Напружено-деформований стан земної кори Побузького гірничорудного району на ділянці Гайворон-Завалля

Results of tectonic-physical studies of the upper part of the Earth mantle of the Bug mining area of the Bug block of the Ukrainian shield fulfilled in 2017 in the basin of the upper and middle course of the Southhern Bug river have been presented in the paper. The aim of the studies is examination of the rocks deformations character and reconstruction of paleostrains for subsequent plotting of geodynamic model of the Earth crust for the Bug mining area. Field tectonic-physical studies have been fulfilled by a structural-paragenetic method of tectonic-physics for different depth levels. For plotting stereograms for orientation of rocks jointing and other structural elements the program Stereonet was used. The rocks of the area are characterized by structural-textural anisotropy and are interrupted by numerous zones of polytectonites. The structural elements of the studied territory were mainly formed by the effect of rockslide deformational regimes with sub-horizontal position of the main (maximal and minimal) normal strains. At the early stages of right- and left-shift deformations of the Gaivoron-Zavalye block early flow cleavage and schistosity, linear and banded texture of rocks were formed. In zones of maximal rockslide deformations monocline and structural-textural elements (STE) are widely developed. Strain field calculated by STE is close to the strain field of the Kirovograd stage of faults formation. Overwhelming majority of fragile fissures of the study area have sub-vertical drop and two main spreading directions, the first one is sub-parallel to structural-textural elements and the second one is subnormal to them. The field calculated by fissure paragenesis corresponds to the younger Subbotsk-Moshorin stage of fracture formation of the Ukrainian shield.Приведены результаты тектонофизического изучения верхней части земной коры Побужского горнорудного района Бугского мегаблока Украинского щита, выполненного в 2017 г. в бассейне верхнего и среднего течения р. Южный Буг. Изучен характер деформаций горных пород и реконструировано палеонапряжение для дальнейшего построения геодинамической модели земной коры района. Полевые тектонофизические исследования выполнены структурно-парагенетическим методом тектонофизики для различных уровней глубинности. Для построения стереограмм ориентировки трещиноватости горных пород и других структурных элементов применена программа Stereonet. Горные породы района характеризуются структурно-текстурной анизотропией и нарушены многочисленными зонами политектонитов. Структурные элементы изученной территории в основном формировались под влиянием сдвиговых деформационных режимов при субгоризонтальном положении главных (максимального и минимального) нормальных напряжений. На ранних этапах право- и левосдвиговых деформаций Гайворон-Завальевского блока были сформированы ранний кливаж течения и сланцеватость, линейная и полосчатая текстуры горных пород. В зонах максимальных сдвиговых деформаций широко развиты моноклинали и структурно-текстурные элементы. Рассчитанное по этим элементам поле напряжений близко к полю напряжений кировоградского этапа разломообразования. Подавляющее большинство хрупких трещин района исследований имеет субвертикальное падение и два основных направления простирания, одно из которых субпараллельно структурно-текстурным элементам, а второе субперпендикулярно к ним. Рассчитанное по трещинным парагенезисам поле соответствует более молодому субботско-мошоринскому этапу разломообразования в пределах Украинского щита.Наведено результати тектонофізичних вивчення верхньої частини земної кори Побузького гірничорудного району Бузького мегаблоку Українського щита, виконаного в 2017 р в басейні верхньої і середньої течії р. Південний Буг. Вивчено характер деформацій гірських порід і реконструйовано палеонапряженіе для подальшої побудови геодинамической моделі земної кори району. Польові тектонофізичних дослідження виконані структурно-парагенетичних методом тектонофізіки для різних рівнів глубинности. Для побудови стереограмм орієнтування трещиноватости гірських порід та інших структурних елементів застосована програма Stereonet. Гірські породи району характеризуються структурно-текстурної анізотропією і порушені численними зонами політектонітов. Структурні елементи вивченої території в основному формувалися під впливом зсувних деформаційних режимів при субгоризонтально положенні головних (максимального і мінімального) нормальних напружень. На ранніх етапах право- і левосдвігових деформацій Гайворон-Завальевского блоку були сформовані ранній кліваж течії і сланцеватость, лінійна і полосчатая текстури гірських порід. У зонах максимальних зсувних деформацій широко розвинені моноклинали і структурно-текстурні елементи. Розраховане по цих елементах поле напруг близько до поля напружень кіровоградського етапу Разломообразованіе. Переважна більшість тендітних тріщин району досліджень має субвертікальное падіння і два основних напрямки простягання, одне з яких субпараллельно структурно-текстурованим елементам, а друге субперпендікулярно до них. Розраховане по тріщинах парагенезісов поле відповідає більш молодому Субботский-Мошоринської етапу Разломообразованіе в межах Українського щита

