Глубинное развитие Припятского прогиба в девоне
Зiставленння глибинного розвитку Днiпровсько-Донецької западини та Прип’ятського прогину показало, что в девонi магматизм кожного басейну був пов’язаний з астеносферою, покрiвля якої розташовувалась на рiзних рiвнях. При визначеннi складу флюїдiв, якi брали участь в дифференцiацiї розплавiв Прип’ятс...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19766 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Глубинное развитие Припятского прогиба в девоне / О.В. Усенко // Доп. НАН України. — 2010. — № 3. — С. 137-141. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-19766 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Усенко, О.В. 2011-05-12T19:03:11Z 2011-05-12T19:03:11Z 2010 Глубинное развитие Припятского прогиба в девоне / О.В. Усенко // Доп. НАН України. — 2010. — № 3. — С. 137-141. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19766 551.2.03 Зiставленння глибинного розвитку Днiпровсько-Донецької западини та Прип’ятського прогину показало, что в девонi магматизм кожного басейну був пов’язаний з астеносферою, покрiвля якої розташовувалась на рiзних рiвнях. При визначеннi складу флюїдiв, якi брали участь в дифференцiацiї розплавiв Прип’ятського прогину, зроблено висновок, що джерелом ексгаляцiйної частини осадiв була астеносфера. The comparison of the deep developments of the Dnieper-Donets Depression and the Pripyat Trough in the Devonian period showed that the magmatism of each basin is related to the astenosphere, whose roof was disposed on different levels. Determination of the composition of volatites participating in the differentiation of melts of the Pripyat Trough, results in the conclusion that the source of exhalation is the astenosphere. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Науки про Землю Глубинное развитие Припятского прогиба в девоне Deep development of the Pripyat Trough in the Devonian period Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Глубинное развитие Припятского прогиба в девоне |
| spellingShingle |
Глубинное развитие Припятского прогиба в девоне Усенко, О.В. Науки про Землю |
| title_short |
Глубинное развитие Припятского прогиба в девоне |
| title_full |
Глубинное развитие Припятского прогиба в девоне |
| title_fullStr |
Глубинное развитие Припятского прогиба в девоне |
| title_full_unstemmed |
Глубинное развитие Припятского прогиба в девоне |
| title_sort |
глубинное развитие припятского прогиба в девоне |
| author |
Усенко, О.В. |
| author_facet |
Усенко, О.В. |
| topic |
Науки про Землю |
| topic_facet |
Науки про Землю |
| publishDate |
2010 |
| language |
Russian |
| container_title |
Доповіді НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Deep development of the Pripyat Trough in the Devonian period |
| description |
Зiставленння глибинного розвитку Днiпровсько-Донецької западини та Прип’ятського прогину показало, что в девонi магматизм кожного басейну був пов’язаний з астеносферою, покрiвля якої розташовувалась на рiзних рiвнях. При визначеннi складу флюїдiв, якi брали участь в дифференцiацiї розплавiв Прип’ятського прогину, зроблено висновок, що джерелом ексгаляцiйної частини осадiв була астеносфера.
The comparison of the deep developments of the Dnieper-Donets Depression and the Pripyat Trough in the Devonian period showed that the magmatism of each basin is related to the astenosphere, whose roof was disposed on different levels. Determination of the composition of volatites participating in the differentiation of melts of the Pripyat Trough, results in the conclusion that the source of exhalation is the astenosphere.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19766 |
| citation_txt |
Глубинное развитие Припятского прогиба в девоне / О.В. Усенко // Доп. НАН України. — 2010. — № 3. — С. 137-141. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT usenkoov glubinnoerazvitiepripâtskogoprogibavdevone AT usenkoov deepdevelopmentofthepripyattroughinthedevonianperiod |
| first_indexed |
2025-11-25T22:49:29Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:49:29Z |
| _version_ |
1850574270561779712 |
| fulltext |
УДК 551.2.03
© 2010
О.В. Усенко
Глубинное развитие Припятского прогиба
в девоне
(Представлено академиком НАН Украины В. И. Старостенко)
Зiставленння глибинного розвитку Днiпровсько-Донецької западини та Прип’ятського
прогину показало, что в девонi магматизм кожного басейну був пов’язаний з астено-
сферою, покрiвля якої розташовувалась на рiзних рiвнях. При визначеннi складу флюїдiв,
якi брали участь в дифференцiацiї розплавiв Прип’ятського прогину, зроблено висновок,
що джерелом ексгаляцiйної частини осадiв була астеносфера.
