ВІСНИК ЛЬВІВ. УН-ТУ Серія геологічна. 2004. Вип. 18 ... - EVRICA
ВІСНИК ЛЬВІВ. УН-ТУ Серія геологічна. 2004. Вип. 18 ... - EVRICA
ВІСНИК ЛЬВІВ. УН-ТУ Серія геологічна. 2004. Вип. 18 ... - EVRICA
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>ВІСНИК</strong> <strong>ЛЬВІВ</strong>. <strong>УН</strong>-<strong>ТУ</strong><br />
<strong>Серія</strong> <strong>геологічна</strong>. <strong>2004.</strong> <strong>Вип</strong>. <strong>18</strong>. С. 17–38<br />
УДК 552.11<br />
VISNYK LVIV UNIV.<br />
Ser.Geol. <strong>2004.</strong> N. <strong>18</strong>. P. 17–38<br />
ПРОБЛЕМИ СИМЕТРИЧНОСТІ ТА ГОМОЛОГІЧНОСТІ ГЕОЛОГІЧ-<br />
НИХ ТІЛ<br />
(на прикладі фундаменту Східноєвропейської платформи)<br />
К.І. Свєшніков ©<br />
Львівський національний університет імені Івана Франка<br />
79005 м. Львів, вул.. Грушевського, 4<br />
Е-mail: sveshn@franko.lviv.ua<br />
Симетричність та гомологічність – фундаментальні властивості речовини<br />
всіх рівнів організації, проте їхні прояви на геологічних рівнях (породному,<br />
формаційному, рівні геологічних комплексів) майже не досліджені.<br />
Можна говорити про три види симетрії: а) симетричність внутрішньої будови<br />
тіл; б) симетричність розташування тіл у просторі;<br />
в) систематизаційна симетричність у зміні ознак тіл. Дослідження симетричності<br />
потребує зіставлення подібних між собою тіл. Подібними можна<br />
вважати тіла, які належать до одного гомологічного (ізоморфного) ряду.<br />
На прикладі фундаменту Східноєвропейської платформи розглянуто прояви<br />
двох перших видів симетричності. Висловлено припущення, що симетричність<br />
тіл відображає напрям та особливості поширення енергетичних<br />
потоків, під дією яких виникали ці тіла.<br />
Ключові слова: симетричність, гомологічний (ізоморфний) ряд, геологічне<br />
тіло, внутрішня будова, фундамент Східноєвропейської платформи,<br />
ранній докембрій, енергетичний потік.<br />
Дослідження будь-яких природних об’єктів (тіл та їхніх сполучень) має на<br />
меті пошук тих чи інших форм упорядкованості їхніх властивостей. Окремим,<br />
дуже важливим проявом упорядкованості у природі є симетричність. Її неодноразово<br />
розглядали для природних об’єктів низьких рівнів організації речовини –<br />
молекул, кристалів, однак практично не досліджували щодо геологічних об’єктів<br />
породного, формаційного, “комплексного” (рівень геологічних, формаційних,<br />
структурно-формаційних, за різною термінологією, комплексів) та вищих рівнів<br />
організації. Водночас не виникає сумніву у проявах симетричності на ще вищих<br />
(планетарному та космічних) рівнях організації речовини. Явище симетричності<br />
є однією із найфундаментальніших властивостей матеріальної природи, і тому<br />
можна апріорі твердити, що воно повинно виявлятись також на геологічних<br />
рівнях організації, а дослідження його покликане дати нове знання у галузі природничих<br />
наук. Під час розгляду впорядкованості і пошуків можливої симетричності<br />
у будові чи розташуванні таких складних об’єктів, якими є формації та<br />
структурно-формаційні комплекси, неможливо обмежитись лише поняттями<br />
класичної симетрії, виведеними на підставі вивчення простих геометричних тіл<br />
та кристалів. Як відомо, класична симетрія потребує однакових розмірів та від-<br />
© Свєшніков К.І., 2004
<strong>18</strong><br />
К.І. Свєшніков<br />
станей між елементами, які повторюються. Однак на вищих рівнях організації<br />
речовини, аніж мінеральний, ці вимоги дотримані зрідка, через що деякі геологи<br />
взагалі заперечують можливість проявів симетричності в будові та розташуванні<br />
геологічних комплексів. Тому під час дослідження складних об’єктів перспективним<br />
можна уважати застосування симетрії подібності, розробленої А.В. Шубніковим<br />
[21], згідно з якою симетричними можна вважати тіла, розміри яких та<br />
відстані між якими закономірно змінюються. У цьому разі неминуче відбувається<br />
певна ідеалізація та геометризація об’єктів, що вважають цілком правомірним<br />
під час фундаментальних досліджень. Відповідно, постає запитання, наскільки<br />
можуть відрізнятись об’єкти і де провести межу між подібними та різними<br />
об’єктами одного класу. В математичному аспекті цю проблему вивчає теорія<br />
подібності [3], однак щодо складних геологічних об’єктів (формацій та<br />
формаційних комплексів) поняття подібності практично не досліджене.<br />
Вирішення проблеми подібності геологічних тіл потребує розгляду співвідношень<br />
понять симетричності, гомологічності та ізоморфізму. В геометрії симетричність<br />
уважають окремим випадком ширшого поняття гомологічності. В.І.<br />
Міхеєв (за [21]) довів, що гомологічні перетворення пов’язані з деформаціями<br />
вихідних об’єктів, які відбуваються під час зсувів чи розтягнень. Окрім<br />
традиційних елементів симетричності (осей та площин симетрії), цей дослідник<br />
запровадив поняття площин та осей гомологічності. Зокрема, прикладом площини<br />
гомологічності може слугувати площина косого відображення, яке<br />
перетворює коло на еліпс. З іншого боку, всі дослідники (з тих, хто займався<br />
цими питаннями) вважають ізоморфні ряди мінералів гомологами твердих<br />
розчинів [2]. Відповідно, різні члени одного ізоморфного ряду хімічних сполук<br />
чи мінералів є гомологами і подібні між собою (тобто кожний член ізоморфного<br />
ряду мінералів можна розглядати як “деформоване відображення” інших членів<br />
того ж ряду). Інші дослідники дійшли висновку про існування ізоморфних рядів<br />
геологічних тіл вищих, аніж мінеральний, рівнів організації. Наприклад, М.С.<br />
Шатський, розглядаючи латеральну мінливість осадових формацій, висловив<br />
думку, що взаємозаміщення членів однієї формації по латералі гомологічні явищам<br />
ізоморфізму (наведено за [6]). Це дає змогу розглядати латеральну мінливість<br />
формацій як прояв ізоморфізму на породному рівні організації. Натомість<br />
С.М. Бєскін зі співавторами [1] зробили висновок про існування ізоморфних<br />
рядів магматичних формацій, які належать до одного тектономагматичного циклу<br />
і взаємозамінюються в різних структурно-формаційних зонах. Питання ізоморфізму<br />
на формаційному рівні ми розглянули раніше [15], тут обмежимося<br />
лише твердженням, що в разі пошуків симетричності подібними можна вважати<br />
геологічні тіла, які належать до одного ізоморфного формаційного ряду (на формаційному<br />
рівні) та до одного типу на рівні формаційних комплексів.<br />
Стосовно симетричності можна говорити про три головні її види: а) симетричність<br />
внутрішньої будови тіл, б) симетричність розташування подібних тіл у<br />
просторі, в) симетричність у зміні ознак подібних тіл у різних подібних (гомологічних)<br />
ізоморфних рядах. Нижче розглянемо симетричність перших двох видів.<br />
Прояви симетричності третього виду проаналізовані в [15]. У разі дослідження<br />
симетричності тіл високих рівнів організації на перше місце стає методична вимога,<br />
на якій, зазвичай, не акцентують уваги під час вивчення тіл низьких рівнів
ПРОБЛЕМИ СИМЕТРИЧНОСТІ ТА ГОМОЛОГІЧНОСТІ ...<br />
організації, – явище повинно бути простежене на всю відстань прояву. Щодо<br />
внутрішньої будови окремо взятих тіл ця вимога звучить тривіально – не треба<br />
доводити, що дослідження впорядкованості та пошук симетричності в будові<br />
тієї чи іншої товщі спонукає до її вивчення на всю потужність розрізу. Значно<br />
важливішим є дотримання цієї вимоги щодо аналізу розташування однотипних<br />
тіл у просторі. Не можна, зокрема, розглядати закономірності розташування тіл<br />
