Генетична типізація та реологічні механізми формування конгломератоподібних утворень метаморфічних комплексів Українського щита (на прикладі Волинського та Росинсько-Тікицького мегаблоків)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Генетична типізація та реологічні механізми формування конгломератоподібних утворень метаморфічних комплексів Українського щита (на прикладі Волинського та Росинсько-Тікицького мегаблоків)

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Розробка критеріїв ідентифікації та достатньо обґрунтованого визначення природи докембрійських конгломератоподібних утворень було й залишається важливою актуальною проблемою геології докембрію, оскільки її вирішення безпосередньо впливає на достовірність інтерпретації стратиграфії, тектоніки і взагалі геологічної будови Українського щита (УЩ), тобто має пряме

практичне значення під час виконання геологічних досліджень метаморфічних комплексів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана на геологічному факультеті Київського національного університету імені Тараса Шевченка в рамках держбюджетної теми «Pозробка моделей різномасштабних геологічних систем на базі новітніх технологій як теоретичної основи забезпечення приросту запасів корисних копалин та їх раціонального використання» №06БФ049-01.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи була розробка критеріїв морфологічної ідентифікації та генетичної типізації характерних для амфіболітових комплексів УЩ конгломератоподібних утворень на прикладі Волинського та Росинсько-Тікицького мегаблоків за допомогою тектонофаціальної методології досліджень, яка враховує РТ-умови та реологічні властивості середовищ, реологічні механізми дислокаційних перетворень порід, а також ступені таких перетворень за спеціально розробленою десятибальною шкалою тектонофацій.

Для досягнення цієї мети передбачено розв'язання наступних завдань:

1) наддетальне картування тектонофаціальної структури ділянок прояву конгломератоподібних утворень;

2) вивчення структурно-текстурних особливостей та мінерального складу конгломератоподібних утворень;

3) визначення ролі й місця дислокаційних та деяких гіпергенних процесів у формуванні конгломератоподібних утворень;

4) встановлення реологічних умов та механізмів, а також інтенсивності (тектонофацій за десятибальною шкалою) дислокаційних перетворень порід, які призводять до формування конгломератоподібних утворень;

5) визначення віку формування конгломератоподібних утворень;

6) розробка на основі всіх отриманих даних генетичної типізації конгломератоподібних порід метаморфічних комплексів;

7) визначення критеріїв ідентифікації конгломератоподібних порід.

Об'єкти досліджень - конгломератоподібні утворення Волинського та Росинсько-Тікицького мегаблоків УЩ.

Предметом дослідження є речовинний склад, геологічні й реологічні умови формування та типізація характерних для амфіболітових комплексів конгломератоподібних утворень.

Методи досліджень. Основу дисертації складають результати наступних досліджень:

1. Виділення за літературними даними та за результатами окремих геологічних і тектонофаціальних маршрутів об'єктів прояву конгломератоподібних порід у межах

відзначених мегаблоків.

2. Детальне геологічне і тектонофаціальне картування та складання тектонофаціальних схем і розрізів об'єктів прояву конгломератоподібних порід.

3. Структурне, зокрема тектонофаціальне, обстеження природних і штучних відслонень шляхом їх опису, створення зарисовок, фотографування.

4. Петроструктурний опис шліфів (з тектонофаціальною інтерпретацією) конгломератоподібних порід. Під час виконання роботи вивчено близько 100 шліфів та кілька десятків пришліфовок породи і тонких пластинок.

5. Мікроструктурні дослідження порід із «гальки» та матриксу конгломератоподібних утворень під оптичним та електронним растровим мікроскопом JSM-6700 F.

6. Визначення віку конгломератоподібних порід стандартними геологічними та калій-аргоновим методами датування абсолютного віку мінералів.

7. Цифрове моделювання зсувної течії порід із використанням програмного забезпечення Photoshop, Corel, Surfer, ArcViev та ін.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Уперше на прикладі Волинського та Росинсько-Тікицького мегаблоків УЩ за тектонофаціальною методологією розроблено генетичну типізацію конгломератоподібних утворень і відповідно виділено сім, характерних для метаморфічних комплексів амфіболітової фації, генетичних типів даних утворень: 1) метаолістостромний («звенигородський»); 2) продукти тектонічного розлінзування мігматитів («тетерівський»); 3) продукти будинажу жильних тіл та неосоми шаруватих мігматитів; 4) продукти хаотизованої дезінтеграції гранітизованих порід; 5) нодулярні утворення; 6) мімікричні гравелітоподібні утворення; 7) продукти десквамації. А саме:

* Доведено, що конгломератоподібні утворення «звенигородського» типу мають метаолістостромне походження, яке здійснювалося в два етапи: на першому відбулося формування олістостроми в умовах седиментогенезу та літогенезу в супроводі гідропластичних деформацій (ТФ >V в умовах первинної епізони), а на другому, після завершення літифікації - метаморфізація та інтенсивна (відповідає ТФ V-VIII) пластична деформація матеріалу олістостроми в термальних умовах амфіболітової фації у зонах в'язких розломів.

