Слово про докембрій Придніпров'я

Мільйон років - це багато, чи мало? Важко сказати однозначно. Мільйон років тому (деякі вчені вважають, що 1,7 мільйонів) з'явилася на планеті Земля розумна істота - гомо сапієнс, людина. Ще дуже примітивна, але вона вже піднялась на дві ноги і вхопила до рук каменюку чи палицю і, може, почухала потилицю, щось думаючи... Це було дуже-дуже давно - 1,7 мільйонів років тому! Цей період в геологічній історії Землі геологи називають четвертинним періодом або ж антропогеном.

"Антропос" грецькою мовою означає "людина". Якщо ж тривалість геологічної історії Землі умовно прийняти за добу (24 години), то людина виникла наприкінці доби за 20 секунд до її кінця, за 20 секунд до опівночі! А наша цивілізація (від древнього Єгипту та Вавілону) почалася за 0,02 секунди перед опівніччю! Яка же грандіозна геологічна історія нашої планети, коли наші археологи вивчають лише оці частки секунди з її 24-годинного буття. Геологи вивчають всі ті 24 години, або 4600 мільйонів років розвитку планети - 4,6 мільярдів років. В геологічній історії Землі виділено п'ять ер (груп): архейська (найстаріша); протерозойська (первісного життя); мезозойська (середнього життя); кайнозойська {нового життя). Архейська і протерозойська ери об'єднані у криптозойський еон прихованого життя. Цей етап розвитку Землі ще має назву докембрію, тому що далі йде ера явного життя, фанерозойський еон, котрий починається з кембрійського періоду. Як архейська, так ї протерозойська ери мали величезну тривалість - по 2000 млн. років кожна! Протягом 4-х мільярдів років планета була не тільки ніким не заселена, на ній не було ніяких рослин, тільки в протерозої з'являються в морях синьо-зелені водорості - одноклітинні організми типу тих, що живуть і досі влітку в стоячій воді дніпрових водосховищ.

Якщо ми продовжимо порівнювати історію Землі з 24-ма годинами доби, то цей час тривав до 21 години вечора. Залишилось три години до кінця доби, коли в безмежних морських просторах з'явилися перші організми, які залишили там свої відбитки - трилобіта, археоциати та інші. Це сталось на початку фанерозою, в кембрійський період, 570 млн. років тому. Фанеозойський еон поділяється на палеозойську групу (палеозой - РZ), мезозойську (мезозой - MZ) і кайнозойську (кайнозой - KZ). Палеозой складається з таких періодів: кембрій, ордовик, сілур, девон, карбон (або кам'яновугільний), перм. Мезозой має три періоди: тріас, юра, крейда. Кайнозой теж має три періоди: палеогеновий, неогеновий та четвертинний або антропогеновий. Тривалість періодів приведена нижче (знизу вгору, або від найдавніших часів до наших днів). ДОКЕМБРІЙ: (AR) - архейська ера - 2000 млн. років; (PR) - протерозойська ера - 2000 млн. років. ПАЛЕОЗОЙСЬКА ЕРА: Є - кембрійський період - 67 млн. років; О - ордовікський період - 66 млн. років: S - силурійський період - 28 млн. років; D - девонський період - 56 млн. років; C - кам'яновугільний період - 67 млн. років; Р - пермський період - 41 млн. років. МЕЗОЗОЙСЬКА ЕРА: Т - триасовий період - 37 млн. років; І - юрський період - 71 млн. років; К - крейдяний період - 72 млн. років. КАЙНОЗОЙСЬКА ЕРА: Р - палеогеновий період - 41 млн. років; N - неогеновий період - 23 млн. років; Q - четвертинний період - 1,7 млн. років. Тут вже говорилось про те, що людина як гомо сапієнс з'явилась на Землі за 20 секунд до кінця доби, якщо за добу прийняти всю історію розвитку планети Земля. Якщо її формування як земної кулі було завершене приблизно 4,6 мрд. років тому і ми приймемо це за початок відліку доби, тобто за нуль., або 12 годин ночі, то архейська і протерозойська ери тривали від опівночі до ранку, потім увесь день і до 21 годиш вечора. І тільки тоді починається ера явного життя, того життя, котре залишило сліди перших організмів - трилобітів. Це ракоподібні істоти кількох сантиметрів завдовжки, що виникли в кембрійському періоді.