Днепровско-Донецкий авлакоген — линейно вытянутая впадина, ограниченная крупными
разломами фундамента и выполненная многокилометровой толщей осадочных пород. Мно-
гие исследователи рассматривают его как единую структуру. В работе [1] было проведено
установление глубин дифференциации расплавов, сформировавших магматические комп-
лексы Донбасса и Днепровско-Донецкой впадины (ДДВ). Показано, что в девоне магматизм
каждого бассейна питала астеносфера, кровля которой располагалась на разных уровнях.
Появление магматических пород в ДДВ и Донбассе происходило в разное время, поэтому
их нельзя объединять в единые формации.
Различия между вулканогенными породами Припятского прогиба (ПП) и ДДВ менее
ярко выражены. В обеих структурах формируются вулканогенные толщи, представленные
щелочными расплавами, характеризующимися высокой степенью эксплозивности. Их фор-
мирование предваряется появлением кимберлитов на Припятском валу и карбонатизиро-
ванных оливинитов Белоцерковского комплекса в ДДВ. Обе разновидности пород сформи-
рованы из расплавов, образованных при плавлении лерцолита мантии на глубине ∼ 200 км
при высокой активности СО2.
Задачи данного исследования:
1. Сопоставление глубинного развития (изменения расположения кровли астеносферы)
ДДВ и ПП в девоне. Для ДДВ расположение глубин дифференциации расплавов рассмот-
рено в статье [1].
2. Установление флюидного режима дифференциации расплавов ПП.
3. Сопоставление состава магматических флюидов, отделяющихся от астеносферы, с со-
ставом эксгаляционно-осадочной толщи, накапливающейся синхронно.
Состав магматических и осадочных пород ПП приведен, согласно данным работ [2, 3].
В верхнем девоне можно выделить два этапа активизации ПП и ДДВ. Начало эта-
па соответствует перемещению значительного объема частично расплавленного вещества
(астенолита) вверх, что приводит к изменению расположения кровли астеносферы и, со-
ответственно, распределения T в верхней мантии. Подобное перемещение в большинстве
случаев сопровождается появлением на поверхности недифференцированных ультраоснов-
ных расплавов, генерация которых осуществлялась на глубине более 200 км.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2010, №3 137
Первые проявления магматизма Припятской впадины зафиксированы в евлано-ливен-
ское время позднего девона. Абсолютный возраст (357 ± 12) млн лет.
Этап 1. Первая вулканогенная толща подстилается фаунистически охарактеризован-
ными евлановскими отложениями франского яруса, а перекрывается задонскими слоя-
ми нижнефаменского подъяруса. Представлена нефелинитами, плагиотрахитами, трахи-
базальтами, трахиандезитами. Минеральный состав: моноклинный пироксен (эгирин, эги-
рин-авгит), роговая обманка, калиевый полевой шпат, альбит, нефелин. В субщелочных
и плагиотрахитах наряду со щелочными полевыми шпатами (альбит, ортоклаз, анортоклаз)
описаны олигоклаз и андезин. В нефелинитах присутствуют нефелин, пироксен, оливин.
В породах низкие содержания СаО (в среднем — 3%), MgO (до 2%) и высокие — Na2O (до
5–7%) и K2О (до 5–6%).
Накануне образования вулканогенных пород накапливаются нижнещигровские, верхне-
щигровские и петинские слои, представленные глинами, алевролитами, песчаниками с про-
слоями доломитов и ангидритов. В воронежско-евлановское время образуются толщи из-
вестняков, подстилающих первую вулканогенную толщу. Также происходит накопление ар-
гиллитов, мергелей, известняков, доломита, ангидрита. Соленакопление (галит и очень ред-
ко калийные соли) происходит в восточной части впадины одновременно с извержением
магм и туфов первой вулканогенной толщи в западной. Вулканогенный материал представ-
лен производными трахитовых магм (SiO2 55–56%), которые образуют прослои вулканиче-
ских туфов и туффитов в каменной соли, доломитах, мергелях.