* Набуло подальшого розвитку уявлення про тектонітове походження так званих «тетерівських» конгломератоподібних утворень, установлено, що ці утворення є продуктами пластичного мезорозлінзування мігматитів і додаткового сплющення новоутворених лінз при дуже великих (ТФ V-X катазони) деформаціях.

* Встановлено, що конгломератоподібні утворення, які є продуктами

хаотизованої дезінтеграції гранітизованих порід, а також ті, що відносяться до нодулярних порід, сформувалися без суттєвого впливу зовнішніх навантажень (ТФ І-IV катазони та верхньої епізони) і, судячи з усього, є похідними обертального руху мігматизованої чи сланцюватої маси на локальних ділянках.

* З'ясовано, що конгломератоподібним утворюванням у структурах будинажу в метаморфічному середовищі відповідають ті їх частини, у межах яких шийки будин розірвані і розосереджені на відстані, які не перебільшують довжину будинажних тіл.

У всіх інших випадках будинажні структури сприймаються або як зародкові (наявність шийок будин), або як структури тектонічного меланжу (значне розосередження будин).

* Дістало подальшого розвитку уявлення про первинне осадове походження

метагравелітів стебнинської світи. При цьому додатково встановлено, що збереження

псефітової структури у цих породах зумовлено аномально низькими деформаціями (< V ТФ) в умовах катазони і вибірковим характером метаморфізму в залежності від гранулометрії порід. Ці утворення визнані як мімікричні, що при метаморфізмі повністю або частково змінили склад й одночасно успадкували від вихідних порід структуру за розміром та формою зерен реліктових породоутворюючих мінералів.

* З'ясовано, що конгломератоподібні утворення, які створені десквамацією, є похідними виключно екзогенних факторів.

2. На основі тектонофаціального аналізу удосконалена кореляційна схема структурних та речовинних ознак конгломератоподібних утворень.

Обґрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій забезпечуються великим обсягом та комплексністю використання сучасних методів дослідження конгломератоподібних утворень УЩ і узгодженістю отриманих результатів з матеріалами попередників.

Наукове значення роботи. Виконані дослідження значною мірою розширюють сучасні уявлення про докембрійські конгломератоподібні утворення Українського щита, їх геологічну позицію, типізацію, умови та механізми становлення й етапи перетворення.

Практичне значення одержаних результатів. Виявлені особливості геологічної будови, первинного генезису та перетворень досліджуваних порід можуть бути використані для вирішення завдань розчленування та кореляції докембрійських конгломератоподібних утворень при проведенні геолого-знімальних робіт.

Отримані результати також можна використовувати для викладання студентам спеціальних дисциплін «ГІС в геології» та «Структурна геологія».

Особистий внесок здобувача. Усі основні результати, висновки та наукова новизна, наведені в дисертації, отримані здобувачем самостійно. Основний фактичний матеріал зібраний автором під час навчання в аспірантурі на геологічному факультеті Київського національного університету імені Тараса Шевченка.

Окремі публікації за темою дисертації надруковано у співавторстві з Лукієнком О. І. та Осьмачко Л.С. При цьому в роботі [1-2] автором виконано тектонофаціальне обстеження природних і штучних відслонень, петроструктурний опис шліфів (з тектонофаціальною інтерпретацією) та мікроструктурні дослідження «тетерівських» конгломератоподібних утворень. У роботі [4] автору належить виділення та геологічне описання «десквамаційних» конгломератоподібних утворень.

Апробація результатів дослідження. Результати досліджень оприлюднені на Всеукраїнській науковій конференції молодих учених «Сучасні проблеми геологічних наук» (Київ, 2009, 2010), ІХ Міжнародній науковій конференції «Моніторинг

геологічних процесів» (Київ, 2009).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 7 наукових праць, серед них 3 статті у фахових наукових періодичних виданнях та 4 тези доповідей наукових конференцій.

Структура дисертації. Дисертація, загальним обсягом 153 сторінок, складається зі вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Робота містить 90 рисунків, 7 таблиць, 108 найменувань у списку використаних джерел та 4 додатки.

Дисертаційну роботу виконано на кафедрі загальної та історичної геології геологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка під науковим керівництвом доктора геолого-мінералогічних наук, професора О.І. Лукієнка, якому автор глибоко вдячний за неоціненну допомогу в написанні дисертації.

Автор також висловлює подяку директору ІГМР член-кореспонденту НАН України О.М. Пономаренку, к.геол.-мін.н., доц. Г.Г. Павлову (КНУ ім. Т. Шевченка), д.геол.-мін.н. С.Г. Кривдіку (ІГМР НАН України); д.геол.-мін.н., проф. В.А. Михайлову, д.геол.-мін.н., проф. В.В. Шевчуку, к.геол. н. Д.А. Безродному (КНУ ім. Т. Шевченка), к.геол. н. В.П. Безвинному (ПДРГП «Північгеологія»), д.геол.-мін.н. К.Ю. Єсипчуку, якого з нами, на жаль, немає, к.геол.-мін.н. І. М. Лісній та Д.С. Черниш (ІГМР НАН України) за постійну підтримку, корисні поради й консультації при написанні роботи.