Побузький гірничорудний район Українського щита. Структурно-петрофізична карта кристалічного фундаменту та деякі питання геології раннього докембрію

Structural and petrophysical map of a scale 1:100 000 of the Bug mining area (BMA), one of the most promising areas of ore minerals in the eastern part of the Ukrainian shield has been built. The area is located in the Middle Bug (sheets of topographic map M-35-XXXVI-eastern half and M-36-XXXI). Materials of geological survey of a scale 1:50 000, deep geological mapping of a scale 1:200 000, exploration, as well as: geophysical surveys of a scale 1:10 000—1:50 000, seismic and geoelectric deep sounding; special tectonic works on outcrops; published results of determining the isotopic age of Precambrian rocks have been put into the basis of the constructions.Authors tried to enclose only indisputable data such as material composition, structural and textural features, petrophysical characteristics of rocks, the contours and dimensions of bodies by geophysical data and drilling, tectonophysical parameters of discontinuous structures directly in the map content.Unclear and discussion debatable points on the map are not shown and discussed in the text. These problems include the tectonic position of BMA (the Bug Mining Area), which, according to the authors, belonged to the Bug megablock in the Archean and in the Proterozoic  it was divided by the  fault Talnov zone  and as a result of the process of shifting-pulling apart  its eastern part joined the Ingul megablock. The deep crust-mantle nature established in the territory of BMA of the large Golovanevsk and Bandurivka gravitation anomalies have been shown.The authors rejected the division of Early Precambrian rocks of granulite facies into suites as because the principle of a sequence of strata and correlation of sections in the area is not observed. The problem of the scope of the Dniester and Bug series from which rocks of Proterozoic kinzigite formations were excluded is being discussed here. Particular attention has been paid to the mechanisms of formation of subvertical layered banded structure of thickness of Early Precambrian granulite complexes of the area. It is shown that this structurally textured rock fabric formed in the early Proterozoic as a result of horizontal forces and horizontal movements of the substance and the folding has mainly near-fault shift character with subvertical hinges of folds, which is clearly seen in the horizontal sections and by the results of drilling.Построена структурно-петрофизическая карта масштаба 1:100 000 Побужского горнорудного района (ПГРР), одного из наиболее перспективных на рудные полезные ископаемые в западной части Украинского щита. Район расположен на Среднем Побужье (листы топографической карты М-35-XXXVI — восточная половина и М-36-XXXI). В основу построений положены материалы геологической съемки масштаба 1:50 000, глубинного геологического картирования масштаба 1:200 000, поисково-разведочных работ, а также геофизических съемок масштабов 1:10 000—1:50 000,сейсмического и геоэлектрического глубинного зондирования; специальных тектонофизических работ на обнажениях; опубликованных результатов определения изотопного возраста докембрийских горных пород. Непосредственно в содержание карты авторы постарались вложить только бесспорные данные, такие как вещественный состав, структурно-текстурные особенности, петрофизическая характеристика горных пород, контуры и размеры тел по геофизическим и буровым данным, тектонофизические параметры разрывных структур.Неясные и дискуссионные моменты на карте не показаны и обсуждены в тексте. К таким вопросам относится тектоническое положение ПГРР, который, по мнению авторов, в архее принадлежал Бугскому мегаблоку, а в протерозое был разделен Тальновской зоной разломов и в результате процесса сдвиго-раздвига его восточная часть отошла к Ингульскому мегаблоку. Показана глубинная коромантийная природа установленных на территории ПГРР крупных Голованевской и Бандуровской гравитационных аномалий.Авторы отказались от подразделения раннедокембрийских горных пород гранулитовой фации на свиты, так как принцип последовательности напластования и корреляции разрезов в районе не соблюдаются. Обсуждена проблема объема днестровско-бугской серии, из которой исключены породы кинцигитовой формации, имеющие протерозойский возраст. Особое внимание уделено механизмам формирования субвертикального слоисто-полосчатого строения толщи раннедокембрийских гранулитовых комплексов района. Показано, что эта структурно-текстурная ткань горных пород образовалась в раннем протерозое в результате действия горизонтальных сил и горизонтальных движений вещества, а складчатость имеет в основном приразломный сдвиговый характер с субвертикальными шарнирами складок, что хорошо видно в горизонтальных срезах и по результатам бурения.Побудовано структурно-петрофiзичну карту масштабу 1:100 000 Побузького гірничорудного району (ПГРР), одного з найперспективнiших на рудні корисні копалини в західній частині Українського щита. Район розмiщується на Середньому Побужжі (листи топографічної карти М-35-XXXVI — східна половина і М-36-XXXI). В основу побудов покладено матеріали геологічного знiмання масштабу 1:50 000, глибинного геологічного картування масштабу 1:200 000, пошуково-розвідувальних робіт, а також геофізичних знiмань масштабів 1:10 000—1:50 000, сейсмічного та геоелектричного глибинного зондування; спеціальних тектонофізичних робіт на відслоненнях; опублікованих результатів визначення ізотопного віку докембрійських гірських порід. Безпосередньо у зміст карти автори вклали тільки беззаперечні дані, такі як речовинний склад, структурно-текстурні особливості, петрофізична характеристика гірських порід, контури і розміри тіл за геофізичними та буровими даними, тектонофізичні параметри розривних структур. Неясні й дискусійні моменти на карті не показані, але обговорені у тексті. Одним з таких питань є тектонічне положення ПГРР, який, на думку авторів, в археї належав Бузькому мегаблоку, а в протерозої був розділений Тальнівською зоною розломів і в результаті процесів зсуву—розсуву його східна частина відійшла до Інгульського мегаблока. Показано глибинну коромантiйну природу встановлених на території ПГРР великих Голованівської і Бандурівської гравітаційних аномалій. Автори відмовилися від розділення ранньодокембрійських гірських порід гранулітової фації на світи, оскільки принцип послідовності нашарування і кореляції розрізів у районі не дотримується. Обговорено проблему обсягу дністровсько-бузької серії, з якої виключено породи кінцигітової формації, які мають протерозойський вік. Особливу увагу приділено механізмам формування субвертикальної шарувато-смугастої будови товщі ранньодокембрійського гранулітового комплексу району. Показано, що ця структурно-текстурна основа гірських порід утворилася в ранньому протерозої внаслідок дії горизонтальних сил і горизонтальних рухів речовини, а складчастість має переважно прирозломно-зсувний характер із субвертикальними шарнірами складок, що добре помітно в горизонтальних зрізах і за результатами буріння

