Украинский щит [1970 Тугаринов А.И., Войткевич Г.В. - Докембрийская геохронология материков]

Докембрийские породы, обнажающиеся на территории Украинской ССР, слагают одно из древнейших геологических сооружений Европы - Украинский щит. Он сложен древнейшими толщами докембрия и характеризуется исключительно стабильными условиями геологической жизни в течение последних 1,5 млрд. лет его существования. На севере и востоке территория Украинского щита ограничена Днепровско-Донецким прогибом, на юге - Причерноморской впадиной, на западе - Прикарпатским прогибом.

Благодаря исключительно спокойному рельефу всей страны, представляющей собой древнюю поверхность абразии, расчлененную молодой орогидрографической системой, обнаженность первичных горных пород сравнительно невелика. 90% территории перекрыто чехлом осадков древнего оледенения и современными отложениями. Однако благодаря изобилию сравнительно глубоко врезанных речных долин и сухих русел временных потоков, а также значительному числу каменных карьеров (до нескольких сотен) докембрийский фундамент Украинского щита вскрыт на всей территории сравнительно равномерно. В геологическом и геохронологическом отношении Украинский щит подвергался особенно интенсивным исследованиям в последние годы.

Древнейшие породы Украинского щита распространены в двух провинциях: в районе излучины среднего течения Днепра и в бассейне Буга и Днестра. Во многих работах Н. П. Семененко, Ю. Ир. Половинкиной, Я. Н. Белевцева и др. к древнейшим толщам Украины относились биотитовые, гранат-пироксен-плагиоклазовые, амфибол-плагиоклазовые гнейсы Приднепровья, среди которых еще в 1956 г. обнаружены мигматиты и пегматоидные образования, имеющие возраст 2800 млн. лет. К протерозою были отнесены сланцево-амфиболитовые и железисто-кварцитовые толщи криворожской серии, Чертомлыкской, Конкской и других магнитных аномалий. Первые определения изотопного состава свинца галенитов из прожилков, секущих сланцы конкской толщи в районе с. Веселяны, по данным А. И. Тугаринова и С. И. Зыкова, указали на весьма древний возраст минерализации - около 2400 млн. лет, что вызвало серьезные сомнения в протерозойском возрасте данных формаций.

В настоящее время в результате петрографических исследований И. С. Усенко, Ю. Ир. Половинкиной и Э. Б. Наливкиной и геохронологического изучения этих пород, проведенного Е. С. Бурксером, М. Н. Ивантишиным, М. Н. Доброхотовым и др., картина строения Среднего Приднепровья предстает несколько иной. Так, к древнейшим формациям Украины относятся толщи конкской серии (приднепровская спилитовая формация, по Ю. Ир. Половинкиной). Они представлены субмеридионально вытянутыми синклинальными складками, разделенными в настоящее время полями гнейсов, фиксируемыми отчетливыми магнитными аномалиями. Районами, где вскрыты эти древнейшие формации, являются Бузулукская (Чертомлык, Сура, Верховцево), Конкско-Белозерская, Орехово-Павлоградская и Приазовская (Гуляйполе) структурно-фациальные зоны. По М. Н. Доброхотову, конкская серия расчленяется на три свиты (снизу вверх):

Эта свита отмечается только в Белозерском районе.

Многочисленные исследования возраста амфиболитов аргон-калиевым методом показали значительную древность этих образований, зачастую превышающую 3500 млн. лет. Возраст железорудно-амфиболитовых пород конкско-белозерской толщи, полученный аргон-калиевым методом (по данным Ф. И. Котловской), приведен в табл. 43.

Несколько более юные значения возраста (около 2,6-2,7 млн. лет) были получены для верхней свиты белозерской толщи. Ее сравнительно локальная распространенность (в одном Белозерском районе) и широкое развитие более древнего, чем эта свита, магматизма в Приднепровье, позволяют предполагать, что она занимает особое положение в разрезе, и отнесение ее к конкской серии недостаточно обосновано. Для Верховцевско-Сурского и Чертомлыкского участков были получены также несколько более юные значения возраста по амфиболам (В. Л. Бойко и др.), позволяющие параллелизовать эти толщи с более молодыми осадочно-туфогенными комплексами. В табл. 44 приведен возраст пород районов Базавлукской зоны.

М. Н. Доброхотов, справедливо отмечая фазы метаморфизма, датируемые указанными выше измерениями возраста роговых обманок, оставляет открытым вопрос о возрасте собственно первичного субстрата, который, вообще говоря, может оказаться еще более древним.

Первым достоверно датированным геохронологическим рубежом в докембрии Украины является наиболее ранняя эпоха магматизма, имевшая место около 3000 млн. лет назад. К этой эпохе относится процесс интенсивной гранитизации древних толщ, в том числе, вероятно, кластических осадков, возникших при выветривании зеленокаменных пород конкской и сурской серий. Эти толщи, представленные в настоящее время гнейсами биотитового, биотит-гранатового, гранат-пироксен-плагиоклазового и амфибол-плагиоклазового состава, широко распространены по право- и левобережью излучины р. Днепра, встречаются также на западе в бассейне Ингульца, Ингула и Южного Буга и на востоке в Западном Приазовье. Простирание гнейсовых толщ меняется от широтного в Приазовье до северо-западного в Приднепровье и на Подоле.