Короткий зміст роботи

конгломератоподібний генетичний метаморфічний реологічний

У першому розділі «Теоретико-методологічні засади дослідження конгломератоподібних утворень» розглядається проблема генетичної типізації докембрійських конгломератоподібних утворень та загальні положення тектонофаціального аналізу, на базі якого власне і проводились дослідження.

Проблема ідентифікації та типізації конгломератоподібних утворень (тобто псевдоконгломератів), на відміну від звичайних конгломератів, розроблена відносно слабо. Література з неї нечисленна, та й у більшості випадків торкається лише окремих типів таких утворень, пов'язаних з рудними об'єктами (золото Вітватерсранду тощо). Найбільш аргументоване вирішення проблеми ідентифікації та типізації докембрійських конгломератоподібних утворень на сьогодні запропоновано М.Д. Кириловою,

А.М. Казаковим та Ф.П. Мітрофановим. Ці дослідники відділяють у метаморфічних комплексах дійсні конгломерати від псевдоконгломератів (конгломератоподібних утворень). До перших вони відносять утворення, що зберігають реліктові особливості осадових порід (склад, форма, характер обкоченості тощо) а до других - новоутворені породи типу: 1) бластомілонітів (тектоніти), 2) структур будинажу, 3) тектонічних брекчій та 4) ефузивно-пірокластичних брекчій (автохтонні агломерати). Крім того, до цих утворень віднесено нодулярні породи.

До числа проблемних об'єктів на відзначеній частині Українського щита належать такі відомі утворення як «звенигородські» конгломератоподібні породи, «тетерівські» псевдоконгломерати, метагравеліти стебнинської світи та низка інших подібних утворень, формування яких пов'язане як з ендогенними так і з екзогенними процесами. Вони стали об'єктом досліджень цілого ряду дослідників (їхні прізвища вказані нижче при розгляді конкретних об'єктів). Проте, до однозначного визначення природи цих та подібних до них утворень не досягнуто.

Для вивчення конгломератоподібних утворень автор даної роботи використав тектонофаціальну методологію досліджень в комбінації із петроструктурними дослідженнями. Методологія тектонофаціального аналізу базується на системному принципі та на парагенетичній основі. Вона враховує РТ-умови і залежні від цих умов реологічні властивості геологічних середовищ в полях напружень, а також відповідні цим властивостям механізми дислокаційних перетворень порід. При цьому використовується уявлення про структурно-реологічні обстановки - катазона (КЗ), мезозона (МЗ) і первинна та вторинна епізона (ПЕЗ та ВЕЗ). Серед таких обстановок до катазони віднесено високопластичні і навіть наближені до них в'язкі середовища, термальні умови яких на момент деформації відповідають гранулітовій або амфіболітовій фаціям метаморфізму та ультраметаморфізму, а також умовам гранітизації. Мезозона - це крихко-пластичне, а при великих деформаціях пластичне середовище, у межах якого дислокаційні перетворення порід відбуваються за участі динамометаморфізму епідот-амфіболітової та зеленосланцевої фацій, а в окремих випадках і в супроводі низько - та середньотемпературного метасоматозу. Первинна та вторинна епізона, на відміну від двох попередніх, становить відносно холодне середовище. При цьому первинній відповідають середовища, які у сферу дислокаційних перетворень потрапили на стадії літогенезу, а вторинній епізоні відповідають кристалічні середовища в режимі щита (термальні умови нижчі за кінематичну межу метаморфічних реакцій).

З позиції тектонофаціального аналізу важливим чинником глибоких дислокаційних перетворень геологічного середовища є тектонічна (зсувна) течія порід, під якою розуміється сумарна картина переміщення речовини літосфери в процесі її розвитку. Залежно від реологічних властивостей геологічних середовищ, вона здійснюється як гідропластична в первинній епізоні, катакластична у вторинній епізоні, кліважна в мезозоні та сланцювата в катазоні. Кожній зазначеній обстановці й, відповідно, механізму відповідають певні реологічні типи розломів: вторинній епізоні - крихкі та крихко-пластичні, мезозоні - пластичні і катазоні - в'язко-пластичні розломи.

Важливою складовою тектонофаціального аналізу є метод тектонофацій, призначений для визначення ступенів дислокаційних перетворень гірських порід за спеціально прийнятою десятибальною шкалою, з урахуванням зазначених реологічних факторів. При цьому під тектонофаціями (ТФ) розуміють своєрідні дислокаційні фації, які за сукупністю структурних, а в деяких випадках і речовинних ознак, відображають реологічні умови та відносну величину дислокаційних перетворень гірських порід і утворених ними геологічних тіл. Складовою тектонофаціального аналізу є десятибальна шкала тектонофацій. В основу цієї шкали покладено модель еліпсоїда обертання, що одночасно відображає кількісні й кінематичні характеристики як простого, так і чистого зсуву.

