Умови метаморфізму та гранітизації порід Українського щита
Розглянуто умови метаморфiзму докембрiйських порiд Ураїнського щита. Зроблено висновок, що iнтенсивнiсть перетворень залежить вiд тиску, температури, кiлькостi та складу привнесеної речовини. Усi цi параметри безпосередньо пов’язанi з вiдстанню до астеносфери, крiвля якої розмiщується на глибинi 20...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/84363 |
| 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: | Умови метаморфізму та гранітизації порід Українського щита / О.В. Усенко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2012. — № 8. — С. 93-96. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859554606167621632 |
|---|---|
| author | Усенко, О.В. |
| author_facet | Усенко, О.В. |
| citation_txt | Умови метаморфізму та гранітизації порід Українського щита / О.В. Усенко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2012. — № 8. — С. 93-96. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Розглянуто умови метаморфiзму докембрiйських порiд Ураїнського щита. Зроблено висновок, що iнтенсивнiсть перетворень залежить вiд тиску, температури, кiлькостi та складу привнесеної речовини. Усi цi параметри безпосередньо пов’язанi з вiдстанню
до астеносфери, крiвля якої розмiщується на глибинi 20 км. Розплави корової астеносфери можуть виникнути виключно за рахунок надходження речовини з мантiї.
Рассмотрены условия метаморфизма докембрийских пород Украинского щита. Показано,
что интенсивность преобразований зависит от давления, температуры, количества и состава привнесенного вещества. Все эти параметры непосредственно связаны с расстоянием от астеносферы, кровля которой размещается на глубине 20 км. Слой плавления в коре
может возникнуть исключительно за счет поступления вещества из мантии.
The paper deals with the conditions of metamorphism of the Precambrian rocks of the Ukrainian
shield. It is shown that the intensity of a metasomatic transformation depends on the pressure,
temperature, amount, and composition of an introduced matter. All these options are directly related
to the distance from the asthenosphere, the roof of which is located at a depth of 20 km. A layer of
melting in the crust can occur solely by revenue agents from the mantle.
|
| first_indexed | 2025-11-26T09:35:58Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 551.2.03
© 2012
О.В. Усенко
Умови метаморфiзму та гранiтизацiї порiд
Українського щита
(Представлено академiком НАН України В. I. Старостенком)
Розглянуто умови метаморфiзму докембрiйських порiд Ураїнського щита. Зроблено ви-
сновок, що iнтенсивнiсть перетворень залежить вiд тиску, температури, кiлькостi
та складу привнесеної речовини. Усi цi параметри безпосередньо пов’язанi з вiдстанню
до астеносфери, крiвля якої розмiщується на глибинi 20 км. Розплави корової астено-
сфери можуть виникнути виключно за рахунок надходження речовини з мантiї.
Розгляд умов метаморфiзму та гранiтизацiї докембрiйських порiд є важливим за кiлькох
причин. По-перше, широко поширена думка, що палеогеотермiчний градiєнт в докембрiї
iстотно вiдрiзнявся вiд фанерозойського та сучасного. Вважається, що саме пiдвищений
геотермiчний градiєнт є причиною появи гранiтоїдiв внаслiдок анатектичного плавлення.
По-друге, до останнього часу поширена точка зору, що ступiнь метаморфiзму та вiк утво-
рення порiд є параметрами, пов’язаними мiж собою: чим вищий ступiнь метаморфiзму —
тим старшi породи.
Регiональний метаморфiзм — змiнення пiд впливом тиску та температури при зануреннi
шару порiд на глибину. На сьогоднi визначено РТ -умови перетворення для багатьох зразкiв
порiд УЩ [1]. Температури метаморфiзованих порiд до глибини 18 км розмiщено вздовж
прямої, глибше дiапазон температур досягає 150 ◦С на одному рiвнi (рис. 1). Значно вищi
температури на глибинi 0–20 км фiксують тiльки гiдротермальнi утворення, що вiдкла-
даються з флюїдiв, якi вiдокремлюються вiд корової астеносфери та iнтрузiй. На глибинi
20 км середнi температури перевищують температуру солiдусу порiд амфiболiтової фацiї
(600 ◦С), тому породи, що за складом вiдповiдають гранiту — андезиту, плавляться. Для
плавлення ультраосновних та основних порiд потрiбнi значно вищi температури (1050 ◦С
Рис. 1. РТ -умови регiонального метаморфiзму в корi УЩ (1 ), розрахунок температур при гiдротермальнiй
активностi (2 ) та встановленi для Приазовського масиву (3 ) [1, 4]
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №8 93
i бiльше) у дiапазонi корових глибин. Тому вони частково зберiгаються навiть у коровому
осередку у виглядi ксенолiтiв, розмiр яких може варiювати вiд кiлькох сантиметрiв до
кiлькох кiлометрiв. Температури метаморфiчних перетворень подiбних порiд УЩ можуть
перевищувати 800 ◦С. Глибше 20 км — дiапазон температур метаморфiчних перетворень
значно ширший, що пояснюється впливом на частину зразкiв високотемпературних (T >
> 1000
◦С) мантiйних розплавiв. Зразки, якi подiбного впливу не вiдчули, демонструють
вiдносно низькi температури перетворень при високому тиску.