По мнению Г. И. Каляева, современные выходы гнейсов и мигматитов представляют собой древние антиклинальные зоны железорудных провинций, подвергшихся ультраметаморфизму и гранитизации. Среди них в некоторых местах отмечаются массивы плагиогнейсов и гранодиоритов, нередко образующих постепенные переходы в мигматизированные толщи основных пород. Для большинства подобных массивов (Крюково, Таромский карьер, Ямбург, Кайдаки в Приднепровье; Коломоевский и Октябрьский карьеры в плагиогранитах среднего течения р. Саксагани) разными методами были получены хорошо сходящиеся значения абсолютного возраста, варьирующие в пределах экспериментальной ошибки около 3000 млн лет.

Среди интрузий плагиогранитов весьма часто встречаются амфиболиты в виде ксенолитов разной величины. Петрографические наблюдения указывают на гибридный характер этих интрузий, состав которых резко меняется по мере приближения к контактам с амфиболитами. Эти изменения выражаются в полном исчезновении калиевого шпата, увеличении основности плагиоклаза и отсутствии обычно единственно встречающегося в подобных породах акцессорного минерала - циркона. Измерения возраста такого реликтового амфиболита по роговой обманке аргон-калиевым методом, по данным Л. В. Комлева, М. Н. Ивантишина и Е. С. Бурксера, в районе Приднепровья показывают даты 2700-3630 млн. лет (табл. 45).

Это наблюдение подтверждает геохронологическую идентичность ксенолитов амфиболитов в районе Приднепровья (Ямбург и другие места), равно как и амфиболитов так называемой подстилающей свиты криворожской серии К₀ в районе Криворожья, с вышеупомянутой конкской серией. Таким образом, нет необходимости выделять гнейсы в наиболее древнюю толщу.

Следующий магматический этап, имевший место около 2800 млн. лет тому назад, выразился в развитии повторного магматизма в западной части возникшего в это время ядра нижнедокембрийской платформы. Пегматиты и мигматиты этого возраста, характеризующиеся весьма высоким содержанием акцессорной радиоактивной минерализации (ортит, сфен, циркон), широко распространены в районе с. Тока (нижнее течение р. Днепра, правобережье), в бассейне верхнего течения рек Саксагани и Ингульца.

Как видно из рис. 30, подобные значения возраста, полученные аргон-калиевым методом, фиксируются только в центральных районах Приднепровья при измерении "возраста" биотитов гнейсов, что указывает на полное отсутствие интрузивных проявлений подобного и более юного возраста в центре ядра платформы. Действительно, ни одно из выполненных свинцово-урано-ториевым методом определений возраста горных пород в данном районе не показывает присутствие образований моложе 3 млрд. лет. Именно поэтому в древнейшем "темени" Украинского щита смогли сохраниться реликты древнейших геологических формаций.

Рис. 30. Геохронологическая схема Среднего Приднепровья: 1 - Новомиргородский плутон; 2 - область развития кировоградских гранитов; 3 - Криворожско-Кременчугский синклинорий; 4 - предкриворошский фундамент; 5 - приднепровские мигматиты и гнейсы; 6 - конкско-белозерская и подстилающая криворожская формации; 7 - границы Днепровской древней глыбы; 8 - разломы. Цифры па схеме - значения возраста (в млн. лет)

Дальнейшие геологические события в Приднепровье связаны с началом накопления по периферии возникшей платформы осадков криворожской серии и ее вероятного возрастного аналога - Орехово-Павлоградской полосы по левобережью р. Днепра. Ю. Ир. Половинкина, обнаружившая в основании гнейсов Орехово-Павлоградской полосы пироксен-плагиоклазовые породы, сходные с малыми интрузивными телами основного и ультраосновного состава, пропитывающими всю толщу гнейсов, предполагает первичный апоспилитовый состав всей формации.

Криворожская серия слагает узкую синклинальную складку изометричного строения, либо, по мнению ряда исследователей, тектонический ров, в котором в среднем докембрии происходило накопление мощных толщ осадков.

По Я. Н. Белевцеву, криворожская серия разделяется на три свиты. В данный момент нами не рассматривается в ее составе так называемая подстилающая свита амфиболитов К₀, которая интрудируется плагиогранитами, имеющими возраст около 3000 млн. лет, и галька которых встречена в базальных горизонтах нижней свиты этой серии. Значительно более широкое распространение амфиболитов К₀, чем пород криворожской серии, в восточном направлении является еще одним доводом, позволяющим отнести их к значительно более древней формации, нежели криворожская серия.

Нижняя свита сложена в основании полимиктовыми конгломератами с галькой амфиболитов непостоянной мощности (до 250 м). Эта базальная пачка перекрывается аркозами и филлитами мощностью около 150 м, прослеживающимися вдоль всего Криворожского бассейна. Средняя свита представлена чередующимися кварц-амфиболовыми сланцами и кварц-амфибол-магнетитовыми роговиками суммарной мощностью около 1200-1300 м. Количество сланцевых и железорудных горизонтов в разных частях бассейна варьирует от 9 до 5. Верхняя свита имеет наибольшую мощность (свыше 2500 м) и пестрый состав. Сложена она преимущественно конгломератами, кварцито-песчаниками, доломитами и углисто-слюдистыми сланцами, завершающими разрез криворожской серии.