однієї формації чи формаційного комплексу на підставі вивчення лише частини<br />
їхнього ареалу. Геологічні узагальнення найчастіше традиційно обмежені окремими<br />
регіонами чи тектонічними блоками, які протиставляють іншим структурам<br />
того ж рангу. Однак дослідження, наприклад, характеру поширення<br />
докембрійських формаційних комплексів, відомих на Українському щиті, засвідчує,<br />
що всі вони або простежуються далеко за його межами, або їхні аналоги<br />
повторюються на площах, розміри яких далеко перевищують розміри окремих<br />
блоків та щита в цілому. Тому вивчення закономірностей просторової<br />
повторюваності таких об’єктів потребує не протиставлення окремих блоків, а,<br />
навпаки, одночасного розгляду фундаменту Східноєвропейської платформи як<br />
однієї цілісної структури. Ще одна методична вимога зводиться до того, що під<br />
час подібних досліджень необхідно виразно розрізняти тіла різних рівнів<br />
організації і не плутати закономірності їхньої будови та розташування.<br />
Прояви симетричності у внутрішній будові геологічних тіл. Наявність<br />
симетричності в будові тіл породного та формаційного рівнів організації<br />
загальновідома. Для кожного окремого шару осадових чи метаморфічних порід<br />
(тобто тіла породного рівня) можна провести низку уявних площин, перпендикулярних<br />
щодо підошви та покрівлі шару. Кожну з них можна розглядати як<br />
площину симетрії. Через центр кожного плутонічного масиву (тобто тіла формаційного<br />
рівня) можна провести низку площин, перпендикулярних щодо контактових<br />
поверхонь цього тіла. Всі такі площини будуть відповідати площинам<br />
дзеркальної симетрії. Загальновідомо, що габроїдні масиви часто бувають<br />
розшаровані, причому зміна порід уверх за розрізом, зазвичай, ритмічна.<br />
Ритмічна будова розрізів як плутонічних, так і стратифікованих (осадових та<br />
метаморфічних) формацій є поширеним проявом так званої симетрії трансляції.<br />
Можна навести низку подібних прикладів, однак нового знання це не дає.<br />
Значно цікавіші випадки, коли вдається визначити симетричність у будові<br />
розрізу потужних товщ, які відповідають стратифікованим складовим цілих<br />
структурно-формаційних комплексів. Яскравим прикладом цього може слугувати<br />
будова гранулітового цоколю Східноєвропейської платформи (рис. 1).<br />
Український щит, як відомо, є лише частиною тектонічної структури вищого<br />
рівня – Воронезько-Українського геоблока. Понад 50% площі геоблока зайнято<br />
виходами гранулітогнейсових комплексів. Ці комплекси поширені в усіх<br />
без<br />
19
20<br />
К.І. Свєшніков<br />
винятку районах, що дає підстави припускати первинний суцільний розвиток<br />
метаморфізованих пізніше у гранулітовій фації товщ на всій території геоблока.<br />
Рис. 1. Схема будови фундаменту Східноєвропейської платформи:<br />
1 – грануліт-базитова асоціація; 2 – кінцигіт-гранітова асоціація; 3 – ендербіткристалосланцева<br />
асоціація; 4 – граніт-лейкогранітова асоціація; 5 – гранулітові комплекси<br />
нерозчленовані; 6 – амфіболітові комплекси; 7 – зеленокам’яні комплекси; 8 – теригенно-вулканогенно-хемогенні<br />
комплекси; 9 – метакарбонатно-теригенні комплекси; 10 –<br />
„готиди”; 11 – собіти; 12 – граніти S-типу; 13 – вулканоплутонічні асоціації І-типу; 14 –<br />
граніти І-типу; 15 – Трансскандинавський пояс; 16 – граніти А-типу; 17 – гранофіргранітова<br />
асоціація; <strong>18</strong> – розшаровані масиви габроїдів.
ПРОБЛЕМИ СИМЕТРИЧНОСТІ ТА ГОМОЛОГІЧНОСТІ ...<br />
Гранулітогнейсові комплекси займають найнижче стратиграфічне положення<br />
у всіх районах; це дає змогу розглядати їх як залишки нижнього структурного<br />
поверху – гранулітового цоколю, на який накладались усі молодші структури.<br />
На більшій частині території геоблока гранулітогнейсові комплекси певною мірою<br />
діафторовані; великі виходи недіафторованих товщ збереглися лише в<br />
трьох районах, що прилягають до меж геоблока, − Подільському,<br />
Східноприазовсь-кому та Брянському. Товщі нижньої частини розрізу<br />
гранулітового цоколю в межах Українського щита інтенсивно гранітизовані й у<br />
багатьох випадках збереглися лише у вигляді більших чи менших скіалітів серед<br />
полів розвитку ультраметаморфічних гранітоїдів. Доведено, однак, що з кожною<br />
товщею асоціюють близькі їй за складом ультраметаморфічні гранітоїди; і це дає<br />
змогу виділити тут так звані гранітоїдно-метаморфічні асоціації, кожна з яких<br />
відповідає певному макрогоризонту в розрізі цоколю [5, 9, 10].<br />
Найнижче стратиграфічне положення займає граніт-кінцигітова асоціація<br />
(рис. 2), складена біотит-гіперстеновими кристалічними сланцями і плагіогнейсами<br />
кінцигітової формації з біотитом, гранатом, силіманітом, кордієритом та<br />
ультраметагенними плагіогранітоїдами того ж складу (чудново-бердичівські<br />
граніти), що їх заміщують. Ця асоціація відома лише в Подільському районі західної<br />
частини Українського щита. На ній згідно залягає гнейсоендербітова асоціація,<br />
поширена по всій території геоблока і представлена широким спектром<br />
порід середнього складу − гіперстен- чи амфіболовмісними плагіогней-сами і<br />
кристалічними сланцями (гіперстенова гнейсокристалосланцева форма-ція), що<br />
певною мірою заміщені ендербітами. У ділянках площинного розвитку діафторезу<br />
(Приазовський район) ця ж асоціація представлена чергуванням плагіогнейсів<br />
і амфіболітів, з якими тісно пов’язані поля мігматитів і плутонічні тіла кварцових<br />
діоритів, тоналітів і плагіогранітів (шевченківський комплекс). Стратиграфічно<br />
вище залягає граніт-лейкогранулітова асоціація, поширена в українській<br />
частині геоблока. Асоціація представлена чергуванням лейкократо-вих біотитових,<br />
гранат-біотитових двопольовошпатових гнейсів, гіперстеновміс-них плагіогнейсів<br />
і кристалічних сланців із гранатом, силіманітом, корундом, залізистих<br />
кварцитів лейкогранулітової формації та мігматитами і пластоподібніми тілами<br />
біотит- і гранатовмісних лейкогранітів до аляскітів, які з ними асоціюють. Стратиграфічно<br />
вище граніт-лейкогранулітової асоціації залягають ще чотири товщі:<br />
1) високоглиноземно-кварцитова (силіманітовмісні гнейси і кристалічні сланці,<br />
іноді з графітом, кварцити); 2) мармур-кальцифірова; 3) кондалітова (гнейси з<br />
біотитом, гранатом і графітом, іноді силіманітом і кордієритом, магнетитгранат-кварцові<br />
породи); 4) евлізитова (гіперстенові та двопіроксенові плагіогнейси<br />
і кристалічні сланці, гранат-гіперстен-магнетит-кварцові породи). На відміну<br />
від описаних вище асоціацій, ці товщі не супроводжуються ультраметагенними<br />
гранітоїдами і поширені лише на невеликій площі Українського щита − у<br />
південно-східній частині Дністерсько-Бузького району.<br />
Зіставлення гранулітогнейсових комплексів Українського щита з утвореннями<br />
прилеглих регіонів – Воронезького кристалічного масиву, Волго-<br />
Камського і<br />
21
22<br />
К.І. Свєшніков<br />
Номер Розріз Породні асоціації<br />
Евлізитова формація<br />
Цикли<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
Кондалітова формація<br />
Мармур-кальцифірова<br />
формація<br />
Високоглиноземнокварцитова<br />
формація<br />
Гнейсолейкогранулітова<br />
асоціація<br />
Гнейсоендербітова<br />
асоціація<br />
Кінцигіт-гранітова асоціація<br />
Грануліт-базитова<br />
асоціація<br />
Білорусько-Прибалтійського геоблоків − засвідчує значну подібність утворень<br />
гранулітового цоколю у всіх цих регіонах. Тому, перш ніж перейти до розгляду<br />
