Размещено на http://www.allbest.ru/

Геологічна будова Криворіжжя

Криворізький адміністративний район знаходиться в центральній частині Українського щита, який є основним геоструктурним елементом південного заходу Східно-Європейської платформи (рис. 2.1). В його будові, як і щита в цілому, бере участь два структурних поверхи: кристалічний фундамент, складений метаморфізованими вулканогенно-осадовими та гранітоїдними утвореннями докембрію і осадовий чохол, розріз якого представлений відкладами кайнозою.

Район займає цікаву геологічну позицію в структурі щита. Він приурочений до межі двох різновікових геоблоків першого порядку: Кіровоградського, розташованого західніше м. Кривого Рогу, та Придніпровського, який охоплює території Дніпропетровської, Запорізької і Херсонської адміністративних областей. Границею між блоками служить так званий Криворізько-Кременчуцький глибинний розлом мантійного закладення, який в межах району простягається з південного-заходу на північній схід по лінії, що відповідає напрямку Інгулець - Жовті Води.

Кіровоградський блок, який розташований на захід від згаданого розлому, складений породами нижнього протерозою, а геологічний фон Придніпровського визначають гранітоїди середнього архею з вкладеними в них зеленокам'яними структурами пізньоархейського віку. Виняток складає низка протерозойських залізовмісних структур приурочених безпосередньо до Криворізько-Кременчуцького розлому зі сходу. Основною серед них є Криворізька, яка займає центральну частину однойменного адміністративного району.

Криворізька структура належить до одного з найцікавіших геологічних об'єктів Українського щита. Це пояснюється не тільки локалізацією і її надрах унікальних запасів залізних руд, але і своєрідною будовою, визначеною історією геологічного розвитку регіону, яка відображає всі основні етапи формування Українського щита.

Завдяки значним покладам залізних руд історія геологічного вивчення Криворізької структури, або як ще прийнято називати Криворізького залізорудного басейну - Кривбасу, бере свій початок з кінця ХVII століття, коли російський академік В.Ф. Зуєв у 1781 р. виявив і описав на берегах ріки Саксагань “залізний шифер”. У своїх мандрівних нотатках він так охарактеризував Кривий Ріг: “Он весь каменный, как и берега реки Саксагани, и состоит из железного шифера, который так тверд, что к огниву дает из себя искры. Он лежит слоями, от NW к SO простирающимися и скатом к полудню, собою не одинакового цвета: но инде черный, инде серый, инде полосатый из обеих сих цветов и красного. Поверхность горы покрывает красная глина, и где есть лощины, там нередко пападаются и других горных пород каменья, как кварцевые, фельдшпатитовые, тальковые и прочие”.

Після відкриття В.Ф. Зуєвим криворізьких залізних руд тільки через сто років (1875) О.М. Поль розпочав їх видобуток і практично поклав початок не тільки гірничо-видобувної промисловості в районі, але ї послідовному геологічному вивченню Кривбасу.

Перші відомості про геологічну будову, мінералогію та залізорудні родовища регіону пов'язані з іменами таких видатних дослідників ХІХ століття, як М.П.Барбот-де-Марні, В.А.Домгер, С.О.Конткевич, П.П.Пятницький та інші. Значний вклад в пізнання геології Кривбасу було зроблено в часи індустріального розвитку Криворіжжя в довоєнні тридцяті та післявоєнні (сорокові - шестидесяті) роки, коли колективами виробничих і науково-дослідних геологічних організацій під керівництвом Я.М.Бєлєвцева, Ю.Г.Гершойга, Г.І.Каляєва, М.І.Світальського та інших не тільки було введено в експлуатацію значну кількість родовищ Кривбасу, але і укладено наукові монографії, що не втратили своєї актуальності і в наш час.

Рис. 2.2. Схематична геологічна карта Криворізької структури

На врізці в верхньому лівому куті показана схема тектонічного районування Українського щита та положення Кривбасу в його структурі. Цифрами позначені основні тектонічні елементи регіону: 1 - Волинський блок, 2 - Подільський блок, 3 - Білоцерківський блок, 4 - Сокирянський блок, 5 - Голованівська міжблокова зона, 6 - Кіровоградський блок, 7 - Західно-Інгулецька міжблокова зона, 8 - Придніпровський блок, 9 - Оріхово-Павлоградська міжблокова зона, 10 - Приазовський блок.

Згідно з сучасними уявленнями, які базуються на аналізі накопиченого більш ніж за столітній період геологічних досліджень в регіоні фактичного матеріалу, Криворізька структура являє собою складну геологічну споруду в будові якої беруть участь породи верхнього архею, нижнього, середнього та верхнього протерозою, а також кайнозою. Вміщуючими для неї є гранітоїди середнього та верхнього архею (рис. 2. 2).

Закладення структури відбулося у пізньому археї близько 3150 млн. років назад. Причиною послужило розтріскування в межах Українського щита і Придніпровського блока зокрема в середньому археї (3400-3200 млн. років) первинної протокори з утворенням серії глибинних розломів по яких відбувалося опускання окремих ділянок території і формування рифтоподібних структур, розділених граніто-гнейсовими куполами. Релікти цієї протокори ми маємо можливість спостерігати сьогодні у вигляді гранітоїдів так званого дніпропетровського комплексу. В Криворізькому районі вони складають Інгулецьку брилу (вал), яка розташована західніше Кривого Рогу. Граніти комплексу відслонюються по берегах ріки Інгулець в районі сіл Реєво-Олександрівка, Лозуватка, Чкалівка та інших. Це світло-сірі, сірі, рівномірнозернисті породи складені плагіоклазом, кварцом, біотитом і рідко амфіболами. За природою дані гранітоїди належать до ульраметаморфічних утворень, які винили в результаті переплавлення на місці вулканогенно-осадових порід аульської серії нижнього архею під впливом ультраметаморфічних процесів. Слід зазначити, що такі породи також поширені і на схід від Кривбасу, де складають близько 60-65% території Придніпровського блоку.