Некоторые исследователи предполагают значительный перерыв и угловое несогласие между верхней и средней свитами, на что указывают находки гальки железистых кварцитов (джеспилитов) в конгломератах верхней свиты, свидетельствующие о завершении одного из этапов метаморфизма первых двух свит криворожской серии до осадконакопления последней из них.

Следует отметить, что в составе этой толщи весьма подчиненную роль по сравнению с конкской серией играют гипербазиты, представленные лишь несколькими маломощными горизонтами нацело оталькованных пород. В составе верхней свиты преобладают карбонатные породы и обогащенные органическим материалом сланцы. К западу от криворожской полосы в сильно метаморфизованных посткриворожскими интрузиями гнейсах находятся графитовые месторождения Петровского района.

Как показали измерения возраста седиментации криворожской серии, формирование базальных горизонтов нижней свиты (полимиктовых конгломератов) протекало около 2600-2700 млн. лет назад, т. е. вскоре после завершения предкриворожской мигматизации подстилающего ее фундамента. Накопление прибрежных морских осадков верхней подсвиты нижней свиты произошло около 2300 млн. лет тому назад, накопление же карбонатных осадков верхней свиты, содержавших пропластки фосфоритов и в течение времени полностью превращенных в апатитовые пластовые залежи, завершилось около 2000 млн. лет тому назад (см. табл. 50 и рис. 31).

Рис. 31. Продольный схематический разрез через Криворожский бассейн: 1 - гнейсы; 2 - плагиограниты; 3 - мигматиты; 4 - микроклиновые граниты; 5 - амфиболиты К₀ - подстилающая зеленокаменная формация; криворожская серия: K₁ - нижняя, К₂ - средняя, К₃ - верхняя свиты Цифры па схеме-значения возраста (в млн. лет)

Измерения возраста прорывающих криворожскую толщу интрузий, а также развивающихся в самой криворожской толще метасоматитов дают нам то же максимальное значение 1900 млн лет, что и измерения апатитов в карбонатных осадках К₃, представляющее собой верхний предел возраста криворожской серии.

На западе древнейшими образованиями Украинского щита обычно считаются толщи биотит-пироксен-плагиоклазовых и кордиеритовых гнейсов Побужья и Днестра, имеющих северо-западное простирание и относимых вместе с залегающими на них мраморами и графитовыми гнейсами к так называемой Тетерево-Бугской группе. Для точной геохронологической привязки указанных пород у нас пока еще нет достаточных данных, так как известен лишь верхний предел возраста нижней части толщи. Измерения возраста прорывающих ее гранитов указывают на 2100-2200 млн. лет. На основании геолого-петрографических аналогий В. И. Лучицкий относил эту толщу к докриворожским формациям, хотя и допускал возможность

выделения в ней двух разновременных толщ. В противоположность этому, П. П. Пятницкий обращал внимание на отсутствие пород подобного типа в подстилающих криворожскую толщу гнейсах.

В последнее время Ю. Ю. Юрк и Н. П. Щербак предлагают выделять две разновозрастные серии:

1) ранняя - волынская, или подольская, представленная амфиболо-выми, пироксен-плагиоклазовыми и гранат-кордиерит-биотитовыми гнейсами, в которых в дальнейшем развивались чудново-бердичевские граниты;

2) поздняя - побужская (или бугская), ранее носившая наименование хощевато-завальевского комплекса (Н. П. Семененко), представленная биотит-силлиманитовыми гнейсами с амфиболитами, графитовыми гнейсами и мраморами с марганцевыми рудами мощностью до 350 м.

Ю. Ир. Половинкиной также была сделана попытка сопоставления древнейших толщ юго-западной и центральной частей Украинского щита. Стратиграфическая схема древнейших формаций западной части Украинского щита (по Ю. Ир. Половинкиной) приведена в табл. 46.

По данным Н. П. Щербака и др. (см. табл. 50), среди пропластков амфиболитов подольской серии (реки Рось и Тетерев), входящих в состав гнейсовой толщи, были обнаружены амфиболы, датированные аргон-калиевым методом 2600 млн. лет. Таким образом, можно предположить, что древнейшие породы на западе Украинского щита по своему возрасту были по крайней мере синхронны породам криворожской серии, а возможно, и древнее. Н. П. Семененко относит к криворожской группе пород также ингуло-ингулецкую серию биотитовых и пироксеновых гнейсов, распространенную западнее Криворожья и в общем подчиняющуюся субмеридиональному плану простирания структур. Однако последнее положение вызывает сомнения, так как обнаруженные в долине Ингульца среди гнейсов пегматоидные проявления, сопровождаемые ортитом, подобно аналогичным находкам в долине р. Саксагани, показали значение возраста около 2700 млн лет. Следовательно, если эта толща гнейсов и может рассматриваться как более юная серия пород по сравнению с древнейшим комплексом Украины, то она во всяком случае отделена от залегающей выше криворожской серии серьезным перерывом в осадконакоплении и магматическим циклом.

Как показали многочисленные измерения возраста гранитоидов, весь запад Украинского щита в отличие от Приднепровья был охвачен интенсивным магматизмом в посткриворожское время. Следует отметить, что в этот период впервые в геологической истории Украинского щита происходит четкое оформление стабильных ядер платформы, претерпевающих интенсивную денудацио, но полностью исключающихся из активной геологической жизни на все последующее время их существования.

