Magneto-mineralogical characteristics of mafite-ultramafites of the Middle Bug River area and Holovaniv suture zone of the Ukrainian Shield (overview)
Mafites and ultramafites manifest in the magnetic field as significant magnetic anomalies due to the high content of magnetite, titanomagnetite and iron-magnesium silicates. Studying the mineralogy and magnetic properties of Archean rocks formed deep in the lower crust and uplifted to the surface al...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/273648 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Institution
Geofizicheskiy Zhurnal| _version_ | 1856543555313467392 |
|---|---|
| author | Shestopalova, O. Drukarenko, V. |
| author_facet | Shestopalova, O. Drukarenko, V. |
| author_sort | Shestopalova, O. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-02-22T20:41:14Z |
| description | Mafites and ultramafites manifest in the magnetic field as significant magnetic anomalies due to the high content of magnetite, titanomagnetite and iron-magnesium silicates. Studying the mineralogy and magnetic properties of Archean rocks formed deep in the lower crust and uplifted to the surface allows to understanding the sources of magnetic anomalies. Such rocks are known in the Ukrainian shield, in particular in the Middle Bug River region and in the Holovaniv suture zone (HSZ). We consider mafic-ultramafic assemblages of the rocks of this region, their mineral composition and magnetic characteristics, manifestations in the magnetic field, and the distribution of magnetic minerals. Several mafic-ultramafic associations of different ages, composed of effusive, sedimentary-effusive and intrusive formations, are recognized for the area the Pobuzkiy ore mining region. Most of them were transformed intensively by metamorphism of granulite (to eclogite) facies and by intense tectonic and diaphoretic processes. The main volcanics and volcanogenic-sedimentary rocks belong to the Tivriv stratum of the Paleoarchean Dniester-Bug and Neoarchaean Bug series. Mantle rocks were the protolith of the Tivriv stratum, which are similar in composition to oceanic basalts. The Pavliv stratum is considered as a part of the Dniester-Bug series. It is composed mainly of two-pyroxene crystal schists (sometimes amphibolized, often with significant magnetite content (up to 10 %)), magnetite-orthopyroxene crystal schists, and bodies of ferruginous quartzites. Both series contain gneiss complexes, as well as bodies of basite-hyperbasites. Mafic rocks are mainly represented by hornblende-pyroxene crystal schists and amphibolites. Ultramafite and mafit-ultramafite intrusive bodies were mapped in the central and northern parts of the HSZ where they are presented by rocks of the hyperbasite and gabbro-peridotite formations. The Holovaniv block of the HSZ is spatially coincident with the Holovaniv gravitational maximum and magnetic anomalies, which are probably caused by the rooting of mafit-ultramafits from the upper mantle along deep fault zones. Magnetic sources with increased magnetization were identified within the district of Haivoron. They are associated with pyroxene schists, gneisses, coarse-grained pyroxene schists, and ferruginous quartzites. The high values of magnetic parameters of the rocks of the Haivoron-Zavallya region are explained by the presence of eulysites and magnetite-hypersthene crystal schists. Within the area of occurence of charnockite-enderbite rocks, the magnetic field with increased intensity and a large-mosaic structure is observed. Differentiation of the magnetic properties of the rocks of the upper part of the Earth’s crust, the shape and low power of the sources indicate their possible primary magmatic formation in the form of massifs and dykes with further metamorphic transformations. Magnetite is the main magnetic mineral of mafite-ultramafites according to thermomagnetic analysis and ore microscopy. Several generations of magnetite are observed. Early generations (reliably magmatic) are present in the dark-colored minerals as point inclusions and emulsion discharges along fissures (disintegration structures of solid solutions). The increase of the amount of magnetite in all types of rocks is associated with superimposed secondary transformations. Redistribution of iron occurs in the recrystallization zones with the formation of clusters of secondary coarse-grained magnetite. According to the hypothesis, the magnetite of ferruginous quartzites has metamorphic origin, while the origin of the magnetite of iron-carbonate and iron-siliceous formations is a controversial issue. It depends on the determination of the genesis of the original substance. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:13:17Z |
| format | Article |
| id | journalsuranua-geofizicheskiy-article-273648 |