У другому розділі «Геологічна позиція конгломератоподібних утворень амфіболітових комплексів Волинського та Росинсько-Тікицького мегаблоків Українського щита» розглядається стан сучасних уявлень про геологічну будову й тектонічну структуру Волинського і Росинсько-Тікицького мегаблоків УЩ, у межах яких досліджувалися конгломератоподібні утворення, що викладені в даній роботі. При цьому відносно більш детально охарактеризовано північно-західну частину Кочерівського синклінорію і східне обрамлення Росинсько-Тікицького мегаблоку, де розташовані найбільш цікаві конгломератоподібні об'єкти.

У межах Волинського мегаблоку УЩ кристалічний фундамент досліджуваного району утворений трьома блоками другого порядку: Кочерівський (синклінорій), Коростишівський та південно-східна частина Коростенського плутону, що примикає з півночі.

Безпосередньо Кочерівський синклінорій, як складова Волинського мегаблоку, займає його південно-східну частину, простягаючись в субмеридіональному напрямку, і є троговою шовною структурою, що була закладена на межі Білоцерківського і Волинського мегаблоків у ранньому протерозої після формування в межах останнього теригенних товщ василівської і городської світ. На сучасному ерозійному зрізі синклінорій складений переважно породами кочерівської світи з незначними виходами в антиклінальних підняттях гнейсів городської світи, масивами гранітів житомирського комплексу та значно меншими за розмірами і мало поширеними масивами букинського комплексу.

У межах північно-західної частини синклінорію на денну поверхню, вздовж р. Тетерів, виходять куполовидні структури, що представлені конгломератоподібними утвореннями, які в регіональному плані маркують фрагмент Брусилівського розлому. Ці утворення входять до складу тетерівської серії (кочерівська світа) і представлені ритмічно-верствуватою товщею, що складена силікатними та карбонатними породами. Звісно така ритмічна послідовність наштовхує на думку про первинно осадове походження Кочерівської структури, що суперечить загальноприйнятим геологічним поглядам.

Коростишівський блок займає майже всю західну частину території. Його основу складають переважно гнейси василівської і городської світ тетерівської серії, а в них розміщені порівняно невеликі масиви гранітів житомирського комплексу: Городський, Бистрівський, Коростишівський. Масиви мають неправильну або видовжену форму, їх контакти узгоджені з гнейсовидністю і смугастістю вміщуючих порід; деякі масиви лінзоподібні, рідше - ізометричні. Інколи вони утворюють куполоподібні складки до кількох кілометрів у поперечному перерізі з крутим падінням на крилах.

Коростенський плутон (південно-східна частина) у межах території представлена двома різними за складом масивами: Володарськ-Волинським габро-анортозитовим та Малинським рапаківігранітовим; розділяє їх Центральний розлом.

Значна кількість об'єктів дослідження розташована в Росинсько-Тікицькому мегаблоці УЩ на його східній периферії. Загалом територія є досить складною за будовою, що характеризується виділенням великої кількості блоків, які розділяються розломами різного порядку та напрямку орієнтування. З півдня вклинюється голованівська шовна зона, що представлена північною частиною Ятранського блока; зі сходу примикає Інгульський мегаблок (Братський блок) і на кінець Росинсько-Тікицький мегаблок, котрий займає західну та північну частину території. Він представлений Уманським, Жашківським, Лисянським, Озернянським та Богуславським блоками. Цей складнодислокований фундамент утворюють метаморфізовані вулканогенні та осадові породи, ультраметаморфічні та інтрузивні утворення.

Провідну роль у будові території відіграють глибинні розломи. Найбільший вплив на формування її структурного плану мали Первомайський та Тальнівський розломи. Тектонічні порушення у регіональному плані маркують конгломератоподібні утворення. Безпосередньо «Звенигородські конгломерати» та метаосадові породи стебнинської світи поширені у межах Вільховецького розлому, по якому проходить границя Росинсько-Тікицького та Інгульського мегаблоків; продукти десквамації та будинажу й розлінзування, та інші - Тальнівську зону розломів та її периферію. Отже, досліджувані утворення мають чітку прив'язку до тектонічно активних зон, що можуть створювати передумови для зародження та перетворення конгломератоподібних порід.

У третьому розділі «Конгломератоподібні утворення метаморфічних комплексів

Українського щита» описано результати тектонофаціальних та петроструктурних досліджень відомих і додатково виділених нами конгломератоподібних утворень в палеопротерозойських амфіболітових комплексах Росинсько-Тікицького та Волинського мегаблоків УЩ. Виділено й досліджено такі генетичні типи конгломератоподібних утворень: 1) метаолістостромний («звенигородський»), 2) продукти тектонічного розлінзування мігматитів («тетерівський»), 3) продукти будинажу жильних тіл та неосоми шаруватих мігматитів, 4) продукти хаотизованої дезінтеграції гранітизованих порід, 5) нодулярні утворення, 6) мімікричні гравелітоподібні утворення («стебнинський») та 7) продукти десквамації.

