Present structure of the Near-Bug area: conditions of formation and history of development

О.В.  Усенко

doi:10.24028/gzh.v43i2.230191

Автор(и)

О.В. Усенко Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24028/gzh.v43i2.230191

Анотація

Встановлення загальної послідовності геологічних подій докембрію і прив'язка утворених при цьому формацій до результатів визначення ізотопного віку — завдання, яке для південно-західної частини Українського щита поки що не має однозначного вирішення. Актуальним є створення загальної моделі розвитку, яка описує сучасну геологічну будову району, структурні й текстурні особливості порід з урахуванням розподілу РТ-умов у корі протягом архею—палеопротерозою.

Визначення ізотопного віку демонструють, що від моменту утворення протоліту (не пізніше 3,75 млрд років тому) до 1,9 млрд років тому багаторазово відбувалися проникнення мантійних розплавів і часткове плавлення порід нижньої кори. Будову Побужжя не можна уявити як єдиний процес нагромадження, занурення, зминанняя у складки і метаморфізму осадової товщі. Необхідний облік плюмової (мантійної) складової загального геодинамічного процесу.

У будові Бузького мегаблоку і Голованівської шовної зони виявлено два головні структурні плани. Велика частина території є зоною ареального поширення архей- ських ендербітів (утворених до 2,8 млрд років тому) і протерозойських гранітів (утво- рених до 2,03 млрд років тому). У статті зіставлено розподіл температур з глибиною, який відповідає тепловій моделі, температури метаморфізму, встановлені у зразках, і температури солідусу основних порід. Показано, що на момент прояву метаморфізму 2,0 млрд років тому породи знаходилися на глибині понад 20 км, а до цього — на ще більшій. Протягом архею і палеопротерозою тут багаторазово поновлювався осередок часткового плавлення, оскільки температури перевищували температуру солідусу габбро. Метаморфічні зміни (частіше мігматізація, часткове плавлення і подальша кристалізація в умовах гранулітової фації) відбувалися внаслідок наявності термальної астеносфери на межі кора—мантія і супроводжувалися привнесенням з неї речовини. Тому велика частина сучасної поверхні складена палінгенними гранітами — продуктами кристалізації вогнищ плавлення архею і протерозою. В археї і палеопротерозої склад речовини був різним.

Після 2,0 млрд років рівень сучасної поверхні розміщувався вище. Другий струк- турний план представлений вертикальними структурами, будова яких часто близька до концентрично зональної або лінійної моноклінальної. Вони приурочені до роз- ломних зон і вузлів їх перетинів. У цих структурах наявні комплекси порід віком менш як 2,0 млрд років, які не спостерігаються у жодному кратоні світу.

Посилання

Bogatikov, O.A., Kovalenko, V.I., & Sharkov, E.V. (2010). Magmatism, Tectonics and Geodynamics of the Earth: Relationship in Time and Space. Moscow: Nauka, 606 p. (in Russian).

Venidiktov, V.M. (1986). Polycyclic development of granulite facies. Kiev: Naukova Dumka, 268 p. (in Russian).

Antsiferov, A.V. (Ed.). (2008). Geological and geophysical model of the Golovanevskaya suture zone of the Ukrainian Shield. Donetsk: Weber, 308 p. (in Russian).

Gintov, O.B., Entin, V.A., Mychak, S.V., & Farfuliak, L.V. (2020). The Bug mining area of the Ukrainian Shield. Structural-petrophysical map of the crystalline basement and some problems of the Early Precambrian geology. Geofizicheskiy Zhurnal, 42(3), 16-46. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v42i3.2020.204699 (in Russian).

Gintov, O.B. (2014). Scheme of periodization of faulting stages in the Earth's crust of the Ukrainian Shield - new data. Geofizicheskiy Zhurnal, 36(1), 3-18. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v36i1.2014.116145 (in Russian).

Gintov, O.B., Entin, V.A., Mychak, S.V., Pavlyuk, V.N., & Guskov, S.I. (2018). Unique basic-metabasic structures of the Pobuzhsky ore mining region, their geological significance and ore-bearing prospects (by geophysical and geological data). Geofizicheskiy Zhurnal, 40(3), 3-26. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i3.2018.137170 (in Russian).

Gordienko, V.V. (2007). Advection-polymorphic hypothesis of deep processes in the tectonosphere. Kiev: Corvin press, 170 p. (in Russian).

Usenko, I.S. (Ed.). (1985). Granulite facies of the Ukrainian Shield. Kiev: Naukova Dumka, 220 p. (in Russian).

Entin, V.A., Gintov, O.B., Mychak, S.V., & Yu-shin, A.A. (2015). The structure of the Moldovan iron ore deposit (Ukrainian Shield) according to geological and geophysical data and its possible endogenous nature. Geofizicheskiy Zhurnal, 37(4), 3-18. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v37i4.2015.111118 (in Russian).