| institution | Geofizicheskiy Zhurnal |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-07-17T11:13:17Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | journalsuranua-geofizicheskiy-article-2736482023-02-22T20:41:14Z Magneto-mineralogical characteristics of mafite-ultramafites of the Middle Bug River area and Holovaniv suture zone of the Ukrainian Shield (overview) Магнітомінералогічна характеристика мафіт-ультрамафітів Середнього Побужжя та Голованівської шовної зони Українського щита (за літературними даними) Shestopalova, O. Drukarenko, V. Середнє Побужжя Голованівська шовна зона мафіт-ультрамафіти магнетит мінералогія Middle Bug River area Holovaniv suture zone mafite-ultramafites magnetite mineralogy Mafites and ultramafites manifest in the magnetic field as significant magnetic anomalies due to the high content of magnetite, titanomagnetite and iron-magnesium silicates. Studying the mineralogy and magnetic properties of Archean rocks formed deep in the lower crust and uplifted to the surface allows to understanding the sources of magnetic anomalies. Such rocks are known in the Ukrainian shield, in particular in the Middle Bug River region and in the Holovaniv suture zone (HSZ). We consider mafic-ultramafic assemblages of the rocks of this region, their mineral composition and magnetic characteristics, manifestations in the magnetic field, and the distribution of magnetic minerals. Several mafic-ultramafic associations of different ages, composed of effusive, sedimentary-effusive and intrusive formations, are recognized for the area the Pobuzkiy ore mining region. Most of them were transformed intensively by metamorphism of granulite (to eclogite) facies and by intense tectonic and diaphoretic processes. The main volcanics and volcanogenic-sedimentary rocks belong to the Tivriv stratum of the Paleoarchean Dniester-Bug and Neoarchaean Bug series. Mantle rocks were the protolith of the Tivriv stratum, which are similar in composition to oceanic basalts. The Pavliv stratum is considered as a part of the Dniester-Bug series. It is composed mainly of two-pyroxene crystal schists (sometimes amphibolized, often with significant magnetite content (up to 10 %)), magnetite-orthopyroxene crystal schists, and bodies of ferruginous quartzites. Both series contain gneiss complexes, as well as bodies of basite-hyperbasites. Mafic rocks are mainly represented by hornblende-pyroxene crystal schists and amphibolites. Ultramafite and mafit-ultramafite intrusive bodies were mapped in the central and northern parts of the HSZ where they are presented by rocks of the hyperbasite and gabbro-peridotite formations. The Holovaniv block of the HSZ is spatially coincident with the Holovaniv gravitational maximum and magnetic anomalies, which are probably caused by the rooting of mafit-ultramafits from the upper mantle along deep fault zones. Magnetic sources with increased magnetization were identified within the district of Haivoron. They are associated with pyroxene schists, gneisses, coarse-grained pyroxene schists, and ferruginous quartzites. The high values of magnetic parameters of the rocks of the Haivoron-Zavallya region are explained by the presence of eulysites and magnetite-hypersthene crystal schists. Within the area of occurence of charnockite-enderbite rocks, the magnetic field with increased intensity and a large-mosaic structure is observed. Differentiation of the magnetic properties of the rocks of the upper part of the Earth’s crust, the shape and low power of the sources indicate their possible primary magmatic formation in the form of massifs and dykes with further metamorphic transformations. Magnetite is the main magnetic mineral of mafite-ultramafites according to thermomagnetic analysis and ore microscopy. Several generations of magnetite are observed. Early generations (reliably magmatic) are present in the dark-colored minerals as point inclusions and emulsion discharges along fissures (disintegration structures of solid solutions). The increase of the amount of magnetite in all types of rocks is associated with superimposed secondary transformations. Redistribution of iron occurs in the recrystallization zones with the formation of clusters of secondary coarse-grained magnetite. According to the hypothesis, the magnetite of ferruginous quartzites has metamorphic origin, while the origin of the magnetite of iron-carbonate and iron-siliceous formations is a controversial issue. It depends on the determination of the genesis of the original substance. Завдяки високому вмісту магнетиту, титаномагнетиту та залізисто-магнезіальних силікатів, мафіти та ультрамафіти проявляються в магнітному полі значними магнітними аномаліями. Вивчення мінералогії та магнітних властивостей архейських порід, що утворились глибоко в нижній корі та вийшли на поверхню, може наблизити до розуміння природи джерел магнітних аномалій. Такі породи відомі на Українському щиті, зокрема на Побужжі та у Голованівській шовній зоні (ГШЗ). Розглянуто мафіт-ультрамафітові асоціації порід регіону, їх мінеральний склад та магнітні характеристики, прояви у магнітному полі та поширення магнітних мінералів. У межах Побузького гірничо-рудного району виділяють декілька різновікових мафіт-ультрамафітових асоціацій, складених ефузивними, осадово-ефузивними та інтрузивними утвореннями. Більшість із них зазнало інтенсивних перетворень внаслідок метаморфізму гранулітової (до еклогітової) фації метаморфізму та інтенсивних тектонічних і діафторичних перетворень. Основні вулканіти та вулканогенно-осадові породи належать до тиврівської товщі палеоархейської дністровсько-бузької та неоархейської бузької серій. Протолітом тиврівської товщі слугували мантійні породи, близькі за складом до океанічних базальтів. У