Вулканогенные породы первого этапа представлены дифференцированными основными
и средними породами. Ультраосновные родоначальные магмы, состав которых должен был
отвечать меймечиту (для нефелинсодержащих пород) либо щелочному пикриту (для тра-
хибазальтов) не описаны. Формирование первичного расплава подобного состава возмож-
но при P ∼ 7 ГПа при участии СО2. Дальнейшая дифференциация расплава происхо-
дит при давлении не более 3 ГПа. Только при меньших давлениях возможна ликвация
на силикатную и карбонатную составляющие. Более вероятна дифференциация под корой
(при P ∼ 1,7 ГПа). На это указывают косвенные признаки: наличие оливина, относительно
быстрая нейтрализация среды. Влияние Н2О на дифференциацию мантийных расплавов
увеличивается при контаминации веществом коры.
Магматические породы первого этапа развития ПП отличает ряд особенностей:
1. Присутствие нефелинитов (с оливином), появление в разрезе карбонатной пачки,
свидетельствует об отделении СО2 — ликвации на силикатный и карбонатный расплавы,
что возможно при участии смеси фторидно-натриевых и карбонатно-кальциевых флюидов
в процессе дифференциации расплава. Присутствие щелочного пироксена, нефелина свиде-
тельствуют о “сухости” силикатного расплава — дефиците О2−, который в щелочных усло-
виях расходуется на окисление углерода (образование карбоната — доломита, кальцита). Но
углекислая фаза экстрагирует из расплава кальций, поэтому плагиоклазы в подобных усло-
виях не формируются. Сосуществование нефелинитов и плагиотрахитов (пород с альбитом
и ортоклазом, затем олигоклазом и андезином), появление роговой обманки (а не щелоч-
ного амфибола) говорит о неоднородности условий в астеносфере. Еще более необычно
для комагматичных серий с фельдшпатоидами накопление кальция в остаточном расплаве
(образование андезина).
2. Смещение кровли астеносферы в кору приводит к образованию трахитовых магм —
существенного обогащения расплава SiО2 не происходит. Возможно под ПП или его частью
кора сложена породами повышенной основности.
138 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2010, №3
Однозначно проследить особенности дифференциации пород первой вулканогенной
толщи на данном фактматериале невозможно. Вероятны варианты (или их сочета-
ние):
1) происходит синхронное развитие двух магматических очагов. В одном очаге карбонат-
но-кальциевый тренд дифференциации сменяется в коре водно-хлоридно-натриевым (как
в ДДВ в девоне). В другом — реализуется тренд с участием хлоридно-водного флюида
с натрием и калием, с накоплением кальция в остатке.
Очаг, ближний к ДДВ, развивается по схеме, характерной для многих рифтовых
структур континентов. Расплав, по составу отвечающий меймечиту, образуется на глубине
∼ 220 км (P ∼ 7 ГПа) при участии СО2. Дальнейшая дифференциация происходит под
корой (P ∼ 1,7 ГПа). Вследствие присутствия СО2 и фторид-ионов, а также высокой ще-
лочности происходит ликвация на две несмесимые жидкости: силикатную и карбонатную.
Кальций экстрагируется в карбонатную фазу, силикатная обогащена натрием и калием. Из
нее формируются нефелиниты.
Очаг, ближний к ВПП, развивается по анортозитовой схеме, характерной для базаль-
тов океанических островов, срединно-океанических хребтов. Исходный расплав по составу
близок к пикриту, что указывает на участие не только СО2, но и Н2О в процессе инициаль-
ного плавления. При снятии давления происходит разделение на частично смесимые кар-
бонатную и силикатную фазы, что свидетельствует о присутствии хлорид-ионов. Кальций
распределяется между фазами. Щелочность расплава ниже (нивелируется в присутствии
воды и хлорид-ионов), формируются плагиоклазы;
2) ПП — зона сочленения регионов с разным строением коры — ВПП (Волыно-По-
дольская плита с корой повышенной основности) и ПП — ДДВ (с нормальной континен-
тальной корой). Поэтому дифференциация протекает в “геометрически” одном очаге, но по
двум схемам. Причина — контаминация мантийного расплава коровым веществом разного
состава.