загальних особливостей будови цоколю, доцільно розглянути розрізи цоколю<br />
IV<br />
Рис. 2. Будова гранулітового цоколю південної частини Східноєвропейської платформи.<br />
Умовні позначення див. на рис. 3.<br />
III<br />
II<br />
I
ПРОБЛЕМИ СИМЕТРИЧНОСТІ ТА ГОМОЛОГІЧНОСТІ ...<br />
перерахованих геоблоків. Практично вся південна частина Волго-Камського<br />
геоблока складена по-різному діафторованим архейським гранулітогнейсовим<br />
комплексом [12]. У складі цього комплексу виділяють дві великі стратиформні<br />
породні асоціації, кожна з яких охоплює породи метаморфічного і плутонічного<br />
вигляду. Найнижче стратиграфічне положення займає базит-гранулітова<br />
асоціація (отрадненська серія, нурлатський комплекс), поширена на всій<br />
території. Метаморфічна складова її представлена чергуванням гіперстен- і<br />
двопіроксеновмісних кристалосланців і плагіогнейсів, що виникли, судячи з<br />
реліктів магматичних структур і петрохімічних особливостей, унаслідок<br />
метаморфізму основних та середніх вулканітів. Метаморфічні утворення супроводжуються<br />
масивами чарнокіт-ендербітового складу, що пов’язані з товщею<br />
поступовими переходами через зони мігматитів.<br />
Стратиграфічно вище базит-гранулітової залягає граніт-кінцигітова асоціація.<br />
Її метаморфічна складова (великочеремшанська серія) представлена високоглиноземними<br />
кристалосланцями і плагіогнейсами з біотитом, гранатом, силіманітом,<br />
кордієритом, іноді шпінеллю, графітом, мікрокліном. У нижній, перехідній<br />
до базит-гранулітової, частині розрізу наявні прошарки гіперстеновмісних кристалосланців<br />
і залізисто-кременистих порід. Як випливає з особливостей<br />
петрохімічного складу, ця товща складена переважно первинно-осадовими породами.<br />
З товщею асоціюють плагіограніти і мікроклін-пертитові граніти, що<br />
утворюють поля мігматитів і досить великі (до 3 500 км 2 ) масиви (рахмановський<br />
комплекс). Мінеральні парагенезиси гранітоїдів однотипні з парагенезисами<br />
метаморфічних порід, які їх уміщують. З цими двома асоціаціями корелюють<br />
утворення гранулітового цоколю Воронезького масиву (брянська серія та<br />
пов’язані з нею ультраметаморфічні гранітоїди). За нашими спостереженнями по<br />
керні декількох свердловин, пробурених Білгородською експедицією (район м.<br />
Старий Оскол), тут є також кондалітова формація.<br />
Розріз гранулітового цоколю на території Білорусько-Прибалтійського геоблока<br />
найбільше вивчений у його південній частині − у Польському регіоні. Згідно<br />
з [24], усю територію Польського регіону поділяють на кілька зон. На крайньому<br />
сході розташована Подляська зона, що безпосередньо прилягає з заходу<br />
до території України. У південно-східній частині цієї зони виділяють ганнянську<br />
і кшнянську серії, представлені глибоко перетвореними діафторитами по гранулітовому<br />
комплексу, з огляду на що судити про його склад тут не вдається. В тій<br />
же зоні виділяють бяловєжську серію, у складі якої, за даними буріння, переважають<br />
амфіболіти, горнблендити і метагаброїди. За наборами порід і особливостями<br />
їхнього складу утворення серії дуже подібні до утворень базитгранулітової<br />
асоціації. Безпосередньо на північ від бяловєжської виділяють кринківську<br />
серію, представлену чергуванням двох груп порід: а) піроксенових<br />
гнейсів, гранулітів, кристалічних сланців, амфіболітів; б) високоглиноземних<br />
плагіогнейсів типу кінцигітів (за [24]), з біотитом, кордієритом, силіманітом,<br />
гранатом. Характерна риса порід першої групи − дуже основний склад плагіоклазу<br />
(до 80% анортитової молекули), а також розвиток по гнейсах і сланцях основних<br />
ендербітів, що містять до 22% піроксену. Тобто кринківська серія<br />
об’єднує ознаки двох асоціацій − базит-гранулітової та граніт-кінцигітової та,<br />
імовірно, відповідає рівню стратиграфічної межі між ними. У західному напрямі<br />
23
24<br />
К.І. Свєшніков<br />
по падінню кринківську серію змінює нижня войнівська серія, складена гранатовмісними<br />
плагіогранітами, що містять у великій кількості скіаліти плагіогнейсів<br />
з біотитом, гранатом, силіманітом, кордієритом, іноді андалузитом, а також скіаліти<br />
піроксено- й амфіболовмісних кристалічних сланців. Отже, набір порід<br />
нижньої войнівської серії близький до групи глиноземних порід, що є в складі<br />
кринківської серії, та водночас відрізняється меншою основністю (склад плагіоклазу<br />
тут не перевищує № 40). Усі ці особливості дають змогу досить упевнено<br />
зачислити нижню войнівську серію до граніт-кінцигітової асоціації. Вище за<br />
розрізом залягає наревковська серія. У її складі беруть участь дві групи порід: а)<br />
середні за складом (плагіоклаз № 30) біотито- й амфіболовмісні плагіогнейси,<br />
кристалічні сланці й амфіболіти, по яких розвиваються зеленкувато-сірі ендербіти;<br />
б) біотито-, гранатовмісні (до 15% гранату) плагіогнейси і гнейси, по яких<br />
розвиваються ясно-сірі граніти того ж складу. Породи першої групи становлять<br />
близько 30% потужності розрізів, за складом вони ближчі до гнейсоендербітової<br />
асоціації Українського щита в зонах діафторезу. Породи другої групи, що переважають<br />
кількісно, зберігають особливості граніт-кінцигітової асоціації, а вся<br />
серія в цілому відповідає, очевидно, верхній частині її розрізу, перехідній до<br />
гнейсоендербітової асоціації. Представником діафторованої гнейсоендербітової<br />
асоціації, що залягає вище граніт-кінцигітової є, швидше за все, августівська<br />
серія, складена біотитовими й амфіболовими плагіогнейсами, амфіболітами.<br />
Найбільш західне положення в Подляській зоні займає немирівська серія, складена<br />
піроксен-роговообманково-плагіоклазовими гнейсами і лейкогранулітами, з<br />
якими тісно асоціюють гранатовмісні чарнокіти й аляскіти. Набір порід і їхній<br />
досить кислий склад дають змогу корелювати цю серію з гранітлейкогранулітовою<br />
асоціацією Українського щита.<br />
Як свідчать наведені вище дані, однотипні гранітоїдно-метаморфічні асоціації<br />
наявні в різних геоблоках, що дає змогу корелювати розрізи між собою (див.<br />
табл.). Зокрема, граніт-кінцигітову асоціацію, виявлену на всіх трьох порівнюваних<br />
територіях, можна розглядати як маркувальний макрогоризонт. Відповідно,<br />
можна говорити про зведений розріз гранулітового цоколю на площі всієї<br />
південної частини Східноєвропейської платформи. Розгляд такого розрізу дає<br />
змогу виявити низку закономірностей у будові гранулітового цоколю, які не<br />
вдається побачити під час розгляду розрізів окремо взятих регіонів. По-перше,<br />
привертає увагу чергування в розрізі товщ, що містять високоглиноземні породи,<br />
і товщ із низьким вмістом цих порід. Товщі другої групи охоплюють породи<br />
різного генезису і мінерального складу (метаефузиви, метакарбонатні породи),<br />
однак загальним для них є широкий розвиток мінералів з високим вмістом кальцію.<br />
В результаті зведений розріз гранулітового цоколю виявляє виразну циклічну<br />
будову (див. рис. 2). Можна припустити, що циклічність повинна бути тісно<br />
пов’язана з коливаннями Al/Ca, що відображає, імовірно, ступінь „зрілості” осадів.<br />
Крім того, розріз цоколю можна розділити на дві частини (рис. 3). Нижня<br />
частина, що відповідає першим двом циклам, на рівні сучасної поверхні фундаменту<br />
поширена у всій південній частині платформи і повсюди інтенсивно<br />
р<br />
н<br />
і<br />
Метаморфічні Серії (С), комплекси (К), формації (Ф)