Цей період називають рифтогенною стадією розвитку Кривбасу, яка тривала впродовж вікового діапазону від 3150 до 2000 млн. років і поділялася на два етапи - проторифтовий і власне рифтовий (рис. 2.3). Протягом проторифтового етапу (3150-2600 млн. років) відбулося закладення в межах Кривбасу Криворізько-Кременчуцького, Східного та Східно-Ганнівського глибинних розломів і опускання розташованої між ними ділянки земної кори з утворенням протокриворізького пізньоархейського басейну осадконакопичення. Одночасно згадані глибинні розломи служили каналами по яких відбувалося піднімання магматичних розплавів та виверження їх на поверхню у вигляді вулканів тріщинного типу. Так розпочиналося формування метавулканогенно-осадової товщі Криворізької структури.

Серед магматичних продуктів виверження вулканів переважали лави базитового складу, що сприяло формуванню покровів андезитів, дацитів та толеїтів. Пірокластичні утворення практично відсутні, так як виверження відбувалися в підводних умовах, підтвердженням чого є наявність в породах мигдалин виповнених кварцом і карбонатами, а також кульова окремість порід. Виверження зрідка переривалися і в басейні відбувалося накопичення теригенного матеріалу, джерелом якого були кори вивітрювання вміщуючих проторифт гранітоїдів дніпропетровського комплексу. Таким чином, протягом пізнього архею сформувалася сама нижня частина криворізького розрізу, відома під назвою “конкська серія” (табл.1). Під кінець архею первинні вулка ногенно-осадові породи серії під впливом метаморфізму перетворилися на амфіболіти, амфіболові. біотит-амфіболові сланці (первинні вулканіти) та слюдисті кварцити (осадові породи). Сьогодні відклади конської серії, потужність якої досягає 350 м на півдні Кривбасу і 1100 м в районі с. Ганнівки, відслонюються по берегах ріки Інгулець (район с. Рахманово), а також розкриваються низкою шахт. Здебільшого вони представлені дрібнозернистими. масивними амфіболітами темно-зеленого до чорного забарвлення. На лівому березі ріки Інгулець між селами Рахманово та Латівка на поверхню виходять також слюдисті кварцити серії. Це дрібнозернисті породи світло-сірого кольору з добре вираженою верствуватістю, складені кварцом з незначною домішкою слюди (здебільшого мусковіт і серицит).

Рис.2. 3. Схема постадійного розвитку Криворізької структури

Стадії: А - проторифтова, Б - рифтова, В - протогеосинклінальна, Г - орогенна; серії: 1 - конкська (верхній архей), 2 - криворізька (нижній протерозой), 3 - фрунзенська (середній протерозой), 4 - глеєватська (верхній протерозой); гранітоїди: 5 - дніпропетровський комплекс (середній архей), 6 - саксаганський комплекс (верхній архей); 7 - дайки діабазів (середній протерозой); 8 - розломи: а - мантійні, б - мантійно-корові; 9 - тектонічні границі глеєватського палеограбену.

Завершення проторифтового етапу геологічного розвитку району ознаменувалося вкоріненням гранітів, гранодіоритів і тоналітів саксаганського комплексу, які складають однойменний масив розташований на схід від центральної частини Кривбасу (рис. 2.3). Найбільш широко розповсюдженими серед порід комплексу є граніти, складені кварцом, плагіоклазом, біотитом і роговою обманкою. Це дрібно- і середньозернисті, масивні породи, які в межах Криворізького району відслонюються в Коломойцевському та Октябрському кар'єрах і широко використовуються як сировина для виготовлення щебінки.

Вкорінення Саксаганського діапіру призвело до підняття території протокриворізького басейну під кінець пізньоархейського часу і формування на метабазитах конкської серії малопотужної кори вивітрювання. Проте цей період був короткотривалим і вже на початку раннього протерозою територія Криворізької структури знову зазнала інтенсивного опускання з формуванням нового ранньопротерозойського басейну осадконакопичення. Своєрідним документом цього періоду геологічного життя Кривбасу служить розріз так званої криворізької серії (серія - це комплекс вулканогенних, осадових, вулканогенно-осадових порід, які утворилися впродовж одного тектоно-магматичного, тектоно-седиментаційного циклу і відокремлені від інших комплексів перервами в осадконакопиченні). В будові серії беруть участь різні за складом та умовами утворення породи, які виділяються в якості світ (світа - це комплекс літологічно подібних порід, які утворилися в близьких умовах).В розрізі криворізької серії виділяється чотири світи (знизу догори): новокриворізька, скелеватська, інгулецька і саксаганська (табл.1). Їх формування відбувалося протягом нижнього протерозою у віковому інтервалі 2600-2000 млн. років в умовах рифтового режиму розвитку Кривбасу.

Новокриворізька світа складена хлорит-біотитовими. хлорит-амфіболовими, біотит-кварцовими сланцями з підпорядкованою кількістю метапісковиків на хлоритовому цементі та сланцевих метаконгломератів. Породи світи утворилися в не глибокому морському басейні завдяки перевідкладенню хвилеприбійними явищами продуктів кори вивітрювання метавулканітів конкської серії, на яких вона залягає з кутовим неузгодженням. Виняток складають сланцеві метаконгломерати, які приурочені до верхньої частини розрізу світи і розкриті низкою свердловин в південно-східній частині структури (південно-східна околиця житлового масиву Південного ГЗК) і в районі шахти ім. В.І. Леніна. Самі метаконгломерати складені уламками згаданих вище сланців, що утворилися в результаті деламінації (розламування) сланцевих прошарків підводними течіями та зсувними явищами, які виникали на схилах підводних каньйоноподібних западин.