Этап 2. Вторая вулканогенная толща подстилается верхнезадонскими, а перекрыва-
ется верхнеелецкими отложениями фаменского яруса. Сложена туфами, чередующимися
с известняками и мергелями, содержащими вулканокластический материал, а также по-
токами и покровами лав. Эффузивы представлены трахибазальтами, трахиандезитами,
трахитами (щелочными и субщелочными), нефелинитами (в том числе лейцитсодержащи-
ми) и ультраосновными анкаратрит-пикритами и лимбургитами. В скважине Борщевская
Р1 разрез второй вулканогенной толщи начинается пачкой вулканогенно-карбонатных по-
род, “образованных хемогенным карбонатом (преимущественно кальцитом) и обломками
измененных эффузивных пород и кристаллов полевых шпатов. Встречаются прослои силь-
но карбонатизированных кристаллолитокластических туфов и известковых туффитов” [2,
с. 25–26 ].
Третья вулканогенная толща, известная только в крайней северо-восточной части При-
пятской впадины, отделена от второй пачкой известняков позднеелецкого возраста мощно-
стью 25 м. На этих известняках в одних разрезах востока впадины (Ветхин, Борщевка, Ва-
сильево) лежит каменная соль и ангидриты верхней толщи, в других (Шарпиловка) — обра-
зования верхней вулканогенной толщи. Перекрывается образованиями данковского времени
верхнефаменского подъяруса.
Представлена туффитами смешанного среднего (трахитового) и ультраосновного (лим-
бургитового) состава и карбонатными туффитами, лейцитовыми нефелинитами, лимбурги-
тами, щелочными трахитами.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2010, №3 139
Лимбургиты с высокими содержаниями MgO (15–24%) и низкими Аl2O3 (6–8%), рез-
ким преобладанием FeO над Fe2O3 несколько обеднены СаО (2–6% по сравнению с 11–12%
в анкаратрит-пикритах). Анкаратрит-пикриты состоят из пироксен- и нефелинсодержащей
основной массы и густой вкрапленности оливина (фаялитовой молекулы 12–14%). Содер-
жание щелочей в них также намного выше, чем в лимбургитах: Na2O (1,1–2,3%) и K2О
(0,7–1,1%)
Верхняя соленосная толща елецко-лебедянского возраста представлена галитом
и калийными солями, которые в некоторых участках грабена имеют промышленное
значение.
Описание пород второй и третьей пачек на втором этапе указывает на пополнение асте-
носферы, располагающейся в интервале глубин 50–100 км, ультраосновным недифферен-
цированным расплавом. Растворенный флюид представлен преимущественно СО2. Встре-
чаются те же породы, что и в первой пачке, а также гибридные разновидности — лей-
цитсодержащие нефелиниты, биотит-оливиновые базальты. Их извержения предваряются
образованием эксгаляционных пород, напоминающих карбонатиты, что также позволяет
определить их как глубинные (200–300 км) выплавки. Сочетание ультраосновных пород
с фельдшпатоидами и карбонатитов наблюдается при резком снятии давления и ликвации
на несмесимые карбонатную и силикатную составляющие. Появление лейцитсодержащих
однозначно указывает на поступление вещества из глубинной астеносферы. Формирова-
ние структуры лейцита (в жидком щелочном расплаве) происходит при P > 5 ГПа [4].
О том, что между двумя этапами не происходит кристаллизация расплава на глубине
50–100 км, свидетельствуют “сквозные” магматические образования — субщелочные тра-
хиты и т. д.
Таким образом, на обоих этапах кровля астеносферы располагается под корой, затем
происходит внедрение расплавов в кору и плавление пород коры. В ДДВ породы первого
этапа дифференцированы под корой и в коре, на втором этапе кровля астеносферы распо-
лагалась на 100 км [1].
Роли эндогенного вещества в формировании эксгаляционно-осадочных толщ, в том чис-
ле ДДВ и ПП, посвящено огромное количество работ. Сопряжение изменения состава маг-
матических и осадочных пород в процессе дифференциации расплавов астеносферы в ман-
тии и коре в девоне для ДДВ прослежено автором в работе [5]. Следует подчеркнуть, что
речь идет не о способе накопления хемогенных толщ, которые в этом смысле являются оса-
дочными — откладываются из раствора по мере падения его T при разгрузке гидротерм на
дне морского бассейна, а об источнике вещества.