Интрузии этого цикла на западе Украинского щита носят ярко выраженный синорогенный характер. Они имеют активные контакты с породами криворожской серии, сохранившейся, по-видимому, лишь в связи с ее последующим погружением в зоне передового прогиба, окаймлявшего с запада Приднепровскую нижнедокембрийскую глыбу. В пределах самой Приднепровской глыбы интрузии этого возраста носят явно платформенный характер, образуя небольшие, четко ограниченные дискордантные плутоны (Первомайский интрузив).

Благодаря тому что геологическое и петрографическое изучение гра-нитоидов Украины было проведено главным образом до получения надежных измерений их возраста, в существующей классификации различных магматических комплексов, равно как и их наименованиях, сохранился прежний географический принцип. Вместе с тем на основании петрографического сходства отдельных массивов и ряда других геологических аналогий (последовательность внедрения их в отдельных районах и т. д.) наименования отдельных интрузивных комплексов были распространены на разные районы Украинского щита. Соответственно было предложено несколько близких по характеру геохронологических схем последовательности магматизма, одна из которых (по Н. П. Семененко, 1949) с указанием современных дат определений возраста для отдельных магматических комплексов Украинского щита приводится в табл. 47.

Последняя геохронологическая схема Украинского щита (рис. 32) Н. П. Семененко, сделанная им на основании массовых измерений возраста горных пород в Академии наук УССР как аргоновым методом по амфиболам, так и свинцовым методом по монацитам и цирконам, весьма сходна с общепринятой (рис. 33). Игнорируя факт пересечения амфиболитов К₀ плагиогранитами, имеющими возраст около 3000 млн. лет, и значения возраста седиментации конгломератов К₁ (нижней свиты криворожской серии) 2600 млн. лет, Н. П. Семененко на основании аргоновых значений возраста амфиболов из амфиболитов подстилающей свиты К₀ полагает, что время седиментации криворожской серии охватывает 2100-1900 млн. лет. Кроме того, исходя из значений возраста амфиболов, полученных аргоновым методом для некоторых пород коростенского комплекса, Н. П. Семененко полагает, что время формирования этих интрузивов было растянуто от 1800 до 1100 млн. лет. По нашему мнению, даты, полученные Н. П. Семененко вышеуказанными методами, по-видимому, свидетельствуют лишь о том, что амфиболы, так же как и слюды, подвержены термальному метаморфизму и при этом теряют часть аргона. Это и привело к различной интерпретации значений возраста и противоречиям в возрастных схемах.

Рис. 32. Геохронологическая схема украинского докембрия по данным измерения возраста амфиболов (в млн. лет). По Н. П. Семененко. Границы структурно-геохронологических регионов: 1 - в пределах мегациклов, 2 - в пределах орогенных циклов.: Структурно-геохронологические районы. Докембрий IV. I - Овручско-Болынский (1200-1700): а - Овручский (1200-1500), б - Волынско-Осницкий (1500-1700), в - Коростенский (1200-1750); II - Корсунский (1200-1700), III - Уманский (1200-1700), IV - Мариупольский, V - Терсянский. Докембрий III: VI - Ингуло-Криворожский (1700-2000), VII - Бердянский (1700-2000), VIII - Житомирский (1700 - 2000). Докембрий II: IX - Бугско-Подольский (2000-2700): а - Бугско-Подольский (2000-2300), б - Росинский (2300-2700); X - Базавлукский (2000-2700): а - Саксаганский метабазитовый (2000-2100), б - собственно Базавлукский (2300-2700); XI - Ингулецкий (2000-2700); XII - Кременчугский (2350); XIII - Ореховский (2100-2300), XV - Кильтичьинский (2000-2300). Докембрий I: XVI - Запорожский (2700-3550): а - Мишурин Рог-Запорожский по Днепру (2700-3100), б - Конкско-Белозерский (3100-3500); XVII - Демуринский (2900-3000); XVIII - Западно-Приазовский (2860)

Рис. 33. Гистограмма структурно-геохронологических регионов, выделенных по возрасту амфиболов и акцессорных минералов. По Н. П. Семененко

История изучения украинского докембрия позволяет установить, в чем заключается ошибочность первых геохронологических построений, основанных на одних геологических признаках, а также определить отношение к принятым на Украине наименованиям магматических комплексов.

Прежде всего следует отметить, что предлагавшаяся в 1953 г. Н. П. Семененко возрастная последовательность магматизма на Украине в основном установлена правильно. Исключением являлись днепровские и токовские гранитоиды, петрографический облик которых напоминал мигматиты и связанные с ними аплитоидные фации гранитов. Последние распространены в отличие от действительно поздних гранитов исключительно в Приднепровской архейской глыбе. Они представляли собой производные докриворожского магматизма, датированного 3000-2800 млн. лет. Как справедливо отмечено И. С. Усенко и др., мигматиты Украинского щита отнюдь не являют собой единой формации, а могли быть весьма разновременными. Значительная часть пегматитовых и аплитоидных гранитов в бассейне Ингульца, Саксагани и излучины Днепра, относившаяся ранее к мигматитам так называемых дне провскотоковских гранитов, к числу которых действительно принадлежали Верблюжский, Боковянский, Гуровский и другие массивы, оказалась гораздо более древней.