«Звенигородська» метаолістострома. До цього типу утворень належать скупчення зцементованих плагіогнейсовою масою галькоподібних та брекчієподібних олістолітів (уламків) псефітової розмірності метабазитів та гранітоїдів. Вони відслонюються на лівому борту р. Гнилий Тікич в південній частині м. Звенигородка (Черкаська обл.). Характерною їх особливістю є те, що вони метаморфізовані в амфіболітовій фації й, крім того, значна частина олістолітового матеріалу пластично деформована і нагадує розплющену гальку конгломератів.

Конгломератоподібні утворення цього типу на відзначеному об'єкті в різні роки вивчали Ю.Ю. Юрк, В.М. Чирвінський, Н.М. Казаков, В.М. Кобзар, Є. М. Гоніондський, О.С. Іванушко, Є. М. Лазько, В.П. Кирилюк, А.А. Сиворонов, Г.М. Яценко, В.П. Безвинний та інші. Проте, до більш менш однозначного визначення природи цих утворень вони так і не дійшли. Зокрема, В.М. Кобзар з Є.М. Гоніондським (1972, 1975) та Є. М. Лазько зі співавторами (1975) віднесли ці утворення до метаморфізованих в умовах амфіболітової фації конгломератів (метаконгломератів). За основу обґрунтування такої точки зору названі дослідники беруть грубоуламковий характер цих утворень та наявність у них плагіогнейсової маси, яка, на їх погляд, сформувалася по осадових породах і відіграє роль цементу. На ряду з цим, В.М. Чирвінський (1930), а за ним пізніше О.С. Іванушко (1974) розглядали ці утворення як еруптивні брекчії. Більш того, останній узагалі запропонував досить складну й доволі суперечливу модель формування конгломератоподібних порід «звенигородського» типу. Зокрема, він вважав, що вихідним об'єктом для утворення таких брекчій у районі м. Звенигородки був потужний сил метабазитів, що спочатку зазнав дроблення в зоні триваложивучого розлому меридіонального простягання, а потім був інфікований пластичним матеріалом гранодіоритів, який, за думкою цього дослідника, власне, і став цементуючою масою.

Відзначені точки зору суперечать одна одній. Зокрема, певним недоліком «конгломератової» точки зору, на наш погляд, є те, що при визначенні природи цих утворень не врахований дислокаційний фактор, котрий, як показано нижче, суттєво вплинув на форми залягання та текстурні особливості конгломератоподібних утворень, а звідси - й на об'єктивне сприйняття їх походження. У той самий час недоліком «еруптивної» точки зору є те, що вона явно перебільшує роль магматичних ін'єкцій у створенні матриксу відзначених утворень та у забезпеченні формування орієнтованих структур. Що ж стосується гранітних ін'єкцій, то вони дійсно присутні, але у вигляді жильних тіл, які січуть метаморфізовану олістострому.

Результати виконаних тектонофаціальних досліджень свідчать, що «звенигородські» конгломератоподібні утворення сформувалися у два етапи. На першому етапі, в умовах седиментогенезу та літогенезу сформувалася олістострома, а на другому етапі, після повного завершення циклу літогенезу, вона зазнала суттєвої пластичної дислокаційної переробки та метаморфізації в умовах катазони в зоні в'язкої течії (в'язкого розлому).

Реліктові особливості звенигородської олістостроми збереглися на периферії цих розломних структур (ТФ ІV катазони), у межах яких і олістоліти, і плагіогнейсовий матрикс суттєвих накладених пластичних деформацій не несуть. Наявність олістолітового матеріалу в такому стані збереження надала можливість реконструювати умови формування цієї олістостроми на дометаморфічному, седиментаційному етапі.

Зокрема, відзначені форма та склад олістолітів дають підстави вважати, що звенигородська олістострома на цьому етапі була похідною виносу й переміщення матеріалу із двох джерел: ближнього, із якого поступав виключно необкочений, брекчійовидний, базитовий за складом матеріал, та віддаленого, з якого поступав уламковий гранітоїдний матеріал, що зазнавав часткову механічну обробку.

Такий характер розподілу матеріалу за складом та ступенями механічної обробки узгоджується із відомим в науковій літературі поділом олістостром на гравітаційну та тектоно-гравітаційну.

На другому етапі, що відбувся після повного завершення циклу літогенезу, породи зазнали метаморфізації та суттєвої пластичної дислокаційної переробки у зоні зсувної течії (в'язкого розлому) в умовах катазони. При цьому найбільші деформації у такій зоні відповідають ТФ VII-VIII КЗ. У цих тектонофаціях майже повністю втрачено первинне залягання олістостроми.