Таблиця 1. Схема стратиграфічного розчленування метавулканогенно-осадових відкладів Кривбасу

Надбудовують розріз криворізької серії породи скелеватської світи складеної кварцовими метапісковиками, метагравелітами, метаконгломератами та філітоподібними сланцями. Грубоуламкові породи характерні для нижньої частини розрізу світи де утворюють своєрідні ритми представлені чергуванням метапісковиків, метагравелітів та метаконгломератів, або метагравелітів і метаконгломератів. Верхня частина світи складена філітоподібними сланцями з підпорядкованим розвитком метагравелітів. Породи світи широко відслонюються на лівому березі ріки Інгулець в районі населеного пункту ПівденГЗК, де вони утворюють невеликі скельні виходи. Слід зазначити, що дані відслонення порід скелеватської світи належать до геологічних пам'яток. Подібні породи нижньопротерозойського віку більше ніде в Європі не виходять на денну поверхню, і їх вважають віковим аналогом відомих на весь світ золото- і алмазоносних конгломератів Південної Африки.

Метаконгломерати світи і асоціюючі з ними метагравеліти та метапісковики складені різними за розміром уламками кварцу та кварцитів, зцементованих кварц-серицитовим матеріалом. Філітоподібні сланці, які залягають на грубоуламкових відкладах також належать до теригенних порід. Це світло-сірі, сірі породи з характерним шовковистим блиском, складені кварцом, біотитом і серицитом з незначною домішкою вуглистої речовини.

Відклади світи належать до поліфаціальних утворень. Метаконгломерати і метагравеліти сформувалися в умовах підводних дельт та конусів виносу тимчасових водних потоків, а метапісковики та сланці є продуктом осадконакопичення в прибережній і відкритій частині шельфової зони криворізького палеобасейну. Олігоміктовий склад грубоуламкових порід був обумовлений жарким і вологим кліматом в районі на час формування відкладів скелеватської світи. Це сприяло підвищенню ролі хімічного вивітрювання і формуванню суттєво кварцового теригенного матеріалу. Вивітрюванню і денудації підлягали породи архею (граніти дніпропетровського, саксаганського комплексів і метавулканогенно-осадові відклади конкської серії) розташовані на схід від Криворізької структури. В цій частині Придніпровського блоку в ранньопротерозойський час існувала гірська область. Періодичне випадання проливних дощів, подібних до сучасних тропічних, сприяло знесенню уламкового матеріалу в басейн осадконакопичення, що і обумовило таку ритмічну будову світи, виражену в чергуванні різних за гранулометричним складом уламкових відкладів в нижній частині розрізу світи. Зі сходу в криворізький палеобасейн впадало три крупних водних потоки в гирлах яких утворювалися своєрідні конуси виносу складені алювіально-пролювіальними пісками, гравієм і галечниками, які в подальшому були літифіковані в пісковики, гравеліти та конгломерати скелеватської світи. Такі конуси виносу, або як їх ще називають підводні дельти, мали місце в південно-східній частині житлового масиві ПівденГЗК, на південній околиці м. Інгулець і в районі родовища шахти ім. В.І.Леніна. Долинами для палеопотоків служили зони глибинних розломів, що обмежували Високопольську, Олександрівську та Авдотьївську зеленокам'яні структури.

Розріз скелеватської світи, потужність якого змінюється по простяганню структури від перших десятків метрів до 320-340 м, загалом носить риси трансгресивного типу. Пік трансгресії ознаменувався проявленням магматичної діяльності, яка закарбувалася в розрізі інгулецької світи (в літературних джерелах і схемах стратиграфічного розчленування метавулканогенно-осадового розрізу Криворізької структури ця світа традиційно виділяється під назвою “тальковий горизонт”, або “верхня підсвіта скелеватської світи”), що згідно залягає на породах скелеватської. Характерною особливістю світи є наявність в її складі талькових сланців, що складають до 80% об'єму її розрізу. Дані породи належать до метаморфізованих аналогів ультраосновних ефузивів (перидотитових, піроксенітових коматіїтів, коматіїтових базальтів). Це свідчить, що в інгулецький час в межах Кривбасу відбулося поновлення глибинних розломів, які служили каналами для піднімання в верхні горизонти земної кори магми ультраосновного складу і виверження її через серію тріщинних вулканів по всьому простяганню Криворізької структури. Вулканізм носив підводний характер і виливання магми відбувалося без припинення осадконакопичення в криворізькому палеобасейні. Під впливом пізніших процесів метаморфізму ефузиви перетерпіли відповідні зміни і перетворилися в талькові сланці, які сьогодні відслонюються в східному бортах кар'єру Інгулецького ГЗК, в кар'єрі №3 Новокриворізького ГЗК, а також на правому березі ріки Інгулець на північній околиці села Латовки та на лівому березі ріки Саксагань в районі житлового масиву ім. Артема.

Талькові сланці являють собою світлі, світло-сірі, іноді з зеленуватим відтінком породи. Вони легко впізнаються завдяки характерному шовковистому блиску, жирному дотику і легко ріжуться ножем.

На породах талькової інгулецької світи згідно залягають залізисто-кременисті відклади саксаганської світи, складеної перешаруванням сланцевих і залізистих горизонтів. Сланцеві горизонти представлені асоціацією біотит-кварцових, серицит-біотитових, біотит-амфіболових, біотит-хлоритових сланців і безрудних кварцитів, а залізисті складені магнетитовими, силікат-магнетитовими, магнетит-мартитовими, карбонат-силікат-магнетитовими кварцитами та багатими залізними рудами. В розрізі світи, загальна потужність якого досягає 1300 м, нараховується сім сланцевих та сім залізистих горизонтів. Чергуючись вони утворюють своєрідні ритми, що починаються сланцевими і звершуються залізистими породами. Характер будови світи, завдяки чіткій візуальній відмінності сланцевих та залізистих горизонтів, можна спостерігати не тільки в діючих та відпрацьованих залізорудних кар'єрах, але також у природних відслоненнях по берегах ріки Інгулець в парку ім. газети “Правди”, на правому березі ріки Саксагань в районі рудоуправління ім. С.М.Кірова, в балці Північній Червоній та інших місцях, де виходять на поверхню кристалічні породи криворізької серії.