ПРОБЛЕМИ СИМЕТРИЧНОСТІ ТА ГОМОЛОГІЧНОСТІ ...<br />
II<br />
I<br />
комплекси<br />
(К) та гранітоїдно-метаморфічніасоціації<br />
(А)<br />
Метатеригенний<br />
К<br />
Зеленокам'яний<br />
К<br />
Амфіболітовий<br />
К<br />
Граніт-лейкогранулітова<br />
А<br />
(високоглиноземні<br />
породи)<br />
Гнейсо-ендербітова<br />
А (породи<br />
середнього<br />
складу)<br />
Граніт-кінцигітова<br />
А (високоглиноземні<br />
породи)<br />
Ендербіт-базитова(основні<br />
породи)<br />
Білорусько-<br />
Балтійський<br />
Польський<br />
регіон<br />
Мазовецький<br />
К<br />
Немирівська <br />
Августовська<br />
С<br />
Нижня<br />
Войнівська<br />
С<br />
Кринківська<br />
С<br />
геоблок<br />
Білоруський<br />
регіон<br />
Тетерівська<br />
С<br />
Озерян<br />
-ська С<br />
Рудьмянська <br />
Дитвинська<br />
С<br />
Заборська<br />
С<br />
Воронезько-<br />
Український геоблок<br />
Український<br />
щит<br />
Тетерівська,<br />
Інгуло-інгулецька<br />
С<br />
Конксько-<br />
Верхівцівсь-<br />
ка С<br />
Аульська,<br />
Росинсько-<br />
Тікицька С<br />
Лейкогранулітова<br />
Ф<br />
Гнейсо-кристалосланцева<br />
Ф<br />
Кінцигітова<br />
Ф<br />
ВоронезькийрегіонВоронцівська<br />
С<br />
Михайлівська<br />
С<br />
Обоянська<br />
С<br />
Брянська<br />
С<br />
25<br />
Волго-<br />
Камський<br />
геоблок<br />
Великочеремшанська<br />
С<br />
Отрадненська<br />
С<br />
гранітизована. Верхня частина розрізу, що відповідає двом останнім циклам,<br />
поширена дуже обмежено і не підлягала регіональній гранітизації. Характер<br />
зміни товщ у цих циклах має зворотну послідовність порівняно з циклами<br />
нижньої частини розрізу. Загалом обидві частини побудовані симетрично. Як<br />
видно з рис. 3, кожній товщі однієї частини розрізу можна поставити у<br />
відповідність за ступенем глиноземності певну товщу іншої частини розрізу (наприклад,<br />
найнижчій, базит-гранулітовій відповідає найвища, евлізитова<br />
формація). Отже, вірогідно, що весь розріз цоколю відповідає одному<br />
закінченому мегациклу, нижню частину якого можна зачислити до прогресивної,
26<br />
а верхню − до регресивної стадій процесу утворення цоколю.<br />
К.І. Свєшніков<br />
Рис. 3. Циклічність та симетричність у будові розрізу гранулітового цоколю докембрійського<br />
фундаменту південної частини Східноєвропейської платформи:<br />
1 − двопіроксенові гнейси та кристалосланці; 2 − високоглиноземні породи; 3 −<br />
карбонатні породи; 4 − гранітоїди. Гранітоїдно-метаморфічні асоціації: I − ендербітбазитова;<br />
II − кінцигіт-гранітова; III − ендербіт-кристалосланцева; IV − гранітлейкогранулітова.<br />
Метаморфічні формації: V − високоглиноземно-кварцитова; VI − мармур-кальцифірова;<br />
VII − кондалітова; VIII − евлізитова.<br />
Особливо цікаве питання − чому обидві частини розрізу, які начебто синхронно<br />
зазнали метаморфізму в гранулітовій фації, настільки відмінні за ступенем<br />
гранітизації. На наш погляд, одне з можливих пояснень полягає в такому.<br />
Товщі верхньої, негранітизованої частини мають первинно осадову природу,<br />
тоді як у складі нижніх частин першого і другого циклів (базит-гранулітова і<br />
гнейсоендербітова асоціації) переважають, очевидно, метаморфічні породи вулканогенного<br />
походження. Напрошується припущення, що регіональної
ПРОБЛЕМИ СИМЕТРИЧНОСТІ ТА ГОМОЛОГІЧНОСТІ ...<br />
гранітизації зазанавали лише товщі, що містять у розрізі значну кількість<br />
вулканітів, які давали додаткову кількість тепла і, можливо, води, необхідних<br />
для початку процесів плавлення у “сухих” умовах гранулітової фації<br />
метаморфізму.<br />
Цікаво також розглянути особливості просторового розташування порід<br />
різних циклів. Гранітоїдно-метаморфічні асоціації перших двох циклів були поширені<br />
принаймні на всій території південної частини фундаменту платформи<br />
від західного кордону Польщі до Уралу (див. рис. 1). Натомість, товщі двох<br />
останніх циклів поширені дуже обмежено. Без сумніву, початкові їхні площі<br />
могли бути значно більшими, та все ж таки немає ніяких даних, які б давали<br />
змогу припускати первинне поширення цих утворень на території всього<br />
Українського щита, не говорячи вже про сусідні з ним геоблоки. Це дає підстави<br />
для припущення про існування прихованої (азимутальної ?) незгідності на межі<br />
прогресивної та регресивної гілок мегациклу. Нагадаємо, що ранньодокембрійські<br />
метаморфічні комплекси різних типів у ділянках зчленувань, зазвичай,<br />
структурно узгоджені навіть тоді, коли вони мають різний вік і метаморфізовані<br />
в різних фаціях. Безпосередньо простежити структурні незгідності між ними<br />
вдається лише у виняткових випадках, через що висновок про незгідне залягання<br />
ґрунтується головно на аналізі відмінностей у їхньому регіональному поширенні<br />
та характері складчастих структур. Тому висловлене вище припущення про<br />
наявність прихованої незгідності у розрізі гранулітового цоколю, яке також ґрунтується<br />
на відмінностях у характері поширення та характері гранітизації,<br />
цілком правомірне.<br />
Прояви симетричності в розташуванні геологічних тіл у просторі.<br />
Загальновідомо, що з-поміж усіх геологічних утворень ранньодокембрійські<br />
регіони є найскладнішим об’єктом для вивчення, тому застосування до них різних<br />
геотектонічних концепцій завжди пов’язане з великими труднощами. Наприклад,<br />
сьогодні нема скільки-небудь чітких уявлень про закономірності будови<br />
фундаменту давніх платформ. Опис таких регіонів, здебільшого, обмежений<br />
характеристикою структур, складених тими чи іншими комплексами, однак праці,<br />
в яких би розглядали будову фундаменту якоїсь платформи як цілісної структури,<br />
нам не відомі. Зроблена нами спільно з В.А. Колосовською [17] спроба<br />
проаналізувати головні особливості будови фундаменту Східноєвропейської<br />
платформи засвідчила, що в розташуванні різних структурно-формаційних ранньодокембрійських<br />
комплексів простежуються виразні просторові закономірності,<br />
які дають підстави говорити про наявність симетричності в будові платформи<br />
в цілому та розташуванні окремих формацій, формаційних рядів і структурно-формаційних<br />
комплексів.<br />
Вище розглянуто зведений розріз та внутрішню будову гранулітового цоколю<br />
південної частини платформи. Тепер схарактеризуємо особливості поширення<br />
різних складових цоколю. На рівні поверхні кристалічного фундаменту платформи<br />
залягання товщ, що утворюють цоколь, таке. В східній частині платформи<br />
велику площу трикутної форми (див. рис. 1) займають утворення найнижчого<br />
за стратиграфічним положенням „макрошару” ─ грануліт-базитової асоціації (в<br />
підпорядкованій кількості в межах цієї ж площі є утворення граніт-кінцигітової<br />
асоціації). Асоціації, що займають вище стратиграфічне положення, розвинуті в<br />
27
28<br />
К.І. Свєшніков<br />
західних частинах платформи, причому загальне простягання структур у південній<br />
та північній частинах близьке до субширотного, а в крайній західній частині<br />
переважно субмеридіональне. Це дає змогу припустити, що весь цоколь загалом<br />
утворює антиформну структуру субширотного простягання, вісь якої занурюється<br />
в західному напрямі (рис. 4,а). Цікаво, що з осьовою лінією цієї антиформи,<br />
за даними знімання з космосу [7], збігається субширотний лінеамент, який<br />
простежується в широтному напрямі від Охотського до Балтійського моря і далі<br />
на захід уздовж південного узбережжя Балтійського моря. Час утворення цього<br />
лінеамента (для зручності нижче будемо називати його Охотсько-Балтійським)<br />