Конгломератоподібні утворення - продукти тектонічного мікро - та мезорозлінзування мігматитів. До утворень даного типу віднесено конгломератоподібні породи, одночасно відомі під назвою «тетерівські конгломерати» або, навпаки, «тетерівські псевдоконгломерати». Розвинені ці утворення в мігматитах тетерівської серії у межах західного обрамлення Кочерівського синклінорію на Волинському мегаблоці УЩ. Текстурно дуже схожі на конгломерати з пластично деформованою галькою, що складаються із субпаралельно орієнтованих лінзовидних, а в окремих випадках й ізометричних мікро - та мезотіл, різнозернистих лейкократових гранітоподібних порід, та з тонко розсланцьованого матриксу, складеного біотит-амфіболовими гнейсами (рис. 5). Треба зазначити, що походження конгломератоподібних порід тетерівської серії є предметом тривалої усної й публікаційної дискусії. Зокрема, А.М. Стригіним і А.В. Кобзарем (1967) ці утворення віднесено до валунно-галькових конгломератів як аналогів конгломератів криворізької сері Є. М. Лазько, В.П. Кирилюк, А.О. Сіворонов, Г.М. Яценко (1975) також відносять ці утворення до числа конгломератів. Водночас протилежну думку щодо природи цих порід висловили В.С. Сукач і О.С. Іванушко (1977), які вважають, що ці утворення мають динамометаморфічне походження.

Виконані тектонофаціальні дослідження показали, що конгломератоподібні утворення тетерівської серії утворилися по мігматитах та мігматизованих біотит-амфіболових гнейсах при знакозмінній пластичній зсувній течії цих порід та викликаного цією течією розлінзування порід за системою діагональних пластичних сколів.

Формування псевдоконгломератів і наступне їх ускладнення дислокаційними накладеннями відбувалося у декілька етапів, серед яких слід відзначити перші два: синмігматичний та інтерференційний.

Синмігматичний етап - відбулася в'язка сланцювата й мігматична течія в супроводі розлінзування та пластичного видовження-скорочення (сплюснення) первинних та вторинних мезотіл неосоми в середовищі, що за реологічними властивостями відповідає катазоні.

Інтерференційний (постмігматичний) етап - відбулося зім'яття вже розсланцьованих й розлінзованих конгломератоподібних утворень в антиформи та флексуроподібні форми відзначеного вище типу на макрорівні та у дрібні (розміром від перших до десятків сантимертів) складки, мікрофлексури, крихко-пластичні мезорозриви, компенсовані підворотами.

Вік конгломератоподібних утворень. Верхня вікова границя цих утворень визначалася за перетином сланцюватості жильними тілами. Таку сланцюватість порушують дайки діоритів та гранодіоритів, а також жили постмігматичних пегматитів і кварцу. Абсолютний вік плагіоклазу в жилах становить 2060±35 млн р. (за даними ІГМР НАНУ). Це дає підставу припускати, що верхня вікова границя становлення «тетерівських псевдоконгломератів» не молодша від палеопротерозою.

Конгломератоподібні утворення - продукти будинажу жильних тіл та неосоми шаруватих мігматитів. Продукти будинажу, що нагадують конгломерати, у мігматитах виділені й досліджені на лівому березі р. Гірський Тікич на західній околиці м. Тальне, де вони є складовою Тальнівської зони розломів. На цій ділянці мігматити представлені смугастими, розшарованими, місцями навіть тонкорозшарованими породами, палеосома (субстрат) яких складена біотит-амфіболовими гнейсами й кристалосланцями, а неосома - рожевими середньозернистими біотитовими гранітами та кварц-калішпатовими пегматоїдними породами. Потужність смуг («шарів») коливається від перших міліметрів до десятків сантиметрів. Палеосома інтенсивно розсланцьована, а неосома масивна й лише місцями прихоплена розгнейсуванням. Водночас вона розбудинована, і на окремих ділянках, на яких рівень дислокаційних перетворень досягає рівня ТФ VIIІ КЗ, навіть набуває вигляду конгломератоподібних порід.

Будинаж у розглянутому випадку становить продукт регулярного й односистемного в'язкого відриву, який поділяє плитоподібні та жильні тіла на рівні за довжиною вторинні тіла - будини.

На дослідженій ділянці конгломератоподібний вигляд мають лише ті будинажні структури, у яких будини відокремлені одна від одної і розосереджені на відстань, що не перевищує довжину цих тіл. У всіх інших випадках будинажні структури сприймаються або як зародкові (наявність шийок будин), або як структури тектонічного меланжу (значне розосередження будин).

Конгломератоподібні утворення - продукти хаотизованої дезінтеграції ультраметаморфічних порід. Ділянки, де досліджувалися конгломератоподібні утворення даного типу, розміщені на правому березі р. Гірський Тікич в с. Лащова (Черкаська обл.). Тут серед ультраметаморфічних порід виділено конгломератоподібні утворення, похідні: 1) хаотизованої в'язкої течії в умовах катазони та 2) хаотизовані крихкі, що сформувалися в умовах вторинної епізони, дезінтеграційні структури.