Відклади світи являють собою метаморфізовані в умовах епідот-амфіболітової та зеленосланцевої фацій регіонального метаморфізму глибоководні теригенні та хемогенні утворення, закономірне повторення яких в розрізі було спричинене періодичною зміною фізико-хімічних обстановок седиментації. Причиною останнього могли служити найрізноманітніші процеси та явища - від періодичної зміни рівня моря внаслідок вертикальних коливних рухів земної кори, до попадання в басейн осадконагромадження гідротермальних розчинів або глибинних газів, що також могло впливати на зміну хімізму середовища седиментації. Неоднозначно вирішено на сьогоднішній день і питання джерела такої значної кількості заліза, що призвело до утворення унікальних за запасами покладів цього металу. Низка дослідників віддають перевагу теорії згідно з якою накопичення великих концентрацій заліза було спричинено випаданням його в осадок при відповідних фізико-хімічних умовах з водних розчинів. Останні збагачувалися залізом завдяки вивільненню його на суші в процесі вивітрювання магматичних порід, при цьому основна роль відводиться метаморфізму, який спричинив перерозподілення заліза в межах осадової товщі.

Інші дослідники (М.І.Дерябін) вважають, що збагачені залізом породи утворилися під впливом метасоматичних і гідротермально-метасоматичних процесів, а В.І. Лазуренко пов'язує залізонакопичення з діяльністю мікроорганізмів. Існує також думка, що основним джерелом заліза могли служити ексгаляційно-фумарольні процеси і залізо поступало в басейн осадконагромадження у вигляді складової газоподібної фази, а також гідротермальних розчинів з надр Землі по зонах глибинних розломів і Криворізько-Кременчуцькому зокрема.

Накопиченням породних асоціацій саксаганської світи криворізької серії завершилася рифтогенна стадія розвитку Кривбасу. На заключних її етапах, які відбувалися на межі нижнього та середнього протерозою (близько 2000 млн. років назад), регіон зазнав складної тектонічної перебудови, що відобразилося в утворенні складок, насувів, серії нових розривних порушень (рис. 4), а також проявленні динамотермального метаморфізму, який супроводжувався метасоматичними перетвореннями порід.

Рифтогенна стадія розвитку Кривбасу в середньому протерозої (2000 - 1750 млн. років) змінилася протогеосинклінальною, яка ознаменувалася проявленням самостійного теконо-седиментаційного циклу, що закарбувався в розрізі фрунзенської серії (в стратиграфічних схемах розчленування розрізу Криворізької структури ця серія традиційно виділяється як гданцевська світа криворізькох скрії). Відклади останньої залягають з кутовим та стратиграфічним неузгодженням на породах криворізької серії, що свідчить про існування тривалої перерви між їх формуванням (рис.2.4).

Фрунзенська серія характеризується дуже строкатою будовою розрізу та наявністю численних фаціальних змін порід по площі. В залежності від характеру кількісних співвідношень основних літотипів порід вона ділиться на три світи (знизу догори): валявкинську, карнаватську та іванівську (табл. 1).

Рис.2.4. Схематичний геологічний розріз через центральну частину Криворізької структури

1 - конкська серія (верхній архей); 2-4 - криворізька серія (нижній протерозой): 2 - новокриворізька світа, 3а - скелеватська світа, 3б - інгулецька світа, 4 - саксаганська світа: а-сланцеві горизонти, б - залізисті горизонти; 5 - фрунзенська серія неподілена на світи (середній протерозой); 6 - глеєватська світа (верхній протерозой); 7 - гранітоїди дніпропетровського комплексу середнього архею; 8 - гранітоїди саксаганського комплексу верхнього архею; 9 - розломи: а - мантійного та мантійно-корового закладення, б - корового закладення; 10 - геологічні границі: а - між стратиграфічними підрозділеннями, б - в середині стратиграфічних підрозділень.

Валякинська світа складена здебільшого кластогенними утвореннями серед яких переважають магнетит-хлоритові, кварц-магнетит-хлоритові, кварц-серицит-хлоритові сланці, безрудні кварцити та метапісковики. Підпорядковане місце в її розрізі займають седиментаційні брекчії, конгломерато-брекчії, кварц-карбонатні породи, залізисті кварцити та їх окислені відміни. На контакті з саксаганською світою присутні лінзоподібні поклади багатих залізних руд, які є результатом перевідкладення продуктів кори вивітрювання залізистих порід криворізької серії.

Валявкинська світа догори за розрізом поступово змінюється породними асоціаціями карнаватської, в будові якої беруть участь двослюдяні з графітом (вуглисті) сланці і карбонатні породи (мармури та доломіти).

Завершує розріз фрунзенської серії іванівська світа представлена асоціацією польовошпат-кварцових метапісковиків та сланців кварц-біотитового, карбонат-кварц-біотитового, гранат-біотитового, амфібол-кварц-біотитового складу, які чергуються між собою у вигляді малопотужних прошарків.

Наявність в нижній та верхній частинах розрізу серії уламкових порід свідчить про те, що осадконакопичення відбувалося в трансгресивно-регресивному режимі, а породний склад серії, характерною особливістю якого є присутність значної кількості карбонатних та вуглець-вмісних (графітових) порід, вказує на специфічні умови осадконакопичення. Враховуючи зазначене, а також часті фаціальні заміщення порід як у вертикальному напрямку, так і в латеральному відношенні, Г.І. Каляєв висунув припущення, що накопичення порід серії відбувалося в басейні лагунного типу. Формуванню такого басейну сприяло утворення в Кривбасі накладеної западини, яка успадкувала структурний план криворізького рифта.

Фрунзенський тектоногенез завершився вкоріненням дайок діабазів субширотного простягання, які проривають породи криворізької та фрунзенської серій в районі родовища шахти ім. В.І. Леніна, а також відслонюються в кар'єрі №2 Новокриворізького родовища залізистих кварцитів.