Iснують петрологiчнi моделi, якi пояснюють утворення тоналiт-трондьємiтових асоцiа-
цiй внаслiдок плавлення за рахунок високого палеогеотермiчного градiєнта в археї [2]. Для
утворення розплаву, що за складом вiдповiдає тоналiту, необхiднi температури близько
1100–1200 ◦С при тиску 0,6–0,8 ГПа. Реалiзацiя подiбного розподiлу температур призвела
б до перевищення температури солiдусу аж до поверхнi, тобто тотального плавлення кори.
Бiльш вiрогiдним є припущення, що розiгрiта речовина надходить пiд кору та в кору, де охо-
лоджується. Ця гiпотеза пояснює як високi температури архейських магм, так i iснування
“твердої” кори вище 20 км.
Розподiл температур з глибиною демонструє, що метаморфiчнi перетворення вiдбу-
ваються в перiоди iснування корової астеносфери. Тодi регiональний метаморфiзм для по-
рiд, розташованих на глибинi, що перевищує 15 км, скорiше вiдповiдає плутонометаморфiз-
му. Рiзницею є розмiри плутону, за який виступає корова астеносфера, а також посилення
впливу речовини, що вiд неї вiдокремлюється, на мiнерали лiтосфери за рахунок високої
температури та тиску. Наявнiсть близько розташованої корової астеносфери призводить до
того, що у мiру занурення до метаморфiчної додається метасоматична складова — змiна
складу мiнералiв та порiд, що супроводжується привнесенням речовини. За РТ -умов ви-
сокої амфiболiтової фацiї та участi флюїду породи можуть бути частково розплавленi та
замiненi — формуються мiгматити, а при пiдвищеннi до притаманних гранулiтовiй фацiї —
розплавленi з утворенням гранiтоїдiв. Iнтенсивнiсть перетворень залежить вiд основностi
порiд — вмiсту кремнезему та глинозему.
Для багатьох геоблокiв щита породи були перетворенi кiлька разiв. Мiж перетвореннями
вiдбувалися вертикальнi рухи. Якщо пiсля впливу метасоматизуючого флюїду за високих
РТ -умов порода була виведена на поверхню внаслiдок висхiдних рухiв та бiльше не пiд-
лягала впливу розiгрiтої речовини, вона зберегла наслiдки впливу РТ -умов одного етапу,
наприклад, на Середньоприднепровському мегаблоцi Українського щита. Якщо пiсля пiд-
йому вiдбулися змiни за менших РТ -умов, вона може зберiгати iнформацiю про кiлька
моментiв їхнього впливу. В цьому разi проявлений також регресивний етап метаморфiзму.
Якщо вiдбувалося кiлькаразове занурення, породи раз за разом пiдлягали впливу бiльших
температури та тиску, вони представленi мiгматитами, що утворилися поблизу астеносфе-
ри, або палiнгенними гранiтами, що сформувалися безпосередньо в шарi плавлення. Се-
ред палiнгенних гранiтiв зберiгаються рiзного розмiру ксенолiти ультраосновних порiд, що
мають старший вiк (наприклад, ультрабазити капiтанiвського комплексу в Голованiвськiй
шовнiй зонi). Доказом наявностi кiлькох етапiв перетворень може слугувати рiзний аб-
солютний вiк утворення ядра циркону та його краю. Подiбнi циркони розповсюдженi на
Побужжi.
Таким чином, вiк породи та ступiнь її перетворення — характеристики, що не мають
мiж собою причинного зв’язку. Вiдмiннiсть будови докембрiйських щитiв вiд фанерозойсь-
ких активних регiонiв обумовлена високим ступенем метаморфiзму порiд, що виходять на
денну поверхню внаслiдок значного рiвня ерозiйного зрiзу. Масштаби гранiтизацiї спричи-
94 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №8
нено значно бiльшою тривалiстю iснування корової астеносфери, кiлькiстю та агресивнiстю
мантiйного флюїду.