Конгломератоподібні утворення першого підтипу, розвинені у гранітизованих породах із дуже нерівномірним розподілом у них продуктів гранітизації: складаються із гнізд чи окремих порфіробластів КПШ та біотитового чи біотит-роговообманкового агрегату. Подібні утворення, що в мініатюрі нагадують ЗКЗ - структури зсуву-кочення-закручення за О. І. Слензаком.

Конгломератоподібні утворення другого підтипу також створюються системою дугоподібних мікро - та мезорозривів і представляють собою дугоподібні крихкі порушення. Формально відповідають структурам дроблення. Але від останніх їх відрізняє відносно кругла форма, що нагадує гальку, породжена цією тріщинуватістю тіл (рис. 8 б).

Конгломератоподібні утворення - нодулярні породи. Такі утворення досліджувалися на тих же ділянках, що й продукти хаотизованої дезінтеграції ультраметаморфічних порід (с. Лащова Черкаської обл.). Основу конгломератоподібних утворень цього типу створюють нодулі - еліпсоїдальні або навіть кульоподібні відносно міцні мікроскупчення-стяжіння гніздоподібних кварц-калішпатових пегматоїдів (рис. 9). За «цемент» таким нодулям найчастіше слугує слюдистий агрегат. Подібність до конгломератів цим утворенням надає округла форма відзначених уособлень.

Мімікричні гравелітоподібні утворення. У статусі мімікричних утворень у роботі розглянуто метаосадові породи й, у тому числі, метагравеліти, які при метаморфізмі повністю або частково змінили склад й одночасно успадкували від вихідних осадових порід структуру за розміром і формою зерен реліктових породоутворюючих мінералів. Географічно об'єкти досліджень знаходяться в західній частині с. Стебне (Черкаська обл.), де відзначені породи виходять на денну поверхню вздовж р. Вільшанка (права притока р. Гнилий Тікич).

Метаморфізовані осадові породи даного типу виділили й досить детально дослідили Є. М. Лазько, В.П. Кирилюк, А.А. Сиворонов та Г.М. Яценко (1975). Проте, слід зауважити, що у розробників «осадової» точки зору - чимало опонентів із протилежною точкою зору. Як аргумент висувається твердження, що метаморфічні перетворення мали призвести до повної зміни мінерального складу, структури та текстури порід, і тому, аж ніяк не могли успадковувати первинні текстурно-структурні особливості вихідних для них осадових порід.

Автор даної дисертаційної роботи (разом з науковим керівником професором О. І. Лукієнком) поділяє позиції Є. М. Лазька та його співавторів про первинно осадове походження метагравелітів і надає додаткові аргументи, отримані при тектонофаціальних та петроструктурних дослідженнях. У результаті цих даних визначено, що формування мімікричних утворень відбувалося в декілька етапів, у складі яких найбільш суттєвими у формуванні мімікричних гравелітоподібних утворень були: перший - дометаморфічний, первинно-епізональний (седиментогенний та синлітогенетичний) та другий - катазональний.

На дометаморфічному етапі відбулося накопичення теригенного матеріалу і формування осадових порід із ритмічною шаруватою та косошаруватою формою залягання (рис. 10). На цьому ж етапі осадові тіла зазнали значних дислокаційних перетворень в умовах первинної епізони (до ТФ ІХ ПЕЗ), які призвели до формування крутонахиленої монокліналі з ускладненням її структурами розлінзування, обертання, притикання, кочення та окремими пошаровими складочками волочіння.

Катазональний - це етап метаморфізації та дислокаційних перетворень осадових порід в умовах амфіболітової фації. Власне, на цьому етапі, сформувалися мімікричні метагравеліти, що складаються як із реліктових, так і з новоутворених мінералів. Слід зазначити, що і метаморфізація, і дуже слабкі дислокаційні перетворення осадових порід на цьому етапі носили локальний і до того ж літологічно вибірковий характер: відносно найбільш пластичні тонкозернисті та дрібнозернисті породи мінерально змінені майже на сто відсотків і перетворені в типові біотитові гнейси зі сланцюватою текстурою. На відміну від них, середньо - та крупнозернисті породи частково зберігають реліктовий матеріал. У цілому рівень дислокаційних перетворень не перевищує ТФ V КЗ.

Таким чином, наведені дані свідчать, що в умовах амфіболітової фації осадові породи при малих деформаціях спроможні зберігати первинну гранулометричну структуру.

Конгломератоподібні утворення - продукти десквамації. Як відомо, десквамація є похідною фізичного вивітрювання і виявляється у вигляді концентричного лущіння. Досліджені в околиці м. Тальне відповідні їм тіла мають майже кульоподібну форму й нагадують валуни (рис. 11). Таку форму вони набувають при вивітрюванні порід по тріщинах і згладжуванні ребер та десквамаційному відшаруванні. Дані утворення

можуть охоплювати значні за площею субгоризонтальні відслонення. Особливо ускладнюється їх розпізнавання при різкій неоднорідності складу та кольору відслонених порід.