не з’ясовано, проте в межах Східноєвропейської платформи його вплив відчутний,<br />
починаючи з раннього докембрію.<br />
Формування другого структурного поверху почалося з утворення гнейсоамфіболітових<br />
комплексів, які разом з розвинутими по них ультраметаморфічними<br />
гранітоїдами становлять “основу” декількох субмеридіональних поясів. Найбільші<br />
за розмірами два пояси в східній частині платформи ─ Курсько-Дніпровський<br />
та Карельсько-Вологодський, які практично під прямими кутами прилягають до<br />
згаданих вище зон регіональних розломів, що обмежують ядерну частину<br />
гранулітової антиформної структури (рис. 4,б). В обох поясах розвинуті западини<br />
(прогини), виповнені так званими зеленокам’яними комплексами мезоархейського<br />
віку. Пояси гнейсоамфіболітових комплексів у західній частині платформи<br />
(див. рис. 4,б) менші за розмірами і, ймовірно, молодші за віком (за<br />
радіологічними даними, вони утворилися тут на межі архею та протерозою).<br />
Западини зеленокам’яних комплексів у межах західної частини платформи<br />
взагалі невідомі.<br />
У палеопротерозої в південній та північній частинах платформи формувалися<br />
великі прогини, виповнені метакарбонатно-теригенними товщами, метаморфізованими<br />
в амфіболітовій та епідот-амфіболітовій фаціях і перетвореними в<br />
слюдисті сланці та гнейси (у підпорядкованій кількості серед гнейсів наявні<br />
амфіболовмісні метаефузиви та карбонатні породи). Представниками комплексів<br />
цього типу в межах Українського щита є тетерівська серія Волинського та<br />
інгуло-інгулецька Інгульського районів. За віком, складом, характером розрізів і<br />
структурно-текстурними ознаками порід до цих двох серій дуже подібні<br />
воронцівська серія Воронезького кристалічного масиву, ладозька серія Карелії<br />
та товща слюдистих сланців і гнейсів, виявлена свердловинами, за даними<br />
О.В. Постнікова (усне повідомлення), в районі Рибинського водосховища.<br />
Подібні товщі поширені також на обох берегах Ботнічної затоки Балтійського<br />
моря; тут вони відомі під назвою ранніх свекофенід. Більшість із цих товщ<br />
супроводжують масиви дуже подібних між собою магматичних гранітів S-типу<br />
(кіровоградські, житомирські граніти Українського щита, волгоградські граніти<br />
Воронезького масиву та ін.), що додатково підтверджує правомірність їхньої<br />
кореляції. Отже, у межах Східноєвропейської платформи відомо шість<br />
достатньо великих полів поширення метакарбонатно-теригенних товщ (рис. 4,в).<br />
Струк-турне положення чотирьох із них (Тетерівського, Липецько-<br />
Волгоградського, „Рибинського” та „Ранньосвекофенського”) визначене<br />
тяжінням їх до систем розломів, які обмежують розглянуту вище ядерну частину<br />
антиформної структу-
ПРОБЛЕМИ СИМЕТРИЧНОСТІ ТА ГОМОЛОГІЧНОСТІ ...<br />
Рис. 4. Розташування докембрійських комплексів та головні структурні елементи фундаменту<br />
Східноєвропейської платформи.<br />
А – будова гранулітового фундаменту (1 – Охотсько-Балтійський лінеамент); Б –<br />
гнейсоамфіболітові пояси: 1 – Курсько-Дніпровський, 2 – Карельсько-Вологодський, 3 –<br />
Росинсько-Тікицький (суцільним чорним кольором показані зеленокам’яні структури); В<br />
– метакарбонатно-теригенні прогини: 1 – Тетерівський, 2 – Інгуло-інгулецький (Кіровоградський),<br />
3 – Липецько-Волгоградський, 4 – Рибинський, 5 – Ладозький, 6 – “Ранньосвекофенський”.<br />
Зони розломів: 7 – Волинсько-Двинська, 8 – Волзько-Балтійська, 9 – субмеридіональний<br />
лінеамент; Г – розташування масивів гранітів S-типу в межах Воронезько-Українського<br />
геоблока; Д – розташування вулканоплутонічних асоціацій I-типу: 1 – Воронезько-Волинський<br />
суперпояс, 2 – Талицька асоціація, 3 – пізньосвекофенська асоціація, 4 –<br />
Трансскандинавський пояс; Е – розташування масивів гранітів А-типу: 1 – Приазовсько-<br />
Прибалтійський пояс, 2 – Охотсько-Балтійський лінеамент.<br />
29
30<br />
К.І. Свєшніков<br />
ри гранулітового цоколю. Обидві системи розломів відігравали важливу роль,<br />
принаймні, починаючи з мезоархею. Система розломів північно-східного простягання<br />
(40–60 о ) відома під назвою Волинсько-Двинської зони, чи поясу. Систему<br />
розломів північно-західного простягання (300–320 о ) як цілісну структуру в<br />
літературі не розглядали. Для зручності будемо називати її Волзько-<br />
Балтійською (див. рис. 4,в). Обидві системи розломів єдині, що перерізають усю<br />
платформу впоперек; з напрямом цих зон збігається також орієнтування<br />
зовнішніх тектонічних меж платформи на більшій частині її периметра та низки<br />
структурних елементів у межах платформи. Два інші прогини – Кіровоградський<br />
та Ладозький – мають субмеридіональне видовження, і їхня локалізація<br />
збігається з положенням субмеридіонального лінеамента, який перерізає всю<br />
платформу і виходить далеко за її межі. Цей лінеамент розділяє фундамент на<br />
східну та західну частини, які відрізняються між собою рівнем залізистості<br />
практично всіх ранньодокембрійських (у тому числі палеоархейських)<br />
комплексів, що корелюють між собою [16]. Отже, вік закладання цього<br />
лінеаменту можна вважати палеоархейським (можливо, доархейським).<br />
Під час розгляду розташування перерахованих вище комплексів, які утворилися<br />
після формування гранулітового цоколю (гнейсоамфіболітових, зеленокам’яних,<br />
метакарбонатно-теригенних), виявлено, що складені ними структури<br />
(пояси, прогини) поширені в південній та північній частинах платформи і, за<br />
окремими винятками, їх нема в східній та західній частинах. Це дає підстави<br />
поділяти погляд Л.С. Галецького та інших дослідників [4], які розділяють фундамент<br />
платформи на чотири геоблоки з суттєво різною будовою ─ Волго-<br />
Камський, Воронезько-Український, Карело-Кольський і Білорусько-<br />
Прибалтійський 1 (див. рис. 4,в). Детальніше районування фундаменту та обґрунтування<br />
меж геоблоків розглянуті в [17, <strong>18</strong>]. Як видно з наведеної схеми, Воронезько-Український<br />
та Карело-Кольський геоблоки вирізняються однотипними<br />
переліками комплексів, які їх утворюють, тому їх можна розглядати як подібні<br />
між собою з тою різницею, що другий з них приблизно вдвічі більший від першого.<br />
З огляду на це, гадаємо, можна говорити про симетричне розташування<br />
зазначених геоблоків та гомологічність їх між собою, а Охотсько-Балтійський<br />
лінеамент, що їх розділяє, розглядати як площину дзеркальної гомологічності.<br />
Проаналізуємо особливості розташування геологічних комплексів у межах<br />
окремих геоблоків. Як видно з рис. 4,в, розміщення метакарбонатно-теригенних<br />
прогинів ─ Тетерівського, Кіровоградського та Липецько-Волгоградського ─ у<br />
межах Воронезько-Українського геоблока підлягає трипроменевій симетрії, центром<br />
якої слугує точка перетину Волино-Двинської, Волзько-Балтійської систем<br />
розломів та субмеридіонального лінеамента. Одночасно розміри цих прогинів<br />
послідовно збільшуються в східному напрямі, що дає змогу припустити наявність<br />
гомологічних “спотворень” у разі повертання навколо точки симетрії.<br />
Подібна трипроменева симетрія простежується і в розташуванні прогинів у Карело-Кольському<br />
геоблоці. Водночас виявлено, що прогини Воронезько-<br />
Українського та Карело-Кольського геоблоків розміщені симетрично щодо<br />
Охотсько-Балтійського лінеамента.<br />
1 У крайній західній частині фундаменту платформи є ще один невеликий за розмірами,<br />
проте самостійний Свеконорвезький геоблок.