Протогеосинклінальна стадія розвитку Кривбасу в верхньому протерозої (1700 - 570 млн. років) змінилася платформеною. На самих ранніх етапах платформеного режиму в межах регіону панували процеси вивітрювання та денудації. З початком пізньопротерозойської тектонічної перебудови південно-західної частини Східно-Європейської платформи внаслідок закладення Дніпровсько-Донецького авлокогену відбулося поновлення тектонічної активності Криворізько-Кременчуцької зони. Це призвело до утворення в Кривбасі серії корових розломів субмеридіонального простягання і опускання по них центральної частини Криворізької структури. Синхронно відбувалося піднімання по обидві сторони від останньої гірських споруд (на заході це була Інгулецька брила, а на сході Саксаганський масив), що спричинило утворення в центрі структури своєрідної грабеноподібної западини, яка була заповнена впродовж пізнього палеозою моласоїдними відкладами глеєватської серії.

Глеєватська серія, потужність якої досягає 2500 м, завершує розріз докембрійських утворень Кривбасу. В її будові беруть участь поліміктові метаконгломерати, метапісковики, а також сланці біотитового, кварц-біотитового, іноді з гранатом та амфіболом, складу. Джерелом теригенного матеріалу підчас накопичення порід світи служили як породи криворізької і фрунзенської світ, так і поширені на захід від структури плагіогранітоїди Інгулецької брили, а також розвинені на схід від Кривбасу плагіограніти саксаганського комплексу. При цьому матеріал в басейн осадконагромадження постачався тимчасовими водними потоками з гірських схилів Саксаганського масиву, тобто зі сходу на захід, і з піднятої частини Інгулецької брили - з заходу на схід. Грубоуламкові відклади, які представлені сьогодні метаконгломератами, накопичувався в прибережній частині басейну у вигляді своєрідних конусів виносу, а більш тонкий матеріал (метапісковики, сланці) відносився в відкриту частину басейну. Мінералогічний та хімічний склад порід світи свідчать, що на час її формування в регіоні панував гумідний клімат з ознаками аридизації.

Породи глеєватської серії, так як і відклади фрунзенської заховані під покровом осадового чохла і на денну поверхню не виходять.

Докембрійський період геологічного розвитку Кривбасу завершився вкоріненням в Ганнівському районі невеликих лінзоподібних тіл апліто-пегматоїдних гранітів, які проривають породи глеєватської світи. Після цього геологічні події в межах Криворізького басейну, як і Українського щита в цілому, обмежувалися лише проявленням процесів вивітрювання та денудації теригенного матеріалу водами поверхневого стоку в північно-східному напрямку (в сторону Дніпровсько-Донецької западини). Таке геологічне “життя” в районі тривало близько 500 - 510 млн. років протягом палеозойської та мезозойської ер. Виняток складає середина палеозою (350-400 млн. років назад), коли Український щит був підданий метеоритному бомбардуванню. Один з метеоритів впав і в Кривбасі, сліди якого знаходимо на північно-західній околиці селища Терни в районі Первомайського родовища залізистих кварцитів. Удар метеориту спричинив утворення так званої Тернівської астроблеми. Внаслідок метеоритного удару породи криворізької серії зазнали перетворень ударного метаморфізму, що спричинило утворення таких своєрідних порід, як імпактити, алогенні брекчії, тагаміти, зювіти та інші, а також гіпербаричних мінералів - тридиміту, коуситу. стишовіту, муасаніту і імпактного алмазу.

Суттєво новий період в історії геологічного розвитку Криворізького басейну, який закарбувався у розрізі кайнозойських відкладів осадового чохла, розпочався близько 55-50 млн. років тому. Початок поступового і тривалого опускання території Кривбасу поклала так звана бучацька трансгресія. Морські води проникали в район Кривого Рогу з півдня від Причорноморської западини по досить широких долинах в кристалічному фундаменті, приурочених до ділянок розвитку Західно- та Східно-Криворізької депресій. В бучацький час, який відповідає першій половині середнього еоцену палеогенового періоду (50,5-48,0 млн. років) в межах Кривбасу накопичувалися піщано-глинисті відклади з прошарками вуглистих порід, характерних для середньої частини бучацького розрізу (таблиця 2). Осадконакопичення відбувалося в умовах неглибокого моря, температура води в якому не знижувалася нижче +20^оС. Такі умови сприяли розвитку двостулкових та черевоногих молюсків, коралів, нумулітів, брахіопод, губок та морських їжаків, які заселяли водні простори бучацького моря.

Короткотривала регресія, яка наступила під кінець бучацького часу, призвела до розширення території суші та інтенсивного розвитку субтропічних лісів, в яких росли верба, береза, дуб, каштан, сосна, ялина, а також рідко зустрічалися пальми та мирт.

Після континентального перериву під кінець першої половини середнього еоцену Криворіжжя перетерпіло київську трансгресію. Цей етап осадконакопичення характеризувався не тільки порівняно тривалим опусканням кристалічного фундаменту, але і частими короткими підніманнями дна київського моря, що приводило до його обміління і, як наслідок, формування серед товщі алевролітів, аргілітів, глин і вапняків малопотужних прошарків піщано-гравійно-галечникових відкладів. В київському морі існували сприятливі умови для розвитку різноманітної фауни, серед якої панівна роль належала молюскам, форамініферам, моховаткам, губкам, коралам та морським їжакам.

Охарактеризовані вище зміни палеогеографічної обстановки в Кривбасі проходили впродовж 7 млн. років, після чого наступив черговий континентальний перерив, який тривав близько 10 млн. років і, в свою чергу, змінився ранньоолігоценовою борисфенською трансгресією.

Борисфенське море було мілким, що сприяло накопиченню тільки теригенних (пісків, гравелітів, галечників) і вапнякових черепашникових відкладів. Основними поселенцями моря були молюски та форамініфери, скелети яких і служили матеріалом для формування черепашникових вапняків, а також різноманітні риби, акули і кити.