В первоначальной схеме Н. П. Семененко оказались также не выдержанными во времени интервалы между магматическими комплексами; в частности, совершенно необоснованно были отнесены к палеозою щелочные массивы Приазовья. Измерения возраста внесли существенные поправки в эту схему. Наиболее важной является отнесение к единой орогенической эпохе 1800-2000 млн. лет большинства интрузий гранитного состава Украинского щита, хотя между отдельными магматическими комплексами и сохраняется незначительный перерыв, который, вероятно, нередко лежит в пределах экспериментальной ошибки измерения. Рассмотрим последовательно ряд районов, где магматизм проявился особенно ярко.

Наиболее древние магматические проявления гранитизации, так называемые чудново-бердичевские граниты, широко распространены в Побужье. Они характеризуются гибридным характером, содержат гранат, кордиерит, ксенолиты вмещающих гнейсов зонального строения и развиты в нижнем структурном ярусе гнейсов. Как отмечает И. С. Усенко, чудново-бердичевские граниты наиболее близки по составу к осадочно-эффузивным породам и имеют постепенные переходы к мигматитам, что указывает на их близость к очагам гранитизации. Они отличаются лишь небольшим избытком калия по сравнению с вмещающим комплексом пород. Н. П. Щербак, исследовавший аналогичный комплекс магматических пород в бассейне р. Тетерев, также отмечает их приуроченность к нижнему структурному ярусу пироксен-плагиоклазовых и гранат-амфибол-биотитовых гнейсов. В то же время в вышележащих биотитовых гнейсах появляются граниты житомирского мелкозернистого типа (табл. 48).

Э. А. Ярощуком и др. при прослеживании складчатых структур северозападного простирания в Нижнем Побужье было обращено внимание на приуроченность гранитов чудново-бердичевского типа к антиклинальным складкам, что косвенно указывало на их относительно более глубинный характер и, возможно, более древний возраст. Многочисленные измерения возраста, выполненные по акцессорному монациту этих гранитов несколькими лабораториями Советского Союза, указывают наиболее вероятное его значение 2200-2100 млн. лет, для житомирских гранитов - около 2000 млн. лет. Одновременно или несколько позже в районе Побужья возникает формация весьма сложных по составу пироксен-калишпатовых пород, так называемых чарнокитов, рассматриваемых Ю. Ир. Половинкиной как метасоматически измененные под воздействием поздних розовых аплитоидных гранитов пироксен-амфиболовые гнейсы. Позднее она стала рассматривать чарнокиты как гранитизированные основные эффузивы, что, по-видимому, является более точным определением их генезиса. С процессом гранитизации по существу и связана монацитоносность чарнокитовых пород, так как в исходных эффузивах основного состава, подвергшихся чарнокитизации, содержание урана и тория было для этого ничтожно мало.

Из данных табл. 50 видно, что значения возраста чарнокитов и интрудирующих их аплитоидных гранитов и пегматитов варьируют около 2100 млн. лет, т. е. они весьма близки по времени к формации чудново-бердичевских гранитов (Э. А. Ярощук). Однако, к сожалению, в монацитах чарнокитов отношение тория к урану достигает 100, а поэтому ошибки в измерении возраста по изотопным отношениям Pb²⁰⁷/U²³⁶ и Рb²⁰⁷/Рb²⁰⁶ из-за весьма малых количеств свинца Рb²⁰⁷ крайне велика. Интрузивная деятельность аналогичного возраста привела к становлению собитов, представляющих собой одну из разновидностей пород чарнокитовой формации.

К интрузиям более позднего этапа относится большое число массивов так называемых кировоградских, житомирских и генетически с ними связанных красных гранитов. Часть последних одно время считалась фациями самого юного днепровско-токовского комплекса, утратившего позже свое геохронологическое значение. Кировоградскими гранитами называются светло-серые граниты с крупными порфировидными выделениями микроклина обычно светло-розовой окраски, синорогенного типа, слагающие крупные массивы в бассейне Южного Буга и Ингула (Долинский, Кировоград-Бобринецкий, Мертвовода и др.). По наблюдениям В. С. Савоненкова, среди этих гранитов отмечаются ксенолиты вмещающих гнейсов, сохраняющих на достаточно большом расстоянии друг от друга, измеряемом сотнями метров, одну и ту же ориентировку слоистости, свидетельствующую о том, что процесс гранитизации гнейсов происходил на уровне современного денудационного среза. Оценка возраста кировоградских гранитов по монациту могла быть осуществлена намного успешнее, чем чарнокитов, поскольку соотношение Th/U оказывалось сравнительно низким (9,0-23,5) и позволяло прецизионно измерять возраст акцессорных монацитов по всем изотопным отношениям (см. табл. 50). Полученные данные не вызывали сомнения в тесной хронологической близости с кировоградскими гранитами монцонитов и трахитоидных гранитов, одно время относившихся к Новомиргородскому комплексу рапакиви.

Помимо чисто возрастных критериев, существует еще и другой признак, указывающий на весьма близкие генетические условия становления всех этих многочисленных гранитных массивов, - их акцессорная монацитонос-ность. Ни в более древних магматических проявлениях, характеризовавшихся присутствием одного циркона, и в редких случаях в пегматоидных телах - ортита, ни в более поздних интрузиях рапакиви монацит нигде обнаружен не был. Для всех интрузий этого цикла, охватывавшего интервал от 2100 до 1900 млн. лет, монацит был обязательным критерием.