Пiд час архейської гранiтизацiї астеносфера в мантiї та корi iснує перманентно до
2,8 млрд рокiв. Це викликано iстотно iншим складом речовини, що складає мантiйнi гли-
бини. В археї та протерозої глибинам, на яких розташована сучасна мантiя, притаманне
збагачення базальтоїдною складовою: кремнеземом, глиноземом, залiзом, кальцiєм, лугами
та галогенами. Розплави мiстять воду та вуглекислоту, сполуки азоту, мають високий окис-
ний потенцiал. Речовина подiбного складу не може кристалiзуватися за iснуючих РТ -умов.
По-перше, температури в мантiї перевищують температури солiдусу водного та карбонати-
зованого лерцолiту, якi дорiвнюють ∼1300
◦С при тиску 3–7 ГПа [3]. Мантiйнi розплави, що
в археї утворюють коматиїти, мають температури до 1700 ◦С, базальтовi магми в протеро-
зої — не менше 1300 ◦С [2]. Тому потрiбно виконання двох умов: позбавлення легкоплавкої
базальтоїдної складової, води, вуглекислоти, вуглеводнiв та iнших компонентiв, якi для
лерцолiту є надлишковими, та падiння температур. Найкращим способом виконання цих
умов є конвективне винесення речовини до поверхнi магматичними розплавами, збагаче-
ними флюїдом. Розтрата теплової енергiї у цьому процесi максимальна. Додатний внесок
вiдбувається за рахунок хiмiчних реакцiй та фазових переходiв, а також утворення газової
атмосфери та гiдросфери.
Постiйне винесення розiгрiтої речовини зумовлює iснування шару розплаву безпосеред-
ньо в корi. Однак, за виключенням розломних зон, по яких вiдбувається перемiщення роз-
плавiв та флюїдiв, верхнi надастеносфернi шари кори мають температури, що близькi до
температур у сучасних активних регiонах. Глибинне тепло швидко витрачається на роботу
по перенесенню розiгрiтих розплавiв та флюїдiв до поверхнi. Вiдзначимо, що регiональний
палеогеотермiчний градiєнт протерозою близький для фанерозою та докембрiю. За розра-
хунками В.В. Гордiєнко [4], в середньому дорiвнює 35 ◦С/км (див. рис. 1).
Загалом пiсля першого етапу гранiтизацiї (3,0–2,8 млрд рокiв тому), що супроводжу-
вала формування зеленокам’яних структур, у верхнiх шарах кори (∼15–30 км, вище —
вулканогенно-осадова товща, нижче — плагiоклазовi гранулiти) переважають плагiоклазо-
вi породи, якi мають значний вмiст кальцiю. За складом можуть вiдповiдати габро-тоналiту.
Головною флюїдною складовою, що супроводжувала весь архейський етап розвитку, є вод-
ний флюїд. Вiн мiстить натрiй i хлор. Карбонатний флюїд в умовах високого окисного
потенцiалу на диференцiацiю силiкатних розплавiв не впливає. Магматичнi породи, що
збагаченi магнiєм, кальцiй концентрується в силiкатах. Для архейських розплавiв прита-
манна майже повна вiдсутнiсть калiю i титану, якi з’являються у мiру зниження окисного
потенцiалу (води в мантiйних осередках) та пiдвищення лужностi в протерозої [4]. Iстотно
мiкроклiновi гранiти з’являються ∼2,8–2,6 млрд рокiв тому (наприклад, iнтрузивнi мок-
ромосковський та токовський комплекси). Серед метасоматичних перетворень найбiльш
поширена мiкроклiнiзацiя. Гранiтизацiя, яка вiдбувається 2,0 млрд рокiв тому, призводить
до поширення порiд з високим вмiстом калiю — бiотитових та мiкроклiнових гранiтiв. У ба-
гатьох випадках мiкроклiн є метасоматично накладеним на ранiшнi плагiоклазовi породи,
як у випадку з саксаганськими та iнгулецькими рiзновидами, що присутнi в обрамленнi
Криворiзько-Кременчуцької зони. Подiбнi метасоматичнi перетворення можуть вiдбутися
при iстотному збiльшеннi вiдношення КСl/НСl у глибинному водно-силiкатному флюїдi [4].
1. Метаморфизм Украинского щита / Отв. ред. И.С. Усенко. – Киев: Наук. думка, 1982. – 307 с.