Таблиця 2. Схема стратиграфічного розчленування кайнозойських відкладів Кривбасу

В пізньосарматський час борисфенське море суттєво зменшилося, але не залишило території Кривбасу. Його берегова лінія проходила приблизно на широті міста Кривого Рогу. Воно значно обміліло, що призвело до накопичення здебільшого теригенних уламкових відкладів (пісків) і збіднення органічного світу. В ньому існували тільки молюски серед яких переважали мактри. Відбулося і зниження температури води в басейні до +16^оС. кривбас стратиграфічний залізорудний металевий

Головною геологічною подією на початок меотичного віку неогену (14 млн. років тому) було зменшення площі морського басейну, проте воно зовсім не відступило з території Криворіжжя, яка знову була покрита морем вже у другій половині меота.

Меотичний басейн був мілководним (глибина не перевищувала 25 м) і в ньому накопичувалися теригенні та карбонатні осадки. Серед фауни переважали молюски, форамініфери, моховатки, остракоди, риби і тюлені.

З пліоценовим періодом, який тривав від 5 до 2 млн. років назад в Кривбасі, пов'язана понтська трансгресія. Понтське море покривало всю територію Криворіжжя. Воно було мілководним, солоним і теплим, температура води досягала +18 - +20^оС. Його населяли молюски, тюлені, черепахи, соми, осетри, окуні та інші риби. В прибережній частині накопичувалися виключно теригенні породи, а у відкритому морі відбувалося формування карбонатних осадків.

Понтська трансгресія була останньою в історії геологічного розвитку Криворізького басейну. Після неї територія району перетворилася на сушу, яка існує і до сьогоднішнього часу. На ній відбувається формування тільки континентальних відкладів пов'язаних з геологічною роботою вітру, вод поверхневого та підземного стоку, а на ділянках відслонення кристалічних порід утворюються кори вивітрювання, спричинені сучасними гіпергенними процесами.

Складна історія геологічного розвитку Криворіжжя в докембрії та кайнозої обумовила формування широкого спектру різноманітних корисних копалин. В надрах Криворізького басейну зосереджено близько 50 видів металевих і неметалевих копалин, які характеризуються промисловими якісними та кількісними показниками і мають практичне значення. Вартим уваги є те, що всі вони утворюють промислові концентрації в межах діючих залізорудних родовищ і на поточний час складуються у відвалах або накопичуються в шламосховищах.

Групу металевих корисних копалин складають залізо, золото, германій, скандій, ітрій, лантаноїди, цирконій, берилій, літій, титан, хром, ванадій, нікель, платина та платиноїди.

Залізо є основним багатством Криворіжжя. Залізні руди в басейні підлягають видобутку понад 100 років. За цей час з надр було вилучено близько 2 млрд. т руди. Сьогодні в Кривбасі працює 12 рудників і 5 гірничо-збагачувальних комбінатів (рис. 2.5).

За природою залізні руди відносяться до типу метаморфогенних корисних копалин, які утворилися в процесі метаморфізму збагачених залізом теригенно-хемогенних осадків близько 2200-2000 млн. років назад (нижній проерозой). В стратиграфічному відношенні вони локалізуються в межах саксаганської світи криворізької серії, де утворюють сім залізистих горизонтів.

Рис.2. 5. Схема розташування залізорудних родовищ Кривбасу.

За вмістом заліза руди діляться на два класи: багаті залізні руди з вмістом заліза більше 46%, і бідні залізні руди, або залізисті кварцити, з вмістом заліза 20-45%. Останні підлягають збагаченню.

Багаті залізні руди утворюють здебільшого лінзоподібні поклади серед залізистих кварцитів, їх запаси підраховані до глибини 1500 м, складають біля 1,6 млрд. т. Розробляються багаті руди підземним способом (шахтами).

Бідні залізні руди або залізисті кварцити, розробляються кар'єрним способом і збагачуються на фабриках з отриманням рудного концентрату. Запаси даних руд, також підраховані до глибини 1500 м, складають біля 32,0 млрд. т.

Золото утворює точки мінералізації, рудопроявлення та промислові концентрації в метаконгломератах скелеватської світи, на контактах сланцевих і залізистих горизонтів саксаганської, в зонах розривних порушень з широким розвитком кварцових, карбонат-кварцових, карбонат-кварцово-сульфідних прожилків та жил, в рудах контакту криворізької та фрунзенської серій, а також в алювіальних відкладах рік Інгулець та Саксагань. Вміст металу в зазначених породах змінюється від n^.0,1 до 5-10 г/т. Перспективним є золото в породах продуктивної саксаганської світи, виявлене на всіх видобувних об'єктах Кривбасу (рис. 2.6). Існуючі технології дозволяють отримувати з залізних руд золоторудні концентрати з вмістом 2-5 г/т металу.

Германій присутній в породах і рудах продуктивної та вміщуючих товщ Ганнівського, Первомайського і Інгулецького родовищ. Основними мінералами концентраторами германію є магнетит, гематит, ерігин, рибекіт і тетраферибіотит. Вміст германію в залізних рудах змінюється від 10-15 до 50-60 г/т, а прогнозні ресурси оцінюються як промислові.

Скандій присутній у промислових концентраціях у талькових сланцях інгулецької світи та натрієвих метасоматитах саксаганської світи Ганнівського і Первомайського родовищ. Мінералами-носіями є ільменіт, титаномагнетит, магнетит, егірин, рибекіт, кумінгтоніт і селадоніт. Прогнозні ресурси скандієвмісних талькових сланців становлять до 6 млрд. т, а скандієносних натрієвих метасоматитів - до 200 млн. т.