Features of the composition and deformation of rock within the Marmarosh massif (in Ukraine)

Microscopic study of rocks from fault zones reveals different types of dynamometamorphic microstructures, which were formed under compression and shear conditions: micro boudinage, mylonitization, deformation bands, subparallel zones of intragranular microcracks, etc. Сhanges in the optical properties of minerals (wavy extinction of quartz), processes of recrystallization of minerals (quartz, calcite), deformational twinning (calcite), new formations of stress minerals (muscovite along the mylonitization zone) are described. All these phenomena are clearly linked with the deformation regimes of compaction and transpression reconstructed in the study area

ПОЛЕВАЯ ТЕКТОНОФИЗИКА В РЕШЕНИИ ПРОБЛЕМ ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ТЕРРИТОРИИ УКРАИНЫ

The integrated approach combining kinematic and structural-paragenetic field tectonophysics techniques allows us to construct a continuous time scan of the stress-strain state (SSS) and deformation modes (DM) from sediment lithification to the final orogenic process for the studied areas. Definitions of the continuous sequence of SSS and DM provide for control of the known geodynamic reconstructions and adjustment of geodynamic models. An example is the tectonophysical study of the Alpine structural stage of the Western Mountainous Crimea (WMC) and the Pre-Cambrian complexes of the Ukrainian Shield (USh).Data from WMC allow us to make adjustments to the geodynamic model of the Mountainous Crimea. In particular, trajectories of the principal normal stresses (Fig. 4 and 5), both for shifts and shear faults with reverse components/ normal faults, suggest the reverse nature of movements of the Eastern and Western Black Sea microplates with their overall pushing onto the Crimean peninsula in the south-east, south and south-west (Fig. 7). In the Precambrian USh complexes (Fig. 8), 13 stages of regional deformation are revealed between ≥2.7 and 1.6 billion years ago. Until the turn of 2.05–2.10 billion years, the region was subject to transtension and transpression, as the Western (gneiss-granulite) and Eastern (granite-greenstone) Archean microplates of USh moved to separate from each other in the Neo-Archean and then diverged and converged in the Paleoproterozoic (movements at a sharp angle). It is assumed that in the Archean the Western and Eastern microplates were separated by the oceanic or sub-oceanic lithosphere (Fig. 12, 13). During the period of 2.3–2.4 billion years, the plates fully converged creating a zone of collision. It may be suggested that a possible mechanism for the oceanic window close-up was underthrusting of the upper suboceanic lithosphere layers beneath the crust-mantle plates on gently sloping break-up surfaces (non-subduction option), and one of them is Moho.Spreading of the Western and Eastern microplates of USh began at the turn of 2.05–2.10 billion years, as evidenced by the available tectonophysical data on fields of latitudinal extension of the crust. During spreading 2.1–2.05 billion years ago, emanations and solutions were able to ascend into the upper crust and thus stimulate palingenesis (Novoukrainsky and Kirovogradsky granites), and during repeated spreading 1.75 billion years ago, magma of the basic and acid composition (Pluto gabbro-anorthosite and rapakivi) intruded into the upper crust. The spreading zone coincided with the former collisional suture and became the site wherein the inter-regional Kherson-Smolensk