ПРОБЛЕМИ СИМЕТРИЧНОСТІ ТА ГОМОЛОГІЧНОСТІ ...<br />
Масиви гранітів S-типу поширені в межах Воронезько-Українського геоблока,<br />
однак їх нема в сусідніх геоблоках. Масиви мають архейський (токовський,<br />
мокромосковський комплекси в Середньопридніпровському районі) та палеопротерозойський<br />
(в інших частинах щита) вік, проте їхнє розташування підлягає<br />
певним закономірностям. Найбільші за розмірами масиви сконцентровані в південній<br />
частині геоблока (на півдні Інгульського району) поблизу точки перетину<br />
субмеридіонального лінеамента з південною межею геоблока (яка є одночасно<br />
південною межею платформи загалом). Переважна більшість інших масивів того<br />
ж типу сконцентрована в трьох смугах, які радіально розходяться від цієї точки<br />
в північно-західному, меридіональному та північно-східному напрямах (див.<br />
рис. 4,г). Іншими словами, розташування масивів S-типу також підлягає трипроменевій<br />
симетрії, проте, на відміну від системи прогинів, точка симетрії розміщена<br />
на протилежному боці геоблока. Симетричність виявляється не лише в<br />
розташуванні, а й в особливостях масивів. Ці масиви складені переважно нормальними<br />
біотитовими гранітами, проте в просторовій асоціації з Тетерівським і<br />
Липецько-Волгоградським прогинами широко розвинуті двослюдяні гранатовмісні<br />
високоглиноземні граніти, відповідно, житомирського та волгоградського<br />
комплексів. Обидва комплекси тяжіють до місць сполучення згаданих вище північно-західної<br />
та північно-східної смуг поширення S-гранітів з межами геоблока,<br />
займаючи, отже, симетричне положення щодо „осьової лінії” геоблока, що<br />
збігається з субмеридіональним лінеаментом.<br />
Пізнішими щодо гранітів S-типу є вулканоплутонічні асоціації так званого Ітипу,<br />
які об’єднують базальти, андезити, ріоліти та комагматичні їм інтрузії габро-діоритів,<br />
діоритів, монцонітів, гранодіоритів та граносієнітів, сублужних гранітів<br />
(у різних ділянках деяких різновидів з цього переліку може не бути). У межах<br />
Воронезько-Українського геоблока представниками асоціацій зазначеного<br />
типу є клесівська серія та осницький плутонічний комплекс Волині, стойлоніколаєвський<br />
та усманський комплекси Воронезького кристалічного масиву<br />
спільно з комагматичними їм ефузивами. Всі ці комплекси тяжіють до широкої<br />
дугоподібної смуги вздовж північно-західної та північно-східної меж геоблока<br />
(див. рис. 4,д) і практично не виходять за його межі. Це дає змогу розглядати<br />
смугу їхнього поширення як самостійну магматогенну структуру − Воронезько-<br />
Поліський вулканоплутонічний суперпояс [14]. За літературними даними та нашими<br />
спостереженнями подібна асоціація, відома під назвою пізніх свекофенід,<br />
широко розвинута в західній та південній частинах Карело-Кольського геоблока.<br />
Як видно з карти (див. рис. 1), ця асоціація утворює широкий дугоподібний пояс<br />
уздовж південних меж Карело-Кольського геоблока, симетрично розташований<br />
щодо Воронезько-Поліського суперпоясу. Загальне роташування обох асоціацій<br />
дуже подібне до гілок гіперболи.<br />
Подальші геологічні події були сконцентровані в західній частині платформи<br />
і виявилися спільними для Воронезько-Українського, Білорусько-Прибалтійського<br />
та Карело-Кольського геоблоків. Тут відбувалося вкорінення великих<br />
масивів гранітоїдів так званого А-типу − масивів рапаківі та споріднених з ними<br />
утворень, зокрема, сублужних гранітоїдів та лужних порід Східного Приазов’я.<br />
Повна картина закономірностей розташування гранітоїдів А-типу до кінця не<br />
з’ясована, оскільки є низка питань щодо їхнього поширення в межах Сканди-<br />
31
32<br />
К.І. Свєшніков<br />
навського півострова. Однак взагалі масиви цього типу утворюють<br />
дугоподібний трансрегіональний пояс, субпаралельний до західної межі платформи<br />
загалом (див. рис. 4,е). Як видно з рис. 4,е, Охотсько-Балтійський<br />
лінеамент можна розглядати як площину симетрії цієї дуги.<br />
Отже, локалізація комплексів, які виникли після утворення гранулітового цоколю,<br />
була, здебільшого, поясовою, причому форму кожного поясу можна описати<br />
за допомогою тієї чи іншої математичної моделі. Крім лінійних форм, простежуються<br />
пояси чи їхні сукупності у вигляді гіперболи (див. рис. 4,д), параболи<br />
(див. рис. 4,е). В результаті такого розгляду можна твердити, що будова фундаменту<br />
платформи загалом підпорядкована спільному структурному плану.<br />
Розташування головних геологічних структур і, відповідно, будова платформи<br />
тісно пов’язані з існуванням на цій території двох регіональних систем розломів<br />
(Волино-Двинської та Волзько-Балтійської), що перетинаються, північносхідного<br />
та північно-західного простягання, а також двох трансрегіональних<br />
лінеаментів, що перетинаються, − субширотного Охотсько-Балтійського та субмеридіонального<br />
(як цілісна структура він назви не має; фрагмент його в межах<br />
Українського щита часто називають лінеаментом “Херсон–Смоленськ”). Цікаво,<br />
що тоді, як регіональні системи розломів безпосередньо впливали на розташування<br />
переважної більшості комплексів різних типів, трансрегіональні лінеаменти<br />
відігравали роль не стільки місць безпосередньої локалізації комплексів, скільки<br />
площин симетрії в разі розташування різних комплексів одного й того ж<br />
типу.<br />
Природа симетрії геологічних утворень. Розглянуті приклади засвідчують,<br />
що на геологічних рівнях організації речовини (породному, формаційному,<br />
“комплексному” та ще вищих) виявляються ті ж головні види симетрії будови,<br />
що й на нижчих рівнях − дзеркальна симетрія, симетрія трансляції, осьова симетрія.<br />
Всі наведені приклади приводять до головного висновку: закономірності<br />
впорядкованості будови, в тому числі проявів симетричності як вищої форми<br />
впорядкованості, повинні бути принципово однаковими на всіх рівнях<br />
організації речовини 2 . Це означає, що в основі будови матеріального світу<br />
повинні бути якісь загальні закони його структурування. Спробу розглянути такі<br />
закони на рівні загальноприродничих понять та математичних узагальнень зробив<br />
Ю.А. Урманцев [19]. Стосовно геологічних тіл можна поставити на перше<br />
місце три такі закони: а) закон рівневої організації всіх тіл, б) закон<br />
взаємозв’язку складу та будови тіл різних рівнів організації (так званий закон<br />
Федорова–Грота), в) закон періодичності повторення властивостей у<br />
гомологічних рядах тіл. Усі ці закони зумовлюють існування в природі<br />
впорядкованості, в тому числі симетричності, однак не пояснюють її природи. У<br />
разі розгляду причин симетричності того чи іншого явища, зазвичай, згадують<br />
так званий принцип Кюрі, згідно з яким елементи симетрії причини (у тому<br />
числі навколишнього середовища) відображаються в симетрії наслідку. Розвиваючи<br />
це положення, І.І. Шафрановський та П.М. Плотніков [21] висловили<br />
2 Це, однак, не означає, що елементи симетрії на різних рівнях будуть однаковими. Наприклад,<br />
у будові кристалів поширені осі симетрії; на вищих рівнях вони трапляються,<br />
однак значно рідше.