Висновки

Виконані за тектонофаціальною методологією дослідження конгломератоподібних утворень амфіболітових комплексів на прикладі Волинського та Росинсько-Тікицького мегаблоків УЩ дали змогу виділити сім наступних генетичних типів: 1) метаолістостромний; 2) продукти тектонічного розлінзування мігматитів; 3) продукти будинажу жильних тіл та неосоми шаруватих мігматитів; 4) продукти хаотизованої дезінтеграції гранітизованих порід; 5) нодулярні породи; 6) мімі кричні гравелітоподібні породи; 7) продукти десквамації.

Усі відзначені генетичні типи конгломератоподібних утворень, за винятком сьомого, об'єднує те, що у їх формуванні суттєву роль відіграв дислокаційний фактор: вони сформувалися за участі зсувних пластичних деформацій в умовах катазони, які відповідають РТ-умовам амфіболітової фації метаморфізму та ультраметаморфізму.

Їхня різноманітність зумовлена впливом на механізми формування вихідного складу та структурно-текстурних особливостей геологічних середовищ, які охоплюють ці утворення, а також відносною інтенсивністю (за десятибальною шкалою тектонофацій) дислокаційних перетворень останніх.

З урахуванням відзначених умов та факторів розроблено кореляційну схему критеріїв діагностики генетичних типів конгломератоподібних утворень в амфіболітових метаморфічних комплексах УЩ на прикладі Росинсько-Тікицького та Волинського мегаблоків. Ця схема, зважаючи на значний обсяг, наведена лише в основному тексті дисертації.

В розробленій схемі зазначені типи конгломератоподібних утворень та тектонофації, яким відповідають певний набір структурних та речовинних ознак порід. При чому ці ознаки розділяються за реологією: за межами зон в'язких розломів та у межах зон в'язких розломів. Відповідно до реологічної обстановки та РТ умов структурно-текстурні особливості, механізми формування і перетворення конгломератоподібних утворень змінюються. При чому псевдоконгломерати часто є продуктами інтенсивних дислокаційних перетворень порід у зонах пластичної зсувної течії, що відповідає катазоні.

Публікації

1. Лукієнко О.І., Янченко В.П. Псевдоконгломерати тетерівської серії Українського щита (за даними тектонофаціальних досліджень) / О. І. Лукієнко,

В.П. Янченко // Вісник Київського національного університету «Геологія». - К., 2009. - Вип. 47. - С. 13-16.

2. Осьмачко Л.С., Янченко В.П. Конгломератоподібні тіла як індикатори здвигу / Л.С. Осьмачко, В.П. Янченко // Геолог України. - К., 2010. - №1-2. - С. 79-84.

3. Янченко В.П. Тектонофаціальна характеристика ультраметаморфічних порід

уманського блоку Українського щита / В.П. Янченко // Мінерал. журн. - 2010. - 32

№1. - С. 74-76.

4. Лукієнко О.І., Янченко В.П. Конгломерати та конгломератоподібні породи амфіболітових комплексів Українського щита (на прикладі Росинського та Волинського мегаблоків) / О.І. Лукієнко, В.П. Янченко // тези доповідей ІХ Міжнар. наук. конф. «Моніторинг геологічних процесів». - К., 14-17 жовтня 2009 ВПЦ «Київський університет»: С. 280-281.

5. Янченко В.П. Звенигородські конгломератоподібні породи (текстурні особливості, умови та механізми формування) [Електронний ресурс] / В.П. Янченко // Тези доповідей Всеукраїнської наукової конференції молодих вчених «Сучасні проблеми геологічних наук». - Київ, 6-8 квітня 2009 р. - Геол. ф-т. Київ. нац. у-ту

ім. Т. Шевченка. Електронний оптичний диск (CD-ROM); 12 см. - Систем. вимоги: Pentium; 32 Mb RAM; Windows 98/2000/NT/XP. - Назва з титул. екрану.

6. Янченко В.П. Конгломератоподібні породи тальнівської зони розломів [Електронний ресурс] / В.П. Янченко // ІІ Всеукраїнська молодіжна конференція-школа «Сучасні проблеми геологічних наук». - Київ, 12-15 квітня 2010 р. - Геол. ф-т. Київ. нац. у-ту ім. Т. Шевченка. Електронний оптичний диск (CD-ROM); 12 см. - Систем. вимоги: Pentium; 32 Mb RAM; Windows 98/2000/NT/XP. - Назва з титул. екрану.

7. Янченко В.П. Механізми формування псевдоконгломератів у межах

Кочерівського синклінорію / В.П. Янченко // Тези доповідей ІХ Міжнар. наук. конф. «Моніторинг геологічних процесів». - К., 14-17 жовтня 2009 ВПЦ «Київський університет»: С. 278-279.

Размещено на Allbest.ru