Как было показано ранее, содержание и соотношение индивидуальных редкоземельных элементов в гранитоидах и интрудированных ими осадках было идентичным. Таким образом, речь могла идти о переплавлении исходного осадочного субстрата и образовании за счет рассеянных в породообразующих минералах осадков TR₂O₃ и Р₂O₅ соединений типа монацита.

Картина магматизма существенно изменилась после завершения среднедокембрийской складчатости и связанного с ней становления синорогенных интрузий. Благодаря глубокому эрозионному современному срезу мы могли наблюдать результаты этих процессов на глубоких уровнях зарождения магм, где особенно ярко проявилось генетическое единство интрузий и вмещающих толщ, за счет которых они возникли. Эпоха 2000 млн. лет назад являлась кульминационным пунктом магматизма в конце среднего докембрия, завершения складчатости и началом становления протерозойской платформы - Украинского щита в его современных размерах.

Вскоре после образования синорогенных интрузий в западной части Украинского щита активизировались тектонические движения, вызвавшие появление разломов. Один из таких разломов северо-восточного простирания, вдоль которого произошло значительное опускание западного Бугско-Днестровского блока по отношению к восточному Кировоградскому, отмечается в Нижнем Побужье. Ю. В. Кононов и др. (1962) этими подвижками объясняют значительно большую сохранность эффузивных и гибридных пород в западном блоке.

Последующая магматическая история Украинского щита характеризуется появлением сложных интрузий разломного типа и лейкократевых аплитоидных гранитов в областях ранее возникших синорогенных интрузий, свидетельствующих как о замирании среднекембрийского магматизма, так и о явном падении термического градиента. К первым относятся Коростенский и Новомиргородский плутоны, имеющие зональное строение и представленные многофазовыми интрузиями. Более глубинные и ранее сформировавшиеся части этих плутонов сложены основными породами - лабрадоритами, габбро-анортозитами, диабазами и т. д., а более верхние, возникшие позднее - гранитами рапакиви. Среди последних часто обнаруживаются в виде ксенолитов блоки более древних гранитоидов кировоград-житомирского типа. По цирконам, ортиту и биотиту свинцово-урано-ториевым и аргон-калиевым методами возраст этих плутонов датирован 1750 млн. лет (см. табл. 50).

К этому же времени, вероятно, относятся и щелочные породы Волыни, генетически тесно связанные с гранитами, в результате метасоматического перерождения которых они возникают. Так, например, к наиболее поздним фазам Коростенского плутона относятся так называемые пержанские граниты метасоматического облика, имеющие активный контакт с овручской серией рифейского возраста (1500 млн. лет). Однако достоверных сведений о возрасте этих гранитов пока нет (1200 млн. лет?).

В Приазовье, западная часть которого сложена гнейсами, среди железорудно-зеленокаменных пород западно-приазовских аномалий отмечаются амфиболиты с абсолютным возрастом по измерениям аргон-калиевым методом роговой обманки более 2100 млн. лет (район Каменных Могил). В. Г. Кушев, Л. В. Комлев и др. указывают, что для этого района известны еще более древние образования - пегматиты Елисеевского поля, для которых Rb-Sr методом по мусковиту и полевым шпатам были установлены значения возраста 2500 млн. лет, подтверждающие вероятный интервал времени образования пород Приазовья 2100-2500 млн. лет. Эти древнейшие породы Приазовья, вероятно, близки по возрасту толщам криворожского типа. Широко распространенные в Приазовье интрузивные комплексы относятся к образованиям среднего докембрия и весьма сходны с интрузиями западной части Украинского щита. Это салтычинские ортитоносные граниты, граниты Екатериновки и Каменных Могил, датируемые значениями 2000 млн. лет, поля пегматитов двух формаций (соответственно 2050-2150 и 1950-1730 млн. лет) и т. д.

К наиболее юным магматическим формациям Приазовья следует отнести щелочные интрузии Октябрьского массива, длительное время относившиеся многими исследователями к палеозою (В. И. Лучицкий, Ю. Ир. Половинкина, Д. И. Царовский). Основанием служили находки в районе Донбасса эгириновых порфиров и камптонитовых даек, имеющих возраст 270-290 млн. лет и сравнительно свежий облик сиенитовых интрузий в этой краевой части докембрийского фундамента, по отношению к которому щелочные массивы занимали явно дискордантное положение. Поскольку непосредственные контакты этой интрузии с более молодыми палеозойскими отложениями отсутствовали, открывались широкие возможности различных возрастных построений.

Данные измерения абсолютного возраста цирконов из щелочных сиенитов подтвердили относительно юный, но тем не менее докембрийский, возраст этих пород, относящихся к той же категории разломных плутонов, что и Коростенский и Новомиргородский, возникшие в платформенную стадию тектонического развития региона.

Приазовский щелочной массив представляет собой сложный зональный плутон, внутренняя часть которого сложена щелочными сиенитами и мариуполитами, а периферическая образует щелочные и пироксен-амфиболовые граниты. К наиболее древним породам комплекса относятся габбро-перидотиты; наиболее поздним - мариуполитам - в последнее время приписывается метасоматический генезис.