suture was formed; it stretches submeridionally across the East European platform. Комплексный подход, объединяющий кинематический и структурно-парагенетический методы полевой тектонофизики, позволяет строить непрерывную временную развертку напряженно-деформированных состояний (НДС) и деформационных режимов (ДР) изучаемых районов от литификации осадков до завершающего орогенического процесса. Определение непрерывной последовательности НДС и ДР позволяет контролировать уже известные геодинамические построения и корректировать геодинамические модели. Примером может служить тектонофизическое изучение альпийского структурного этажа Западного Горного Крыма (ЗГК) и докембрийских комплексов Украинского щита (УЩ).Данные, полученные в ЗГК, позволяют внести коррективы в модель геодинамического развития Горного Крыма. В частности, траектории главных нормальных напряжений (рис. 4 и 5) как в сдвиговом, так и во взбросовом или сбросовом режимах, указывают на реверсный характер движений Восточно- и Западно-Черноморской микроплит при общем нажиме их на Крымский полуостров с юго-востока, юга и юго-запада (рис. 7). В докембрийских комплексах центральной части УЩ (рис. 8) установлены 13 этапов деформации региона между ≥2.7 и 1.6 млрд лет назад. До рубежа 2.05–2.10 млрд лет назад регион развивался в режиме транстенсии и транспрессии, при котором Западная (гнейсово-гранулитовая) и Восточная (гранит-зеленокаменная) архейские микроплиты УЩ в неоархее расходились, а в палеопротерозое сближались и расходились под острым углом. Предполагается, что Западную и Восточную микроплиты в архее разделяла океаническая или субокеаническая литосфера (рис. 12, 13). В период 2.3–2.4 млрд лет назад плиты сблизились полностью, образовав зону коллизии. Один из возможных механизмов закрытия океанического окна – поддвиг верхних горизонтов субокеанической литосферы под корово-мантийные пластины по пологим поверхностям срыва (несубдукционный вариант), одной из которых является раздел Мохо.На рубеже 2.05–2.10 млрд лет назад начался раздвиг Западной и Восточной микроплит УЩ, который устанавливается тектонофизическими данными по полям субширотного растяжения земной коры. Во время раздвига 2.05–2.10 млрд лет назад эманации и растворы получили возможность подъема в верхнюю кору, стимулируя процессы палингенеза (новоукраинские и кировоградские граниты), а при повторном раздвиге 1.75 млрд лет назад в верхнюю кору интрудировала магма основного и кислого состава (плутон габбро-анортозитов и рапакиви). Зона раздвига совпала с бывшим коллизионным швом и стала местом формирования межрегиональной шовной зоны Херсон – Смоленск, протягивающейся субмеридионально через всю Восточно-Европейскую платформу

The ups and thrusts in the earth's crust of the Kirovograd ore region and the connection with them of uranium mineralization

In accordance with the data of tectonophysical studies of a set of uranium deposits of the central part of the Ukrainian shield it was shown that those deposits were formed on the stage of compression of the Earth's crust between two stages of stretching. The stretching prevented through passage of ore solutions to the day surface above the surface of erosion. In this case the structures of uplifts type with hanging flanks that served as a screen for ore solutions were formed. Ore mineralization was mainly concentrated in ruptures with oblique bedding (thrust faults) and were kinamatically conjugated with thrusts

Geodynamic development of the Ingul megablock of the Ukrainian Shield for geological-geophysical and tectonophysical data. I