Ванадій встановлений у промислових кількостях в метавулканітах конкської серії верхнього архею, де основними його мінералами концентраторами є магнетит, титаномагнетит і ільменіт, а також у талькових сланцях інгулецької світи криворізької серії, прогнозні ресурси яких становлять до 6 млрд. т. Ванадієве зруденіння має місце також у натрієвих метасоматитах саксаганської світи, де вміст ванадію досягає 1500 г/т, а мінералами концентраторами є ерігин, рибекіт, магнезіорибекіт і тетраферибіотит. Прогнозні ресурси скандій-ванадій-залізних руд тільки в межах рудного поля шахти “Первомайська-1” складають 200 млн. т.

Ітрій є постійним супутником скандію та натрію в метасоматитах Ганнівського і Первомайського родовищ, де його вміст досягає 500 г/т.

Рис.2. 6. Схема розташування металевих корисних копалин.

1 - скандій; 2 - ванадій; 3 - цирконій; 4 - берилій; 5 - літій; 6 - цезій; 7 - титан; 8 - нікель; 9 - вольфрам; 10 - молібден; 11 - германій; 12 - золото; 12 - платина і платиноїди; 14 - ітрій; 15 - рідкісні землі.

Лантаноїди є постійними супутниками скандію та ванадію в метасоматитах Ганнівського і Первомайського родовищ, де їх вміст становить 2000-2500 г/т.

Цирконій утворює промислові концентрації в породах конкської серії Північного району (північна частина Ганнівського родовища), де його вміст досягає 2000г/т. Основним мінералом-концентратором є циркон.

Берилій і літій у промислових концентрація встановлені в пегматитах, які проривають метаморфічні породи в Північному районі. Мінералами-носіями цих металів є сподумен і берил.

Титан, хром, ванадій і нікель утворюють стійкий парагенезис у талькових сланцях інгулецької світи. Основними їх мінералами концентраторами є ільменіт, магнетит, титаномагнетит, хроміт і піроп.

Платина і платиноїди присутні в метабазитах інгулецької світи, де утворюють концентрації до 2 г/т. Їх кількісні параметри (прогнозні ресурси), а також мінерали-концентратори вимагають довивчення.

За межами Криворізької структури в породах так званої “рами” мають місце прояви і родовища алюмінію, міді, молібдену і марганцю.

Алюміній зв'язаний з корою вивітрювання ультрабазитів, амфіболітів і інших порід конкської серії. Руди представлені бокситоподібними породами і бокситами з вмістом Al₂O₃ від 6,52 до 42, 64%. Складені вони каолінітом, сепіолітом та іншими мінералами. Прояви родовищ відомі в районі сіл Веселі Терни, Фрунзенське, Зеленогородське та Шестерня.

Мідь в промислових кількостях встановлена в кристалічних породах на околиці села Червоний Шахтар. Зруденіння локалізується в зонах сульфідної мінералізації, які мають місце у амфіболітах, сланцях та залізистих кварцитах. Прогнозні ресурси складають 4 тис. т.

Молібден утворює прояви в межах контакту плагіогранітів саксаганського комплексу і метавулканітів конкської серії в Ганнівському районі, де інтенсивно розвинені процеси грейзенізації, обкварцювання і серпентинізації. Супутніми елементами є свинець, цинк, і миш'як. Зони мінералізації представлені молібденітом, шеєлітом, піритом, халькопіритом, арсенопіритом і сфалеритом. Ці прояви є перспективним для виявлення промислових концентрацій молібдену.

Марганець встановлений в підніжжі розрізу кайнозойських відкладів осадового чохла (бучацька світа) в районі м. Інгулець. Потужність марганцевих руд не перевищує перших сантиметрів, в зв'язку з чим рудопрояв промислового інтересу не представляє.

Неметалеві корисні копалини, які мають практичне значення, приурочені як до порід кристалічного фундаменту, так і до відкладів осадового чохла. Їх групу складають: алмаз, тальк, хлоритові сланці, філіти і аспідні сланці, гранат, мусковіт-біотитові сланці, мармури, амфіболіти, діабази, граніти, мусковітові кварцити і кварц-мусковітові сланці, піроксенові та амфіболові породи, польові шпати, каоліни, вохри, сурик, пісок, вапняки, глини і суглинки, бентонітові глини, гомологічна та колекційна сировина, радонові води (рис. 2.7).

Рис.2. 7. Схема розташування неметалевих корисних копалин в Криворізькому басейні.

1 - алмаз; 2 - тальк; 3 - хлорит; 4 - мусковіт; 5 - амфібол; 6 - піроксен; 7 -гранат; 8 - кварц; 9 - мармур; 10 - амфіболіт; 11 - діабаз; 12 - філітовий і аспідний сланець; 13 - кварцит; 14 - залізний колчедан; 15 - вохра; 16 - сурик; 17 - пісок; 18 - вапняк, доломіт; 19 - глина, суглинок; 20 - бентонітова глина; 21 - гомологічна і колекційна сировина; 22 - радонові води; 23 - відходи збагачувальних фабрик.

Алмази достовірно встановлені в утвореннях так званої Тернівської астроблеми, а також в осадових породах кайнозойського віку. Алмазоносними породами є імпактити та еруптивні брекчії, які відслонюються в кар'єрах Ганнівського та Первомайського родовищ. Алмази кайнозойських відкладів цікаві лише як мінералогічні знахідки і є, очевидно, продуктом перемивання корінних алмазоносних порід.

Тальк є основним породоутворюючим мінералом сланців інгулецької світи. Тальквмісні сланці відповідають вимогам до сировини, що використовується при виробництві мінеральних добрив, отрутохімікатів, мінеральних фарбників, гідроізоляційних та покрівельних матеріалів, ліноліумів тощо. Прогнозні ресурси талькових сланців перевищують 6 млрд. т.

Хлоритові сланці є основною складовою сланцевих горизонтів саксаганської світи. Можуть використовуватися у виробництві сланцепориту, керамзиту та мінеральних фарбників. Запаси сланців в межах діючих родовищ Кривбасу складають 1,5-2 млрд.т.