Kirilyuk, V.P. (2015). Once again about the problems of stratigraphy on the Bug granulite complex (on the occasion of drawing up a new regional stratigraphic scheme of the lower Precambrian of the Ukrainian Shield). 2. The ratio of the world of Pobuzh stratigraphic complex. Collection of scientific works of UkrDGRI, (3), 147-168 (in Ukrainian).

Lazko, E.M., Kirilyuk, V.P., Sivoronov, A.A., & Yatsenko, G.M. (1975). Lower Precambrian of the Ukrainian Shield. Lvov: Vysshaya shkola, 239 p. (in Russian).

Lobach-Zhuchenko, S.B., Balaganskiy, V.V., Baltybaev, Sh.K., Stepanyuk, L.M., Ponomarenko, A.N., Lokhov, K.I., Koreshkova, M.Yu., Yurchnenko, A.V., Egorova, Yu.S., Sukach, V.V., Berezhnaya, N.G., & Bogomolov, E.S. (2013). The age of zircons from the enderbitic-gneisses of the Middle Bug region (Dniester-Bug megablock of the Ukrainian Shield. Mineralohichnyy Zhurnal, 35(4), 86-98 (in Russian).

Lobach-Zhuchenko, S.B., Baltybaev, Sh.K., Glebovitskiy, V.A., Sergeev, S.A., Lokhov, K.I., Egorova, Yu.S., Balaganskiy, V.V., Skublov, S.G., Galankina, O.L., & Stepanyuk, L.M. (2017). U-Pb-SHRIMP-II-age and origin of zircon from lherzolite of the Pobuzhsky Paleoarchean complex (Ukrainian Shield). Doklady RAN, 477(5), 567-571. https://doi.org/10.7868/S0869565217350134 (in Russian).

Orsa, V.I. (1988). Granite formation in the Precambrian of the Middle Dnieper granite-green-stone region. Kiev: Naukova Dumka, 202 p. (in Russian).

Perchuk, L.L. (1997). Deep fluid flows and the birth of granite. Sorosovskiy obrazovatel'nyy zhurnal, (6), 56-63 (in Russian).

Ponomarenko O.M. (Ed.). (2011). Petrology and geochemistry of black kitoids of the Ukrainian Shield. Kyiv: Naukova Dumka, 216 p. (in Ukrainian).

Ponomarenko, A.N., Gintov, O.B., & Stepanyuk, L.M. (2018). On the so-called «Leucogranulite formation» and «Zelenovladov formation» of Early Precambrian of the Ukrainian Shield. Geofizicheskiy Zhurnal, 40(5), 47-70. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i5.2018.147474 (in Russian).

Starostenko, V.I., Kuprienko, P.Ya., Makarenko, I.B., Savchenko, A.S., & Legostaeva, O.V. (2018). Three-dimensional Earth’s crust densi-ty model of the central part of the Golovanevsk suture zone of the Ukrainian Shield. Geofizicheskiy Zhurnal, 40(3), 27-53. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i3.2018.137172 (in Russian).

Stepanyuk, L.M., Dovbush, T.I., Kurilo, S.I., & Lisna, I.M. (2016). The final stage of granitoid magmatism in the Dniester-Bug megablock of the Ukrainian Shield. Heokhimiya ta rudoutvorennya, (36), 72-81 (in Russian).

Stepanyuk, L.M., Skobelev, V.M., Dovbush, T.I., & Ponomarenko, O.M. (2004). Uraniumlead isotopic age of monazite and clastogenic zircon from quartzite of the Koshara-Alexander world - age limits of formation of rocks of the Bug series. Zbirnyk naukovykh prats UkrDHRI, (2), 43-50 (in Ukrainian).

Usenko, O.V. (2019a). To the problem of origin of the Bug series rocks. Geofizicheskiy Zhurnal, 41(4), 60-76. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i4.2019.177365 (in Russian).

Usenko, O.V. (2019б). Reflection of sequence of geodynamic processes in geological structure of the Bug area. Geofizicheskiy Zhurnal, 41(3), 78-95. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i3.2019.172425 (in Russian).

Usenko, O.V. (2021). Archean tonalite-trondhje-mite-granodiorite formation. Features of the composition and conditions of education on the example of the Ukrainian Shield. Geofizicheskiy Zhurnal, 43(1), 38-68.

Usenko, O.V. (2014). Formation of melts: geodynamic process and physicochemical interactions. Kiev: Naukova Dumka, 240 p. (in Russian).

Shumlyanskiy, L.V. (2012). Geochemistry of py-oxene plagiogenesis (enderbits) of Pobuzhye and isotopic composition of hafnium in zircons. Mineralohichnyy Zhurnal, 34(2), 64-79 (in Russian).

Shcherbak, N.P., Artemenko, G.V., Lesnaya, I.M., & Ponomarenko, A.N. (2005). Geochronology of the Early Precambrian of the Ukrainian Shield. Archaea. Kiev: Naukova Dumka, 244 p. (in Russian).