Далі, біля 10 годин вечора, за дві години до кінця доби з'являються в морській воді перші види черепашок ордовіка, сілура. В девоні вже виникають перші панцирні риби, які поступово виповзають і на сушу, де з'являються перші рослини. За півтори години до кінця доби, або за 250-300 млн. років до нашого часу відбувається небачений розквіт рослинності на суші, особливо в понижених районах лагун та річкових долин. Накопичуються на планеті гігантські поклади рослинних та водоростевих залишків, які згодом перетворяться на кам'яне вугілля. Це так званий кам'яновугільний період. В зв'язку з життєдіяльністю рослин в атмосфері різко збільшується кількість кисню, що дає можливість розквітнути тваринному світу на суходолі. Вже в пермському періоді, а потім в триасі, юрі і крейді виникають гігантські звіроящери, як травоїдні, так і хижі. За двадцять хвилин до кінця доби - палеогеновий період. Гігантські звіроящери несподівано швидко зникають. Десь об одинадцятій годині ночі, за годину до кінця доби виникають перші птахоподібні - археоптерикси.

За 10-20 хвилин до кінця доби з'являються перші ссавці. Але до людини ще далеко. І ось за 20 секунд - людина! Це 1,7 млн. років тому. Але цій істоті треба за ці 20 секунд ще пройти довгий шлях. Треба навчитися користуватися вогнем, винайти лук, колесо, навчитись орати землю, зробити перший горщик, виплавити метал, побудувати вітрильник, збудувати храми, двигуни, винайти електрику. Все останнє було зроблено вже за 0,002 секунди до кінця доби.

Яка ж грандіозна історія Землі порівняно з життям людської цивілізації! Для того, щоб читачеві було зрозуміло те, про що йтиметься далі, потрібно засвоїти дещо з простих геологічних понять. Платформа - це велика (тисячі кілометрів) ізометричної форми частина континенту двох'ярусної будови. Нижній ярус - це складчастий фундамент платформи, а верхній - майже горизонтально залягаючі породи верхнього ярусу. або чохла. Між нижнім і верхнім ярусами - перерва в накопичуванні порід, а також структурна незгода. Нижній ярус складений в складки і розмитий. Якщо нижній ярус складений архейськими і протерозойськими породами, то платформа називається докембрійською. Такою платформою є і Східноєвропейська платформа, до складу якої входить майже вся територія України. Ця платформа має форму великого трикутника, східна сторона якого проходить від Каспійського до Баренцевого моря трохи західніше Уральського хребта. Північно-західна сторона тягнеться від півострова Рибачий на півночі Кольського півострова на південний захід вдовж кордону Норвегії зі Швецією і далі до Брістольської затоки на Британських островах. Південно-західна сторона йде від Брістольської затоки на Берлін, Варшаву, південь України, північніше Азовського моря, північ Каспійського моря. Тепер треба пояснити, що таке щит в межах платформи.