Філіти і аспідні сланці які складають верхню частину розрізу скелеватської світи, нижні горизонти валявкінської та карнаватську світи криворізького розрізу, можуть використовуватися як облицювальний, покрівельний матеріал, а також для виробництва будівельних матеріалів. Прогнозні ресурси філітів досягають 3,5 млрд.т, а аспідних сланців - 4 млрд.т.

Гранат є породоутворюючим мінералом сланцевих горизонтів Ганнівського, Інгулецького, Первомайського, Рахманівського залізорудних родовищ, де середній його вміст сягає 20-30% об'єму породи. За якісними показниками він відповідає вимогам до гранату, який використовується при виробництві м'яких абразивів. Запаси гранатвмісних сланців в Криворізькому басейні становлять 1-1,5 млрд. т.

Мусковіт-біотитові сланці складають центральні частини сланцевих горизонтів саксаганської світи Ганнівського, Інгулецького та Первомайського родовищ. Самостійного значення як корисні копалини не мають, проте завдяки того, що до їх складу окрім слюд входить і гранат, можуть використовуватися для отримання гранатового концентрату. Подрібнений двослюдяний сланець застосовується також при виготовленні декоративних штукатурок, будівельних матеріалів, для виробництва тонкозмеленого слюдяного концентрату тощо. Запаси сланців досягають 3 млрд.т.

Мармури утворюють значні пластові та лінзоподібні поклади серед порід карнаватської світи фрунзенської серії і розкриті кар'єрами Центрального та Північного гірничо-збагачувальних комбінатів, а також численними підземними виробками. Вони можуть використовуватися для виробництва облицювальної плитки, а також мармурового дрібняку та доломітової муки. Прогнозні ресурси оцінюються в 3-5 млрд.т.

Амфіболіти складають основну частину об'єму конкської серії. Якісні показники свідчать, що вони можуть використовуватися для виготовлення облицювальної плитки, кам'яного литва, базальтового волокна, а також як будівельний та декоративний камінь.

Діабази складають дайки, які січуть метаморфічні породи Криворізької структури. За всіма властивостями вони близькі до амфіболітів і мають аналогічне використання.

Граніти, які є своєрідною рамою для Криворізької структури, за декоративними, технічними та санітарними властивостями відповідають вимогам до сировини для виготовлення облицювальної плитки.

Мусковітові кварцити і кварц-мусковітові сланці на родовищах Північного району та Інгулецькому складають верхню частину розрізу скелеватської світи. З них можна одержувати мусковітовий концентрат, який широко застосовується у виробництві зварювального обладнання, будівельних матеріалів, мінеральних барвників, гуми, пластмас, картону тощо. Одночасно можливе одержання кварцового концентрату, який може служити сировиною в скляній промисловості. Прогнозні ресурси досягають 2,5-3 млрд.т.

Піроксенові та амфіболові породи користуються поширенням у залізисто-кременистих утвореннях скелеватської світи Ганнівського, Петровського та Інгулецького родовищ. Контрастність фізичних властивостей піроксенів та амфіболів з іншими породоутворюючими мінералами дозволяє отримувати високоякісні піроксенові та амфіболові концентрати. Прогнозні ресурси в межах діючих родовищ Кривбасу оцінюються в 500-700 млн.т.

Польові шпати є основними породоутворюючими мінералами гранітоїдів “рами” Криворізької структури, де їх вміст становить до 40-60% об'єму породи. Отриманий з цих порід польовошпатовий концентрат відповідає вимогам до керамічної сировини.

Пірит і піротин (залізний колчедан) утворюють зони в породах криворізької та фрунзенської серій, де їх вміст досягає 40-50% об'єму породи. Прогнозні ресурси цих руд становлять 100-150 млн.т. Колчедановий концентрат можна використовувати для отримання сірки.

Каоліни є продуктом вивітрювання гранітів, гнейсів і мігматитів, які обрамляють Криворізьку структуру. Його поклади локалізуються внизу розрізу кайнозойських осадових відкладів, де їх потужність досягає 20-25 м. Прогнозні ресурси каолінів в межах гірничих відводів діючих кар'єрів оцінюються в 100-150 млн.т.

Вохри залягають у верхній частині саксаганської світи. Вони розкриті практично всіма кар'єрами Кривбасу та численними шахтами. За якісними показниками вохри відповідають світовим стандартам як сировина для виготовлення якісних мінеральних фарбників. Прогнозні ресурси складають 150-200 млн.т.

Сурик є продуктом перетворень сланців та силікатвмісних залізистих кварцитів у зоні гіпергенезу. Вони розкриваються верхніми горизонтами діючих кар'єрів і шахт Кривбасу. Широко використовується при виготовленні мінеральних фарбників. Прогнозні ресурси становлять 400-500 млн.т.

Пісок розкривається практично всіма кар'єрами Криворізького басейну і складає основну частину розрізу осадового чохла. Окрім традиційного його використання в якості будівельного матеріалу, можливе застосування кварцового піску в скляній промисловості, а окремих його марок - як формувального в ливарному виробництві. Прогнозні ресурси на діючих родовищах Кривбасу перевищують 800-900 млн.т.

Вапняки утворюють невитримані за потужністю лінзоподібні пласти у товщі осадових порід кайнозою, що розкриваються кар'єрами Південного і Інгулецького гірничо-збагачувальних комбінатів. За технічними показниками вони придатні для використання як один з компонентів шихти металургійних заводів, а також для виробництва будівельних матеріалів. Прогнозні ресурси в контурах діючих кар'єрів оцінюються в 300-400 млн. т.

Глини та суглинки складають верстви потужністю від 3-5 до 35-40 м серед відкладів кайнозою. Вони мажуть використовуватися як сировина для виготовлення цегли, черепиці і кераміки.

Бентонітові глини утворюють лінзоподібні поклади в осадових товщах кайнозойського чохла Первомайського, Новокриворізького та інших родовищ. Якісні показники свідчать, що вони можуть застосовуватися у виробництві залізорудних обкотишів, а також при виготовленні кераміки. Прогнозні ресурси оцінюються в 300-500 млн. Т.