2. Шинкарев И.Ф., Иванников В.В. Физико-химическая петрология изверженных пород. – Ленинград:
Недра, 1983. – 271 с.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №8 95
3. Walter M. J. Melt Extraction and Compositionel Variability in Mantle Lithospere. – The Mantle and Core /
Ed. by R.W. Carlson. – Oxford: Elsevier, 2005. – P. 363–394.
4. Украинский щит (геофизика, глубинные процессы) / Под ред. В. В. Гордиенко. – Киев: Корвiн пресс,
2005. – 210 с.
Надiйшло до редакцiї 21.11.2011Iнститут геофiзики iм. С. I. Субботiна
НАН України, Київ
О.В. Усенко
Условия метаморфизма и гранитизации пород Украинского щита
Рассмотрены условия метаморфизма докембрийских пород Украинского щита. Показано,
что интенсивность преобразований зависит от давления, температуры, количества и сос-
тава привнесенного вещества. Все эти параметры непосредственно связаны с расстоянием
от астеносферы, кровля которой размещается на глубине 20 км. Слой плавления в коре
может возникнуть исключительно за счет поступления вещества из мантии.
O.V. Usenko
The conditions of metamorphism and granitization of rocks of the
Ukrainian shield
The paper deals with the conditions of metamorphism of the Precambrian rocks of the Ukrainian
shield. It is shown that the intensity of a metasomatic transformation depends on the pressure,
temperature, amount, and composition of an introduced matter. All these options are directly related
to the distance from the asthenosphere, the roof of which is located at a depth of 20 km. A layer of
melting in the crust can occur solely by revenue agents from the mantle.
96 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №8
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-84363 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-26T09:35:58Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Усенко, О.В. 2015-07-06T18:34:06Z 2015-07-06T18:34:06Z 2012 Умови метаморфізму та гранітизації порід Українського щита / О.В. Усенко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2012. — № 8. — С. 93-96. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/84363 551.2.03 Розглянуто умови метаморфiзму докембрiйських порiд Ураїнського щита. Зроблено висновок, що iнтенсивнiсть перетворень залежить вiд тиску, температури, кiлькостi та складу привнесеної речовини. Усi цi параметри безпосередньо пов’язанi з вiдстанню до астеносфери, крiвля якої розмiщується на глибинi 20 км. Розплави корової астеносфери можуть виникнути виключно за рахунок надходження речовини з мантiї. Рассмотрены условия метаморфизма докембрийских пород Украинского щита. Показано, что интенсивность преобразований зависит от давления, температуры, количества и состава привнесенного вещества. Все эти параметры непосредственно связаны с расстоянием от астеносферы, кровля которой размещается на глубине 20 км. Слой плавления в коре может возникнуть исключительно за счет поступления вещества из мантии. The paper deals with the conditions of metamorphism of the Precambrian rocks of the Ukrainian shield. It is shown that the intensity of a metasomatic transformation depends on the pressure, temperature, amount, and composition of an introduced matter. All these options are directly related to the distance from the asthenosphere, the roof of which is located at a depth of 20 km. A layer of melting in the crust can occur solely by revenue agents from the mantle. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Науки про Землю Умови метаморфізму та гранітизації порід Українського щита Условия метаморфизма и гранитизации пород Украинского щита The conditions of metamorphism and granitization of rocks of the Ukrainian shield Article published earlier |
| spellingShingle | Умови метаморфізму та гранітизації порід Українського щита Усенко, О.В. Науки про Землю |
| title | Умови метаморфізму та гранітизації порід Українського щита |
| title_alt | Условия метаморфизма и гранитизации пород Украинского щита The conditions of metamorphism and granitization of rocks of the Ukrainian shield |
| title_full | Умови метаморфізму та гранітизації порід Українського щита |
| title_fullStr | Умови метаморфізму та гранітизації порід Українського щита |
| title_full_unstemmed | Умови метаморфізму та гранітизації порід Українського щита |
| title_short | Умови метаморфізму та гранітизації порід Українського щита |
| title_sort | умови метаморфізму та гранітизації порід українського щита |
| topic | Науки про Землю |
| topic_facet | Науки про Землю |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/84363 |
| work_keys_str_mv | AT usenkoov umovimetamorfízmutagranítizacííporídukraínsʹkogoŝita AT usenkoov usloviâmetamorfizmaigranitizaciiporodukrainskogoŝita AT usenkoov theconditionsofmetamorphismandgranitizationofrocksoftheukrainianshield |