Все три щелочных магматических комплекса (Коростенский, Новомиргородский, Мариупольский), несмотря на ряд особенностей, обладают некоторым сходством - высокой щелочностью пород, обогащенностью цирконием при весьма низком содержании урана и тория, двухфазовым строением (более основные породы слагают периферию массивов, более щелочные лейко-кратовые - центральную часть). Образование этих плутонов происходило в платформенных условиях около 1750-1800 млн. лет назад (см. табл. 50).

По времени к этим щелочным массивам близки многочисленные аплитоидные граниты и пегматиты, широко распространенные в районах Ташлыка, Новоархангельска, Криворожья, представляющие собой результат регенерации ранних интрузий кировоградского типа. Ряд таких интрузий имеет зональное строение (боковянские, верблюжские граниты). В центральной части они сложены чарнокит-монцонитовыми породами, по периферии распространены преимущественно гранит-аплиты. Все эти граниты, так же как и предшествующие им кировоградские гранитоиды, отличаются присутствием акцессорных монацитов. Исследование акцессорного монацита позволило установить их возраст (около 1800 млн. лет). Обращает на себя внимание сходство значений возраста данных интрузий, полученных по изотопному отношению Pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶, при явном омоложении значений возраста по Pb²⁰⁶/U²³⁸ и Pb²⁰⁷/U²³⁵, что, вероятно, было вызвано позднейшими процессами метаморфизма, которые привели к частичной потере ими радиогенного свинца. Как мы увидим далее, именно в участках развития подобного рода поздних аплитоидных гранитов отмечались и еще более юные проявления магматизма.

Особое место среди магматических пород Украинского щита занимает так называемый Уманский массив, представляющий собой плутонсредне-зернистого биотитового гранита в юго-западной части щита. Своеобразный состав акцессорных минералов (ортит, сфен) сближает его с новомиргородскими породами, но резко отличает от других гранитоидов Украины. Достоверных значений возраста для Уманского плутона свинцово-урано-ториевым методом пока нет. Значения возраста в 1500-1600 млн. лет аргоновым методом позволяют рассматривать его как один из наиболее юных массивов изверженных пород в Украинском щите. Однако этот относительно молодой возраст Уманского плутона и ряда аплитоидных гранитов в районе Побужья (Джулинка), по-видимому, связан с явлениями регионального позднего метаморфизма в юго-западной части Украинского щита, что сказалось на различии возрастных значений аргонового и свинцового методов. Действительно, порфировидные граниты юго-восточной части Бугского антиклинория, слюды гнейсов и мигматитов того же региона показывали значения возраста, полученные аргоновым методом, от 1840 до 1440 млн. лет. Наиболее юные и пестрые значения возраста в интервале от 1390 до 1790 млн. лет получены для пород чарнокитовой формации Побужья. Эти даты в среднем совпадали со значением возраста Уманского плутона и позволили Л. В. Комлеву и др. связывать с уманским магматизмом обширный метаморфизм пород всего окружающего региона. Однако краевое положение этого региона в Украинском щите, смежного с областью молодого альпийского и варисского орогенеза, равно как и большая разбросанность цифр "аргонового" возраста (Э. А. Ярощук), возможно, свидетельствует о частичном влиянии на породы поздних палеозойских событий. Не случайно, что аргоновые значения возраста постепенно увеличиваются в северо-восточном направлении до тех пор, пока не достигают значений, получаемых свинцово-урановым методом (1900-2000 млн. лет) (рис. 34). Исходя из этого, мы не имеем оснований относить время становления уманских гранитов к более поздней эпохе, чем, например, новомиргородские интрузии.

Рис. 34. Геохронологическая схема Среднего Побужья. По Л. В. Комлеву: 1 - архейские гнейсы; 2 - гранодиориты и чарнокиты, 3 - граниты кировоградские; 4 - граниты трахитоидные; 5 - интрузии новомиргород-коростенского комплекса; 6 - граниты уманские; 7 - мигматиты с определениями возраста аргоновым методом 1500-1700 млн. лет, 8 - то же, 1300-1400 млн. лет; 9 - ось синклинория; 10 - ось антиклинория. Значения возраста (в млн. лет), полученные: 11 - свинцово-урановым, 12 - аргон-калиевым, 13 - стронций-рубидиевым методами

Одна из главных методических трудностей выяснения абсолютного возраста этих интрузий заключается в расхождениях значений возраста по разным изотопным отношениям, вызванных вероятной потерей радиогенного свинца и других компонентов (Л. В. Комлев). Радиогенный свинец акцессорных минералов как бы повторял, хотя и в меньшей степени, судьбу аргона. Поэтому для решения вопроса о возрасте отдельных интрузивных массивов нами был построен график с координатами Pb²⁰⁶/U²³⁸ : Pb²⁰⁷/U²³⁵ (рис. 35). Этот графический метод сравнения возрастных определений дал достаточно уверенные результаты о весьма древнем возрасте плагиогранитов Саксагани и гранодиоритов Ямбурга (3050 млн. лет) и несколько более юном возрасте подстепненских и саксаганских мигматитов (2700±200 млн, лет), установленном к тому же с меньшей точностью. Этот график, несмотря на значительный разброс точек, подтвердил вероятность существования весьма древних (2200 млн. лет) гранитоидов в районе Побужья (Чуднов, Райки) и преобладающий возраст 1900±100 млн. лет для подавляющей массы среднедокембрийских интрузий. К этой же возрастной категории пород по двум не очень удачным образцам ортита отнесен и Уманский гранитный массив.