складі дністровсько-бузької серії виділяється павлівська товща, складена переважно двопіроксеновими кристалосланцями, іноді амфіболізованими, часто із значним вмістом магнетиту (до 10 %), магнетит-ортопіроксеновими кристалосланцями, а також тілами залізистих кварцитів. Обидві серії містять гнейсові комплекси, а також тіла базит-гіпербазитів. Мафітові породи представлені переважно роговообманково-піроксеновими кристалосланцями та амфіболітами. Інтрузивні тіла ультрамафітів та мафіт-ультрамафітів закартовано у центральній та північній частинах ГШЗ, де вони представлені породами гіпербазитової та габро-перидотитової формацій. Голованівський блок ГШЗ просторово збігається з Голованівським гравітаційним максимумом і магнітними аномаліями, які, ймовірно, викликані вкоріненням мафіт-ультрамафітів з верхньої мантії по зонах глибинних розломів. За результатами моделювання у районі м. Гайворон визначені магнітні джерела з підвищеними значеннями намагніченості, що пов’язані з піроксеновими кристалосланцями, гнейсами, грубозернистими піроксеновими кристалосланцями та залізистими кварцитами. Високі значення магнітних параметрів порід району Гайворон—Завалля пояснюються наявністю серед них евлізитів та магнетит-гіперстенових кристалосланців. Магнітне поле підвищеної напруженості з крупно-мозаїчною внутрішньою будовою спостерігається у полі розвитку порід чарнокіт-ендербітового складу. Диференціація магнітних властивостей порід верхньої частини земної кори, форма та невелика потужність джерел свідчать про їх можливе первинно-магматичне формування у вигляді масивів та дайок з подальшими метаморфічними перетвореннями. За термомагнітним аналізом та рудною мікроскопією встановлено, що головним магнітним мінералом мафіт-ультрамафітів є магнетит кількох генерацій. Ранні генерації (достовірно магматичні) наявні у темноколірних мінералах у вигляді точкових включень та емульсійних виділень вздовж спайності (структури розпаду твердих розчинів). Збільшення кількості магнетиту в усіх різновидах порід пов’язане з накладеними вторинними перетвореннями. У зонах перекристалізації відбувається перерозподіл заліза з утворенням скупчень вторинного крупнозернистого магнетиту. Магнетит залізистих кварцитів, за існуючою гіпотезою, має метаморфічне походження. Походження магнетиту залізисто-карбонатної та залізисто-кремнистої формацій є спірним питанням та залежить від визначення генезису вихідної речовини. S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2023-02-22 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/273648 10.24028/gj.v44i6.273648 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 44 No. 6 (2022); 144-161 Геофизический журнал; Том 44 № 6 (2022); 144-161 Геофізичний журнал; Том 44 № 6 (2022); 144-161 2524-1052 0203-3100 uk https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/273648/269718 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Middle Bug River area Holovaniv suture zone mafite-ultramafites magnetite mineralogy Shestopalova, O. Drukarenko, V. Magneto-mineralogical characteristics of mafite-ultramafites of the Middle Bug River area and Holovaniv suture zone of the Ukrainian Shield (overview) |
| title | Magneto-mineralogical characteristics of mafite-ultramafites of the Middle Bug River area and Holovaniv suture zone of the Ukrainian Shield (overview) |
| title_alt | Магнітомінералогічна характеристика мафіт-ультрамафітів Середнього Побужжя та Голованівської шовної зони Українського щита (за літературними даними) |
| title_full | Magneto-mineralogical characteristics of mafite-ultramafites of the Middle Bug River area and Holovaniv suture zone of the Ukrainian Shield (overview) |
| title_fullStr | Magneto-mineralogical characteristics of mafite-ultramafites of the Middle Bug River area and Holovaniv suture zone of the Ukrainian Shield (overview) |
| title_full_unstemmed | Magneto-mineralogical characteristics of mafite-ultramafites of the Middle Bug River area and Holovaniv suture zone of the Ukrainian Shield (overview) |
| title_short | Magneto-mineralogical characteristics of mafite-ultramafites of the Middle Bug River area and Holovaniv suture zone of the Ukrainian Shield (overview) |
| title_sort | magneto-mineralogical characteristics of mafite-ultramafites of the middle bug river area and holovaniv suture zone of the ukrainian shield (overview) |
| topic | Middle Bug River area Holovaniv suture zone mafite-ultramafites magnetite mineralogy |
| topic_facet | Середнє Побужжя Голованівська шовна зона мафіт-ультрамафіти магнетит мінералогія Middle Bug River area Holovaniv suture zone mafite-ultramafites magnetite mineralogy |
| url | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/273648 |
| work_keys_str_mv | AT shestopalovao magnetomineralogicalcharacteristicsofmafiteultramafitesofthemiddlebugriverareaandholovanivsuturezoneoftheukrainianshieldoverview AT drukarenkov magnetomineralogicalcharacteristicsofmafiteultramafitesofthemiddlebugriverareaandholovanivsuturezoneoftheukrainianshieldoverview AT shestopalovao magnítomíneralogíčnaharakteristikamafítulʹtramafítívserednʹogopobužžâtagolovanívsʹkoíšovnoízoniukraínsʹkogoŝitazalíteraturnimidanimi AT drukarenkov magnítomíneralogíčnaharakteristikamafítulʹtramafítívserednʹogopobužžâtagolovanívsʹkoíšovnoízoniukraínsʹkogoŝitazalíteraturnimidanimi |