Shcherbak, N.P., Artemenko, G.V., Lesnaya, I.M., Ponomarenko, A.N., & Shumlyanskiy, L.V. (2008). Geochronology of the Early Precambrian of the Ukrainian Shield. Proterozoic. Kiev: Naukova Dumka, 240 p. (in Russian).

Shcherbakov, I.B. (2005). Petrology of the Ukrainian Shield. Lvov: ZuKTs, 366 p. (in Russian).

Yaroshchuk, M.A. (1983). Iron ore formations of the Belotserkovsko-Odessa metallogenic zone. Kiev: Naukova Dumka, 224 p. (in Russian).

Yaroshchuk, E.A. (1970). Geological structure, geochronology and history of the Precambrian development of the Lower Bug: Dis. ... Cand. geol.-min. sciences. Kiev, 344 p. (in Russian).

Bucher, К., & Grapes, R. (2011). Petrogenesis of Metamorphic Rocks. Berlin, Heidelberg: Springer Verlag, 428 р. doi:10.1007/978-3-540-74169-5.

Сondie, K.C. (2011). Earth and evolving planetary system. Elsevier, 574 p.

Ernst, R.E., & Buchan, K.L. (2003). Recognizing mantle plumes in the geological record. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 31, 469-523. https://doi.org/10.1146/annurev.earth.31.100901.145500.

Glikson, A.Y. (1993). Asteroids and Early Precambrian crustal evolution. Earth-Science Reviews, 35(3), 285-319. https://doi.org/10.1016/0012-8252(93)90041-5.

Griffin, W., Belousova, E., O’Neill, C., O’Reilly, S.Y., Malkovets, V., Pearson, N., Spetsius, S., & Wilde, S. (2014). The world turns over: Hadean-Archean crust-mantle evolution. Lithos, 189, 2-15. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2013.08.018.

Gudfinnsson, G.H., & Presnal, D.C. (2005). Continuоus gradations among primary carbonatic, melilitic, basaltic, picritic, and komatiitic melts in equilibrium with garnet lherzolite at 3-8 GPa. Journal of Petrology, 46(8), 1645-1659. https://doi.org/10.1093/petrology/egi029.

Ionov, D.A., Carlson, R.W., Doucet, L.S., Golovin, A.V., & Oleinikov, О.B. (2015). The age and history of the lithospheric mantle of the Siberian craton: Re-Os and PGE study of pe-ridotit xenoliths from the Obnazhennaya kimberlite. Earth and Planetary Science Letters, 428, 108-119. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.07.007.

Isley, A.E., & Abbott, D.H. (2002). Implication of the temporal distribution of high-Mg magmas for mantle plume volcanism through time. The Journal of Geology, 110(2), 141-158. https://doi.org/10.1086/338553.

Jakobsson, S., & Holloway, J.R. (2008). Mantle melting in equilibrium with an Iron−Wьstite−Graphite buffered COH-fluid. Contributions to Mineralogy and Petrology, 155, 247-256. https://doi.org/10.1007/s00410-007-0240-6.

Lobach-Zhuchenko, S.B., Kaulina, T.V., Baltybaev, S.K., Balagansky, V.V., Egorova, Yu.S., Lokhov, K.I., Skublov, S.G., Sukach, V.V., Bogomolov, E.S., Stepanyuk L.M., Galankina O.L., Berezhnaya N.G., Kapitonov I.N., Antonov, A.V., & Sergeev S.A. (2016). The long (3.7-2.1 Ga) and multistage evolution of the Bug Granulite-Gneiss Complex, Ukrainian Shield, based on the SIMS U-P bages and geochemistry of zircons from a single sample. In J. Halla, M.J. Whitehouse, T. Ahmad, Z. Bagai (Еds.), Crust-Mantle Interactions and Granitoid Diversification: Insights from Archaean Cratons (Vol. 449, pp. 175-206). Geol. Soc., London, Spec. Publ. http://doi.org/10.1144/SP449.3.

Sobolev, A.V., Asafov, E.V., Gurenko, A.A., Arndt, N.T., Batanova, V.G., Portnyagin, M.V., Garbe-Schцnberg, D., & Krasheninnikov, S.P. (2016). Komatiites reveal a hydrous Archaean deep-mantle reservoir. Nature, 531, 628-636. https://doi.org/10.1038/nature17152.

Walter, M.J. (2003). Melt Extraction and Compositional Variability in Mantle Lithospheres. Treatise on Geochemistry, 2, 363-394. https://doi.org/10.1016/B0-08-043751-6/02008-9.

Wyllie, P.J. (1977). Effects of Н2О and СО2 on magma generation in the crust and mantle. Journal of the Geological Society, 134, 215-234. https://doi.org/10.1144/gsjgs.134.2.0215.