Рис. 35. График значений возраста гранитоидов Побужья (в млн. лет). В изолиниях даны максимумы полученных значений

Самыми молодыми среднедокембрийскими интрузиями в Украинском докембрии оказались, как уже отмечалось ранее, Новомиргородские и Коростенские массивы рапакиви и синхронные им Приазовские щелочные массивы (1750±50 млн. лет).

При рассмотрении возрастных взаимоотношений магматизма четко выделяется структура Украинского щита, выражающаяся в существовании глыбы нижнего докембрия в районе излучины Днепра и мощных геосинклиналей среднего докембрия западнее Криворожья - в бассейне р. Буга и восточнее Западно-Приазовской полосы аномалий (Гуляйполе - Корсак Могила) - в Приазовье.

Вся история магматизма, развивавшегося главным образом в пределах этих областей геосинклинального прогибания и последующей инверсии, укладывается в достаточно длительный период 2200-1750 млн. лет и отражает процесс последовательного метаморфизма и гранитизации осадков Побужья и Приазовья, синхронных криворожской серии. В результате консолидации этих подвижных областей, постепенного превращения их в платформенные участки, как бы обраставшие древнее ядро Днепровской глыбы, к среднему докембрию возник современный консолидированный остов Украинского щита.

Породы рифейского возраста известны лишь на северо-западе Украинского щита, в районе г. Овруч. Эта серия осадков, называемая овручской, отличается значительно меньшим метаморфизмом, чем все породы Украинского щита, и представлена смятыми в пологие складки широтного простирания конгломератами, песчаниками и эффузивами (диабазовыми порфиритами и кварцевыми порфирами) и пирофиллит-хлоритовыми сланцами толкачевской свиты, а также несколько более дислоцированными песчаниками перекрывающей ее белокоровичской свиты.

Рис. 36. Геохронологическая схема Украинского щита: 1 - амфиболиты 'подстилающей' свиты криворожской серии и конкско-белозерской формации (3600? млн. лет); 2 - плагиограниты р. Саксагань, мигматиты Ингульца, Приднепровья (3200-2850 млн. лет); 3 - волынская, или подольская, серия; 4 - криворожская серия и ее аналоги в базавлук-чертомлыкской, орехово-павлоградской и побужских толщах (2700-2000 млн. лет), 5 - чудново-бердичевские гранитоиды и чарнокиты (2100 млн. лет), 6 - кировоград-житомирские, уманские, новомосковские, екатериновские и другие гранитоиды (2000-1800 млн. лет), 7 - новомиргородские и коростенские гранитоиды, рапакиви, щелочные граниты Приазовья (1750 млн. лет), 8 - клесовские, пержанские, осницкие граниты (?); 9 - овручские кварциты и эффузивы (1900? млн. лет). Цифры па парте - значения возраста (в млн. лет)

Согласно измерениям, выполненным аргоновым методом по эффузивам, абсолютный возраст овручской серии определяется 1400 млн. лет. В то же время некоторые исследователи (Н. П. Семененко, И. Л. Личак и др.) указывают на интрузивный контакт массивов Коростенского комплекса с породами овручской серии. Поскольку датирование пород по эффузивам в настоящее время не может служить достаточно достоверным методом измерения возраста, вопрос о стратиграфической и возрастной корреляции овручской серии остается открытым.

В пределах собственно Украинского щита к числу наиболее юных интрузивных проявлений могут быть отнесены диабазовые дайки широтного простирания, секущие породы криворожской серии и ингулецкие гнейсы, датированные аргоновым методом Г. В. Войткевичем и Л. К. Анохиной ~500 млн. лет.

Геологическая история осадконакопления на Украинском щите в позднем докембрии определяется накоплением на его юго-западных склонах и северо-западном основании позднерифейских осадков.

В 1964 г. Ю. Ю. Юрк впервые сообщил интересные данные о рифейском возрасте (1100-800 млн. лет) галек и валунов гранитоидов из юрских осадочных формаций Крымского полуострова. Измерения проводились аргоновым методом. Поскольку снос при накоплении юрских осадков Крыма происходил с юга, есть основание предполагать о существовании в районе Черноморского бассейна опустившихся массивов гранитоидов рифейской складчатой зоны, некогда обрамляющей Украинский массив с юга.

Исходя из изложенного выше материала систематизации геохронологического материала, выполненного в течение ряда лет разными лабораториями Советского Союза, нами предлагается представленный в табл. 49 вариант геохронологической схемы стратиграфии и магматизма Украинского щита, а также геохронологической карты Украины (рис. 36). Эта схема отчетливо показывает направленность и необратимость как осадочных, так и магматических процессов в истории докембрия, в частности доминирование в ранней истории щита гипербазитов и вулканогенных формаций, сменившихся позднее железорудными, а затем карбонатно-осадочными.

Таблица 49. Геохронологическая схема докембрия Украины

В строгом соответствии с геологической историей Украинского щита распределены в нем и его рудные богатства. Аналитические данные и возраст акцессорных минералов Украинского щита приводятся в табл. 50.