The article presents the data based on the materials of the 25-year tectonophysical study of the central part of the Ukrainian Shield. The purpose of the article is to show that the geodynamic evolution of the Shield since at least the late Archean was subordinated to the mechanisms of plate tectonics. The main arguments are: a decisive role in shaping the structure of the Precambrian basement of large sub-horizontal shifts along the wide shear zones, with initial stage in the Early Precambrian; the passing of the deformation processes in the formation of most fracture and folded structures in the subhorizontal position of the plane of the principal axes of the normal stresses Oj, O3; the establishment of zones of listric type and large gently dipping thrusts in the lithosphere of the shield; radical difference in the geodynamic evolution of the Archean western and eastern parts of the shield in case of the absence of the zone with the transitional deformation regime. In the first part of this article the general situation of the Ingul megablock in the structure of the Ukrainian Shield has been discussed and its borders were grounded. A scheme of the geological structure and structural tectonophysical map of the megablock have been given here. The concepts of the "fault zones" and "zones of cleavage" as well as the "stage" and the "phase" of deformation (faulting) have been discussed. 13 stages of deformation within the megablock covering the time from the Neo-Archean to Neo Proterozoic and having a decisive influence on the formation of its inner structure were described

Kinematics of formation of the Ukrainian Shield during the period 1,80-1,73 Ga ago according to the results of studies of rock fracturing of the Korosten and Korsun-Novomirgorod plutons

Strain-deformed state of the earth’s crust of northwestern and central parts of the Ukrainian Shield while jointing the terrains of Fennoscandia and Sarmatia and forming of the Korosten and the Korsun-Novomirgorod plutons of gabbro-anorthosites and rapakivi has been considered here. It is shown that the difference determined by fracturing in the orientation of the axes of the main normal stresses in the formation of the Korosten and Korsun-Novomirgorod plutons in the interval of 1,75-1,8 Ga was according to the fracture formation of the first pluton ahead of the second one at ~10 Ma and Sarmatia turn counterclockwise to 54°

Stressed states and deformations of the earth's crust of the central part of the Ingul megablock according to the materials of the tectonophysical study of the Novoukrainsky massif

The results of the field tectonophysical studies done in the central part of the Ukrainian Shield (USh) in 2005-2009 show that the Novoukrainian massif of the trahite-like granites was formed as a result of the latitudinal crustal extension 2,05 billion years ago during the formation of inter-regional tectonic suture of Kherson-Smolensk. The subsequent crustal deformations that accompanied the formation of the Kirovogradsky, Lelekovsky, Subbotsk-Moshorinsky and other fault zones, as well as the Korsun-Novomirgorod pluton of gabbro-anorthosites and rapakivi-like granites were reflected in the structure of the massif. A detailed study of the Novoukrainian massif and its frame made it possible to establish the chronological sequence of stages and phases of deformation of the central part of the USh from the Archean to the Late Proterozoic

Kinematics of formation of the Ukrainian Shield during the period 1,80-1,73 Ga ago according to the results of studies of rock fracturing of the Korosten and Korsun-Novomirgorod plutons

Strain-deformed state of the earth’s crust of northwestern and central parts of the Ukrainian Shield while jointing the terrains of Fennoscandia and Sarmatia and forming of the Korosten and the Korsun-Novomirgorod plutons of gabbro-anorthosites and rapakivi has been considered here. It is shown that the difference determined by fracturing in the orientation of the axes of the main normal stresses in the formation of the Korosten and Korsun-Novomirgorod plutons in the interval of 1,75-1,8 Ga was according to the fracture formation of the first pluton ahead of the second one at ~10 Ma and Sarmatia turn counterclockwise to 54°

Geodynamic development of the Ingul megablock of the Ukrainian Shield for geological-geophysical and tectonophysical data. II

In the second part of the article (see [Gintov, Mychak, 2011а]) a structure of the Ukrainian Shield (USh) Ingul megablock as a result of about 40 phases of deformation that occurred more than one billion years ago (Neo Archaean-Late Proterozoic) has been described somehow in detail. It is shown that most of the time the megablock experienced compressive stress in shear, and the main phases of extension occurred within 2,05-1,7 billion years ago. The geodynamic interpretation of the materials has been done, according to which the Archaean basement of the USh was made of two microplates - Western and Eastern. In the Archean they were spaced at a considerable distance and developed independently, and on the border of the Archaean and early Proterozoic they came together. The collisional zone between the microplates was the scene of the most intensive processes of tectono-thermal activation, during which massifs of the Novoukrainian, Kirovograd granites and Korsun-Novomirgorodsky pluton of gabbro-anorthosites and rapakivi were formed