, дослідження динамометаморфічного кліважу).

6. Лукієнко О.І., Заїка-Новацький Г.В., Кравченко Д.В. Катазональна дислокаційна тектоніка гранітно-метаморфічних комплексів Середнього Побужжя // Тези наук. конф. "Актуальні проблеми геології України". - К.: ВЦ "Київський Університет". - 2000. - С. 25. (Особистий внесок - визначення морфологічних проявів катазональної тектоніки).

7. Кравченко Д.В. Пониження Р-Т умов формування архейських та протерозойських розломів Середнього Побужжя та прояв цього процесу на мікрорівні // Тези наук. конф. "Актуальні проблеми геології України". - К.: ВЦ "Київський Університет". - 2001. - С. 16-17.

8. Лукієнко О.І., Кравченко Д.В. Реологічні типи розломної тектоніки гранітно-метаморфічних комплексів докембрію Українського щита (на прикладі Середнього Побужжя) // Тези наук. конф. "Актуальні проблеми геології України". - К.: ВЦ "Київський Університет". - 2001. - С. 21-22. (Особистий внесок - виділення реологічних типів дислокаційної тектоніки катазони-1, катазони-2, катазони-3).

9. Кравченко Д.В. Мікроскопічні особливості ендербітів району р. Ятрань // Тези наук. конф. "Актуальні проблеми геології України". - К.: ВЦ "Київський Університет". - 2002. - С. 16-17.

10. Лукієнко О.І., Кравченко Д.В. В'язкорозломна тектоніка Середнього Побужжя. // Тези наук. конф. "Актуальні проблеми геології України". - К.: ВЦ "Київський Університет". - 2002. - С. 22. (Особистий внесок - характеристика кристалізаційно-сланцювато-гнейсуватих розломів катазони).