ПРОБЛЕМИ СИМЕТРИЧНОСТІ ТА ГОМОЛОГІЧНОСТІ ...<br />
думку, що в природі повинен діяти закон збереження симетрії – у разі накладання<br />
декількох явищ одне на одне елементи їхньої симетрії повинні взаємодіяти<br />
між собою і не знищуватись, а переходити в інші. Однак і це не дає відповіді на<br />
питання, чому взагалі виникає явище симетрії, та інше, ще складніше питання –<br />
чому деякі явища не підпадають під закони симетричності 3 . Оскільки явище<br />
симетричності є однією з найфундаментальніших властивостей навколишнього<br />
світу, то вичерпно відповісти на поставлене запитання на цій стадії розвитку<br />
науки неможливо. Можна, однак, розглянути, як це питання вирішують у<br />
геології для різних окремо взятих випадків.<br />
Упорядкованість внутрішньої будови кристалів пояснюють як результат динамічної<br />
рівноваги сил, під дією яких виникає певне розташування складових<br />
(атомів, іонів) мінералу, тобто утворюється кристалічна ґратка. Симетрично побудовані<br />
кристалічні ґратки мають мінімуми потенціальної енергії [22]. Симетричність<br />
зовнішніх форм кристалів в одних напрямах та несиметричність в інших<br />
залежить від різниці швидкостей росту цих кристалів у різних напрямах.<br />
Якби швидкість росту в усіх напрямах була однаковою, кристал мав би форму<br />
кулі та ізотропну внутрішню будову [20].<br />
Спробам пояснити виникнення розшарованості в габроїдних масивах присвячено<br />
чимало праць. Усі дослідники погоджувались, що розшарування виникає<br />
внаслідок гравітаційної диференціації в ході кристалізації розплавів, однак<br />
не могли пояснити причин появи ритмічності (симетричності в цьому контексті)<br />
у розрізах масивів. Можливе вирішення цього питання запропонували Є.В. Шарков<br />
та О.О. Богатіков [11]. Згідно з їхньою моделлю, підтвердженою експериментальними<br />
даними, кристалізація відбувається в межах порівняно малопотужної<br />
(близько 3 м) зони, яка поступово просувається знизу вверх, і під час такого<br />
просування в її межах процеси кристалізації кожного разу починаються заново з<br />
утворення високотемпературних мінералів. Не описуючи всіх деталей, наголосимо,<br />
що, на думку авторів, ритмічна розшарованість виникає внаслідок дії температурно-концентраційних<br />
хвиль. Подібні хвилі (автохвилі) виникають у дисипативних<br />
системах, тобто системах, які мають потік речовини чи енергії, спрямований<br />
у вмісне середовище [11, с. 101].<br />
У разі пошуків пояснення умов виникнення трансрегіональних плутонічних<br />
поясів гіпотезу про виникнення подібних (формаційно однотипних) масивів унаслідок<br />
вкорінення порцій розплавів з одного магматичного джерела доводиться<br />
відкинути відразу. Для прикладу можна розглянути згаданий вище пояс масивів<br />
гранітоїдів А-типу. Неможливо уявити, щоб різні масиви виникали з одного<br />
джерела в межах усього Українського щита, не кажучи вже про масиви, розташовані<br />
за його межами. Тому подібність складу таких масивів свідчить про подібність<br />
складу вихідних магматичних розплавів, які незалежно виникали на<br />
великих відстанях один від одного, проте на приблизно однакових глибинах (інакше<br />
склад розплавів повинен був би суттєво відрізнятися). Це дає підстави<br />
3 Наприклад, чому одні мінерали утворюють ізоморфні ряди, а інші (наприклад, кварц) –<br />
ні. З іншого боку, саме кварц дає приклад широкого ряду поліморфних модифікацій. Було<br />
б цікаво проаналізувати з погляду протиставлення ізоморфізм–поліморфізм інші<br />
мінерали та об’єкти вищих рівнів організації.<br />
33
34<br />
К.І. Свєшніков<br />
припускати активізацію певного шару (рівня) в надрах Землі та виплавлення з<br />
нього в періодично повторюваних у просторі ділянках порцій розплавів. Такий<br />
механізм найліпше можна описати за допомогою моделі хвилеподібного поширення<br />
певного енергетичного імпульсу вздовж цього шару [13].<br />
Під час пошуків пояснення особливостей будови континентів різні дослідники<br />
виконали великий обсяг моделювання тектонічних порушень, що виникають<br />
внаслідок процесів колізії та субдукції тектонічних плит. Зокрема, на рис. 5 зображено<br />
результати моделювання в пластичному середовищі під дією одностороннього<br />
тиску (за [23]). Цю модель запропонували автори для пояснення наслідків<br />
колізії Індійського та Азіатського кратонів. Порівняння розривів, що виникли<br />
в моделі, зі схемою регіональних розломів фундаменту Східноєвропейської<br />
платформи свідчить про їхню значну подібність. Це дає змогу припустити,<br />
що головні особливості будови фундаменту платформи зумовлені тиском у західному<br />
напрямі зі сторони теперішнього Уралу.<br />
Як видно з наведених моделей, різні дослідники доходять одного висновку –<br />
явища симетричності пов’язані з поширенням енергетичних імпульсів у тому чи<br />
іншому середовищі. І.І. Шафрановський та П.М. Плотніков [21] сформулювали<br />
це так. Енергія в твердих однорідних (квазіоднорідних) тілах поширюється шляхом<br />
хвиль напружень, що зумовлюють періодичне утворення зон стиснення і<br />
розтягнення та їхній симетрично нерівномірний розподіл у просторі. Виникнення<br />
таких зон, відповідно, приводить до утворення в них різних мінеральних асоціацій,<br />
які також будуть періодично повторюватись у просторі.<br />
У наведених вище прикладах таке пояснення цілком відповідає випадкам<br />
прояву симетричності у внутрішній будові та розташуванні геологічних тіл. Розгляд<br />
характеру симетричності відкриває шлях до аналізу напрямів енергетичних<br />
потоків та взаємодії їх між собою. У випадку однонапрямленої симетрії<br />
трансляції можна досить упевнено твердити, що тут діяла якась одна причина. У<br />
разі криволінійної симетричності (наприклад, пояси дугоподібної форми) та<br />
появи осей симетрії (наприклад, розглянута вище трипроменева симетрія)<br />
необхідно припускати синергетичну взаємодію декількох причин. На сучасному<br />
етапі розвитку природознавства важливе значення мають проблеми синергетики<br />
– енергетичної взаємодії різних систем. На відміну від, скажімо, деяких хімічних<br />
та фізичних систем [8 та ін.], аналіз явищ синергетики в геології надзвичайно<br />
складний, і всі публікації, які є з цього приводу, не дають прикла-дів коректного<br />
застосування теоретичних положень синергетики. Причина зумовлена тим,<br />
що в кожному геологічному явищі задіяна значна кількість факторів різного рівня<br />
організації і твердження, що та чи інша <strong>геологічна</strong> система є синергетичною,<br />
не дає нового знання. Побудова на цих засадах генетичних моделей здебільшого<br />
некоректна, оскільки поки що не створено самостійного методу для розрізнення<br />
простих геологічних систем і синергетичних та подальшого дослідження систем<br />
синергетичних. Однак доцільно вважати, що вирішувати ці проблеми в геології<br />
принципово можливо. Саме аналіз симетричності явищ відкриває шлях до коректного<br />
аналізу взаємодії
ПРОБЛЕМИ СИМЕТРИЧНОСТІ ТА ГОМОЛОГІЧНОСТІ ...<br />
Рис. 5. Зіставлення особливостей будови фундаменту Східноєвропейської платформи з<br />
результатами моделювання.<br />
А − схема розчленування фундаменту на геоблоки: 1 − Воронезько-Український, 2 −<br />