Щит - це частина платформи, де нижній древній складчастий ярус виходить на поверхню. В межах щита відсутній верхній ярус або чохол. В межах Східноєвропейської платформи виділяються два щита: Балтійський та Український. Ось чому на Україні ми зустрічаємо в відслоненнях по берегах річок, а також в штучних кар'єрах численні виходи порід докембрійського віку: граніти, гнейси, залізисті кварцити та ін. Дніпро перетинає породи щита від м. Дніпропетровська до м. Запоріжжя, де колись були численні пороги докембрійських порід, затоплених після побудови Запорізької греблі. У Дніпропетровську ці породи найпростіше побачити біля парку ім. Шевченка. На південь від Запоріжжя платформа швидко занурюється в Причорноморську западину, а на північ - у Дніпровсько-Донецьку западину, яка тягнеться від Білорусі до Донбасу і далі в Передкавказзя. Східноєвропейська платформа в інших місцях перекрита чохлом потужністю в кілька сотень метрів, а інколи до 1,5 км, як поблизу Москви і навіть до двох десятків км, як в районі північніше Астрахані - в Прикаспійській западині. Сучасні методи ізотопної геохронології гірських порід дають можливість достатньо точно датувати конкретні геологічні процеси - магматизм, метаморфізм, гранітизацію. Таким чином геологи датують і вік порід, які створені в результаті цих процесів - гранітів, кристалічних сланців, мігматитів, гнейств. Це дало змогу виділити не тільки площі порід архейських (старіших за 2,6 млрд. років) і протерозойських (від 2,6 млрд. років до 1,5 млрд. років), але й виділити серед них палеархей (3,8-3,4 млрд. років), мезоархей (3,4-3,2 млрд. років), неоархей (3,2-2,6 млрд. років), а також розділити протерозой на палеопротерозой (2,6-2,0 млрд. років), мезопротерозой (2,0-1,7 млрд. років) і неопротерозой (1,7-І,5 млрд. років) в стратиграфічній схемі докембрію України.

Проміжок між 1,5 млрд. років і 0,7 млрд. років, коли починається кембрій, займають породи рифея і венда, яких на Придніпров'ї не виділяють. Таке геохронологічне датування порід Українського щита, а також вивчення контактів різних порід між собою за допомогою методів геологічної зйомки дало можливість виділити в межах середнього Придніпров'я та Західного Приазов'я декілька достатньо крупних блоків архейських порід, розділених між собою вузькими смугами більш молодих протерозойських утворень. Літологічний склад архейських порід цих блоків не зовсім подібний, як не дуже схожі й породи протерозойського віку смуг, які їх розділяють: Криворізька, Оріхово-Павлоградська та інші. З цієї причини геологи України створили для різних районів і блоків окремі стратиграфічні схеми, які корелюються між собою. Розглянемо стратиграфію Середньопридніпровського блоку.

ПАЛЕОАРХЕЙ Найдавнішими породами тут є породи аульської серії, котрі розвинуті між Криворізьким та Оріхово-Павлоградським розломами. Породи аульської серії - це біотитові або роговообманкові гнейси, амфіболіти, роговообманкові кристалосланці. Інколи серед них зустрічаються гіперстен-діопсидові, діопсидові, піроксен-амфіболові кристалосланці, зрідка є прошарки магнетитових кварцитів. Геологи вважають, що ці породи є метаморфізованими вулканогенними утвореннями. Породи аульської серії зустрічаються у вигляді окремих залишків ї невеликих площин серед ультраметаморфічних утворень-мігматитів, гранодіоритів тощо. У Західноприазовському і Ремовському блоках породам аульської серії за віком відповідають породи західноприазовської серії. Це також різні кристалічні сланці та гнейси (двопіроксенові, діопсидові, гранатбіотитові), амфіболіти і прошарки магнетитових кварцитів. Цікаво, що в контактах архейських блоків (Західноприазовського і Ремовського) ми виявили наявність білих мусковітових та біотіт-мусковітових сланцюватих порід, котрі є нічим іншим, як метаморфізованою корою вивітрювання на поверхні архейських блоків. Такі самі слюдяні породи знайдені в контакті аульської серії з більш молодою конкською свитою в Веселянському профілі.