Сопоставление состава флюида, участвовавшего в дифференциации, режима
его отделения от расплава астеносферы с составом вулканогенных и синхронных
осадочных пород приведено в табл. 1. Стрелками указано направление миграции
компонентов.
Сопряжение состава вулканогенных и эксгаляционно-осадочных пород не может
быть случайным. В ПП эта тенденция проявлена еще четче, чем в ДДВ, так как
расплавы двух этапов активизации имеют разную щелочность. В первой вулкано-
генной пачке представлены породы с преобладающей натриевой щелочностью. В ни-
жней солевой толще калийные соли очень редки. Пополнение астеносферы из глу-
бинного источника сопровождается привнесением калия — формируются лейцитсодер-
жащие породы. Верхняя солевая толща содержит калийные соли в промышленных
количествах.
140 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2010, №3
Таблица 1
Вулканогенные породы [2] Состав флюида Эксгаляционно-осадочные породы [3]
Этап 1. Франские ассоциации пород
Кимберлиты Ca2+ +Mg2+ + (CO3)
2− Доломит (CaCO3 ·MgCO3)
Нефелиниты Na+(K+) + F
(Na3K[AlSiO4]4 — нефелин) (← силикатный расплав)
Ca2+ +Mg2+ + (CO3)
2− Известняк (CaCO3), мергель
(карбонатный флюид→)
среда щелочная
Плагиотрахиты, Ca2+ +Na+ +K+ +H2O+ Cl− Галит (NаСl) с прослоями трахитов
трахибазальты, трахиандезиты Нейтрализация среды Ангидрит (CaSO4 ·H2O)
Этап 2. Фаменские ассоциации пород
Трахибазальты,
трахиандезиты, трахиты
Карбонатиты (кальцит CaCO3) Ca2+ +Mg2+ + (CO3)
2− Доломит, мергель, известняк
Анкаратрит-пикриты, (← карбонатный расплав,
лимбургиты флюид→)
Нефелиниты с лейцитом Na+ +K+ + F
16[KAlSi2O6]— лейцит (← силикатный расплав)
Карбонатные туффиты, K+ +Na+ + (CO3)
2− + F−
лейцитовые нефелиниты, (среда щелочная)
лимбургиты,
щелочные трахиты K+(Na+) + H2O+ Cl− Каменная и калийная (КСl) соль.
Нейтрализация среды Ангидрит
Дифференциация солевых толщ по катионному составу и его соответствие составу мине-
ралов синхронных вулканогенных пород — свидетельство эндогенного источника вещества
хемогенно-осадочных толщ.
1. Усенко О.В. Состав магматических пород как отражение глубинного процесса (на примере герцин-
ских геосинклинали Донбасса и рифта ДДВ) // Геофиз. журн. – 2004. – 26, № 3. – С. 111–119.
2. Корзун В.П., Махнач А.С. Верхнедевонская щелочная вулканогенная формация Припятской впа-
дины. – Минск: Наука и техника, 1977. – 164 с.
3. Балабушевич И.А. Припятский грабен. – Киев: Наук. думка, 1965. – 172 с.
4. Tsuruta K., Takahashi E. Melting study of an alkali basalt JB-1 up to 12.5 GPa: behavior of potassium in
the deep mantle // Phys. Earth and Planet. Inter. – 1998. – 107. – P. 119–130.
5. Гордиенко В.В., Усенко О.В. Процесс рифтогенеза на примере герцинского Днепровско-Донецкого
рифта // Геофиз. журн. – 2002. – 24, № 4. – С. 42–59.
Поступило в редакцию 13.08.2009Институт геофизики им. С.И. Субботина
НАН Украины, Киев
O.V. Usenko
Deep development of the Pripyat Trough in the Devonian period
The comparison of the deep developments of the Dnieper-Donets Depression and the Pripyat Trough
in the Devonian period showed that the magmatism of each basin is related to the astenosphere,
whose roof was disposed on different levels. Determination of the composition of volatites parti-
cipating in the differentiation of melts of the Pripyat Trough, results in the conclusion that the
source of exhalation is the astenosphere.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2010, №3 141
|