Волго-Камський, 3 − Карело-Кольський, 4 − Білорусько-Прибалтійський, 5 − Свеконорвезький;<br />
Б − результати стиснення моделі, за [23]; В − відповідність системи розломів<br />
фундаменту платформи результатам моделювання.<br />
35
36<br />
К.І. Свєшніков<br />
різних енергетичних потоків, тобто до побудови синергетичних моделей. Дуже<br />
перспективним щодо цього є положення, згідно з яким симетрична будова кристалів<br />
найбільш енергетично вигідна. Можна припускати, що це положення<br />
зберігається на всіх рівнях організації речовини.<br />
Загальновідомо, що проведення меж та з’ясування об’ємів багатьох геологічних<br />
тіл (світ, серій, комплексів, тектонічних блоків) значно залежить від ознак,<br />
якими оперує той чи інший геолог під час їхнього виділення, тобто часто вони є<br />
суб’єктивними. В.І. Вернадський увів поняття природного тіла – відокремленого<br />
в просторі та часі від інших природних тіл незалежно від спостерігача [2]. Тобто,<br />
на думку цього дослідника, в природі об’єктивно існують тіла, межі яких не<br />
повинні залежати від суб’єктивних поглядів тих чи інших дослідників. Проблема<br />
в цьому випадку зводиться до того, наскільки однаково різні дослідники будуть<br />
виділяти такі тіла. У разі визначення об’ємів просторово відокремлених<br />
між собою тіл (кристалів, планет) розходжень не виникає. Складності починаються<br />
під час виділення геологічних тіл, суміжних між собою. Суттєву допомогу<br />
в таких випадках можуть надати дослідження симетричності будови тіл, які виділяють.<br />
На нашу думку, кожне природне тіло виникає як внутрішньо упорядковане,<br />
а відтак і повинно бути симетрично побудованим. Зокрема, симетричність<br />
будови фундаменту Східноєвропейської платформи дає підстави припускати, що<br />
всі інші фундаменти давніх платформ повинні мати ті чи інші просторові закономірності<br />
внутрішньої будови.<br />
1. Бескин С.М., Ларин В.Н., Марин Ю.Б. Редкометальные гранитовые<br />
формации. Л.: Недра, 1979. 280 с.<br />
2. Вернадский В.И. Избранные сочинения. Т. 4. Кн.1. М.: Изд-во АН<br />
СССР, 1959. 624 с.<br />
3. Воронин Ю.А. Начала теории сходства. Новосибирск: Наука, 1991. 120<br />
с.<br />
4. Галецкий Л.С., Шмидт А.О., Титов В.К., Колосовская В.А. Тектоника и<br />
металлогения Восточно-Европейской платформы на основе концепции<br />
геоблокового развития и активизации земной коры // Геол. журн. 1990.<br />
№ 2. С. 49-56.<br />
5. Кирилюк В.П. Условия формирования гранитно–метаморфических<br />
формационных комплексов щитов // Магматические и метаморфические<br />
формации в истории Земли. Новосибирск: Наука, 1986. С. 194–198.<br />
6. Колий В.Д., Сиворонов А.А. Видовые наборы пород как основа выделения<br />
геоформаций в метаморфических комплексах // Структурные элементы<br />
земной коры и их эволюция. Новосибирск: Наука, 1983. С. 25–<br />
28.<br />
7. Космогеология СССР/ Афанасьева Н.С., Башилов В.И., Брюханов В.Н. и<br />
др. М.: Недра, 1967. 240 с.<br />
8. Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика – теория самоорганизации.<br />
Идеи, методы, перспективы. М.: Знание, 1983. 64 с.
ПРОБЛЕМИ СИМЕТРИЧНОСТІ ТА ГОМОЛОГІЧНОСТІ ...<br />
9. Лазько Е.М., Кирилюк В.П., Сиворонов А.А., Яценко Г.М. Нижний докембрий<br />
западной части Украинского щита. Львов: Вища школа, 1975.<br />
236 с.<br />
10. Лысак А.М., Лашманов В.И., Пащенко В.Г., Свешников К.И. К вопросу о<br />
стратиграфии гнейсо- мигматитовых образований нижнего докембрия<br />
Приазовья // Геол. журн. 1989, № 3. С. 20–27.<br />
11. Основные породы. Магматические горные породы. Т. 3 / Андреева Е.Д.<br />
и др. М.: Наука, 1985. 485 с.<br />
12. Постников А.В. Фундамент восточной части Восточно-Европейской<br />
платформы и его влияние на строение и нефтегазоносность осадочного<br />
чехла: Автореф. дис. ... д-ра геол.-мин. наук. М., 2002. 48 с.<br />
13. Свешников К.И. Ареалы плутонических формаций как источник информации<br />
о глубинных магматических процессах // Литосфера, 1999. №<br />
10–11. С. 70–75.<br />
14. Свєшніков К.І., Бучинська А.В. Вулкано плутонічні асоціації І-типу та<br />
їхнє геодинамічне положення в будові фундаменту південної частини<br />
Східноєвропейської платформи // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. геол. 2002.<br />
<strong>Вип</strong>. 16. С. 23–32.<br />
15. Свєшніков К.І. Проблеми вчення про геологічні формації // Вісн. Львів.<br />
ун-ту. Сер. геол. 2003. <strong>Вип</strong>. 17. С. 9–23.<br />
16. Свешников К.И., Колосовская В.А. Западный и Восточный сегменты<br />
фундамента Восточно-Европейской платформы – геоблоковые докембрийские<br />
структуры первого порядка // Геол. журн. 1993. № 3. С. 25–32.<br />
17. Свєшніков К. І., Колосовська В.А. Просторові закономірності будови<br />
кристалічного фундаменту Східноєвропейської платформи та їх геодинамічні<br />
аспекти // Геодинаміка. 2000. № 1/3. С. 47-58.<br />
<strong>18</strong>. Свєшніков К.І., Колосовська В.А. Особливості будови Українського щита<br />
як складової частини Воронезько-Українського геоблоку // Зб. наук.<br />
праць УкрДГРІ. 2001. № 1–2. С. 66–70.<br />
19. Урманцев Ю.А. Симметрия природы и природа симметрии. М.: Мысль.<br />
1974. 229 с.<br />
20. Шаскольская М.П. Кристаллография. М.: Высшая школа, 1975. 390 с.<br />
21. Шафрановский И.И., Плотников П.М. Симметрия в геологии. Л.: Недра.<br />
1975. 144 с.<br />
22. Щербина В.В. Основы геохимии. М.: Недра, 1972. 296 с.<br />
23. Peltzer G., Tapponnier P. Formation and evolution of strike-slip faults, rifts<br />
and basins during the India-Azia collision: An experimental approach // J. of<br />
Geophysical Research. 1988. Vol. 93. P.15085–151<strong>18</strong>.<br />
24. Skaly platformy Prekambryjskiеj w Polsce / Red.A.Laszkiewicz. Warszawa,<br />
1973. 168 s.<br />
37
38<br />
PROBLEMS OF THE SYMMETRY AND HOMOLOGY OF<br />
GEOLOGICAL BODIES<br />
(on the example of the East-European platform`s basement)<br />
K.I. Sveshnikov<br />
К.І. Свєшніков<br />
Ivan Franko National University of Lviv, Hrushevsky Str. 4, 79005 Lviv<br />
Е-mail: sveshn@franko.lviv.ua<br />
Symmetry (S) and homology are fundamental features of all natural bodies, but<br />
they are not examined enough for rocks and more complicated geological bodies.<br />
Three kinds of S are known: a) the S of the bodies` internal construction, b) the S of<br />
the bodies` localization in space, c) the S of their features changeability from the<br />
systematic point of view. The searches of the S require the comparison of the<br />
construction and localization peculiarities of the bodies, which are similar between<br />
themselves. Geological bodies may be regarded as similar if they belong to the same<br />
homological (isomorphic) line. The two first kinds of S are described on the examples<br />
from the Еast-European craton`s basement. It is supposed that the S of geological<br />
bodies depend on the symmetry of energetic flows that caused the origin of these<br />
bodies.<br />
Key words: symmetry, homological line, geological body, internal construction,<br />
East-European craton`s basement, Early Precambrian, energetic flow.<br />
Стаття надійшла до редколегії 30.07.2004<br />
Прийнята до друку 20.09.2004