НЕОАРХЕЙ Ще до недавнього часу геологи України замість неоархея виділяли верхній архей, до якого відносили конксько-верхівцевську серію, до складу якої входили (знизу догори) такі світи: конкська, білозерська та тепловська. Треба мати на увазі, що "світа" є нижча за рангом товща, ніж "серія". Останнім часом геологи схильні виділяти окремо конкську і білозерську серію та тепловську товщу замість конксько-верховцевської серії. Не вдаючись в подробиці цих суперечок, ми для економії часу залишимо тут поки що стару назву всієї товщі - конксько-верховцевська серія. Утворення цієї серії користуються широким розвитком в межах Середньопридніпровського блоку. Вони складають крупні синклінальні та моноклинальні структури: Верхівцевську, Софіївську, Чортомлицьку, Сурську, Дерезоватську, Конкську, Білозерську. Конкська світа (серія} - це амфіболіти, метаспіліти, метадіабази, метапорфіріти, метакератофіри, магнетитові кварцити, сланці кварц-серицітові, двохслюдяні, амфіболітові. Потужність її досягає 4500 м. Рядом свердловин показано, що амфіболіти конкської світи залягають на метаморфізованій корі вивітрювання по гнейсах аульської серії.. Білозерська світа (серія) складається магнетитовими та безрудними кварцитами, сланцями кварц-хлорит-серіцітовими і двохслюдяними, амфіболовими. Потужність світи 2000-2500 м. Тепловська світа (товща) складає привісьові частини синклінальних структур (Верхівцевської, Чортомлицької, Білозерської). Вона складена більшою частиною вулканогенними (андезитовими та діабазовими метапорфірітами, амфіболітами, метапікрітами, метакератофірами), а також залізистими кварцитами. Потужність світи до 500 м. В межах Західноприазовського і Ремовського блоків неоархей складений центрально-приазовською серією. В її складі в свою чергу виділяють дем'янівську та темрюцьку світи. Це перешарування слюдяних та гранатових кварцитів з графітовими, гранат-біотитовими біотитовими гнейсами при незначній ролі в їх складі амфіболових і піроксенових гнейсів, піроксен-плагіоклазових кристалосланців, амфіболітів та піроксен-магнетитових кварцитів. Потужність серії досягає 4 км. Архейські ультраметаморфічні утворення Описані вище породи палео- та неоархею більшою частиною в результаті дії на них високих температур ї тиску були метаморфізовані і ультраметаморфізовані. Вони перетворилися в мігматити діоритового та гранодіоритового складу, плагіограніти та плагіомігматити. В районах розповсюдження порід аульської серії утворилися гранітоїди так званого дніпровського комплексу. Радіологічний вік цієї групи порід дорівнює 300-160 млн. років. Ультраметаморфічні утворення по породах неоархею є породи так званого сурсько-токівського комплексу з віком 2600 млн. років. Серед них виділяються мікроклінові та мікроклін-плагіоклазові рівномірнозернисті та порфіробластові граніти (токівські, вишневецькі, макромосковські та ін.), граніт-порфіри, та апліт-пегматоїдні граніти.

ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЙ (КРИВОРОЖІЙ) Середньопридніпровський блок на сході та заході має тектонічні межі. На сході це Оріхово-Павлоградський розлом, або структурно-тектонічна зона, а на заході - Криворізький розлом, до якого примикає зона розташування усесвітньо відомих. порід криворізької серії з їх багатющими родовищами залізних руд. Ця зона, або смуга, витягнута в субмеридіональному напрямку на 150км від м. Інгульця на півдні до м. Кременчука на півночі. Криворізька серія складається з п'яти світ (знизу догори): Новокриворізька світа залягає внизу на метаморфізованій корі вивітрювання архейських гранітоїдів. До її складу входять метаморфізовані вулканогенні утворення: амфіболіти. діабазові метапорфірити, амфіболітові та біотитові сланці, туфосланці. В розрізах світи зустрічаються прошарки метапісковиків, білих кварцитів, пластові тіла ультрабазитів. Потужність світи сягає 1200 м. Схелеватська світа - амфібол-талькові та тальк-карбонатні породи, метапісковики, метаконгломерати. Вони залягають на розмитій поверхні новокриворізької світи, а там, де вона відсутня, - на розмитій поверхні архейських гранітоїдів. Потужність до 300 м. Саксаганська світа - це продуктивна товща Криворіжжя. Складається вона залізистими кварцитами, сланцями філітовидними, кумінгтонітовими, графітовими, хлоритовими, тальковими, біотитовими. З залізистими кварцитами пов'язані поклади багатих залізних руд і кварцитів, придатних: для збагачування. Потужність до 1200м. Гданцівська світа з перервою лежить на більш древніх світах. Характерним для її складу є велика кількість літологічних різновидів порід, різка їх доціальна зміна впродовж смуги. Тут присутні седиментаційні брекчії, метапісковики, безрудні кварцити. хлоритові та магнетит-хлоритові сланці, кварц-карбонатні породи кварц-карбонат-біотитові, кварц-карбонат-графітові сланці, доломітові мармури. Потужність світи досягає 1500 м. Глеєватська світа завершує розріз Криворізької серії. Зустрічається вона тільки в привісьовій частині Криворізької структури і складається метаморфізованими теригенними утвореннями. Це метаконгломерати, метапісковики, метаалевроліти, сланці та амфібол-кварц-біотитові. Потужність світи не перевищує. 3500 м. Останнім часом глеєватську світу деякі геологи виносять за межі криворізької серії і ставлять її вище останньої (Мінерал. журн.-1999-21, №1). В межах Західного Приазов'я поблизу м. Гуляйполе розташована брахісинклиналь довжиною 4-5 км при ширині 2 км, що складається (знизу догори) метапісковиками й метагравелітами, магнетитовими кварцитами, біотитовими і графіт-біотитовими сланцями. За віком ці городи відповідають Криворізьким і віднесені до гуляйпільської світи. Породи, що заповнюють проміжки між архейськими блоками у Західному Приазов'ї, ми схильні віднести до центральноприазовської серії палеопротерозойського віку. До цього висновку ми прийшли після власних геологічних зйомок в регіоні в 70-х роках. Це графітові, гранат-біотитові та біотитові гнейси при незначній ролі амфіболових і піроксенових гнейсів, амфіболітів і піроксен-магнетитових кварцитів. Потужність світи коливається від 1700 до 2100 м.

Треба мати на увазі, що побудова регіональної стратиграфічної шкали докембрію є надто трудомісткою і кропіткою роботою кількох поколінь українських геологів. Для цього використовувалися різноманітні критерії, головними з яких є такі (Щербак, Єсипчук, 1983): ЛІТОЛОГО-СТРАТИГРАФІЧНІ. Вони включають, перш за все, вивчення реальних геологічних ресурсів, характеру нашарування, послідовності порід, наявності ритмів, переривів і таке інше. Використання цих критеріїв дозволяє виявити характерні типи порід і їх сполучень, характер їх природних відносин, їх стратиграфічні межі. СТРУКТУРНО-ПЕТРОЛОГІЧНІ. Включають вивчення структурних особливостей геологічних тіл та їх сполучень, структурних взаємовідносин між собою порід різного складу та генезису. Дозволяють виявити черговість виникнення складчастих та розривних деформацій, встановити первинну послідовність нашарування. ІЗОТОПНО-ГЕОХРОНОЛОГІЧНІ. Вони полягають в датуванні конкретних процесів (магматизму, метаморфізму, гранітизації), виявленню нижніх та верхніх меж світ і серій, а також кореляції просторово розрізнених, часто формаційно несхожих стратиграфічних підрозділів. Для застосування цих критеріїв геологи користуються у своїй праці принципами, які були вироблені протягом кількох століть видатними дослідниками світу. Це такі принципи:

1. Принцип послідовності утворення геологічних тіл.

2. Принцип об'єктивної реальності і неповторності стратиграфічних підрозділів.

3. Принцип біостратиграфічного розчленування і кореляції.

4. Принцип вікової міграції меж геологічних тіл.

5. Принцип неповності геологічного літопису.

6. Принцип дуалізму стратиграфічної класифікації.

Таким чином, ми бачимо, що геологія є наукою чудовою, що постійно вдосконалюється, живе і розвивається, і тут я показав лише краплинку з океану знань, які були відкриті геологами на Придніпров'ї.