Геологічне минуле України та Карпатського краю, мінерали та гірські породи

Геологічне минуле України та Карпатського краю. Мінерали та гірські породи

Основна частина території України сформувалася у докембрійський час. Це південна частина давньої Східноєвропейської платформи. На її місці в архейську і протерозойську ери неодноразово виникали острівні дуги, окраїнні моря, океанічні жолоби тощо. Вертикальні і горизонтальні рухи земної кори призводили до зминання в складки і виникнення гірських масивів. Давні гори зруйнувалися і утворили жорсткий кристалічний фундамент платформи, що уповільнило тектонічні рухи у її межах.  Приблизно 1700 мли років тому завершився етап формування Східноєвропейської платформи. Подальший її розвиток пов'язаний в основному з повільними коливаннями суходолу. Найдавніше ядро, навколо якого формувалася платформа,— це Український кристалічний щит. В архейську еру континентальна земна кора в межах нашої країни складалася з кристалічних порід магматичного і метаморфічного походження. Вона була тонкою й досить пластичною. Внаслідок дії внутрішніх сил планети земна кора зазнавала різних рухів: вертикальних і горизонтальних, плавних і розривних. В одних місцях вона вигиналася у складки, утворюючи складчасті гірські споруди, в інших – розламувалася на окремі блоки. Вздовж розломів проявлявся магматизм. Інколи гаряча магма пропікала тонку земну кору і заливала великі площі на її поверхні. Наприкінці ери окремі великі частини земної кори втратили пластичність і перетворилися на цупкі стверділі ділянки. Так почалося формування давньої Східноєвропейської платформи, в межах якої лежить більша частина території України. Земна атмосфера в цей час була насиченою різними газами, але без кисню. Водяна пара скупчувалася на значній висоті; лише з охолодженням земної поверхні на неї почали випадати опади. У водних басейнах з'явилися бактерії і водорості.  У протерозойську еру внутрішні сили Землі розбили кристалічну основу платформи на блоки різної величини. Одні з них залишилися на поверхні чи припіднялися, їх породи постійно руйнувалися і зносилися під дією зовнішніх сил. Інші блоки опустилися вниз і над ними нагромаджувалися осадові відклади. Особливо активно це відбувалося в морських басейнах, які то наступали на суходіл, то відступали з нього залежно від напрямку вертикальних рухів земної кори. На відміну від платформи земна кора на півдні і південному заході України залишалася пластичною та нестійкою. Це частина Середземноморського рухомого поясу планети, який проліг через південь сучасної Євразії. Там упродовж всієї геологічної історії земна кора то опускалася, то піднімалася. При опусканні неодноразово з’являлися прогини земної поверхні з глибинними розломами. Прогини затоплювалися морем і в них нагромаджувалися потужні товщі осадів. Коли прогин зазнавав підняття, утворювалися складчасті гори (епоха гороутворення або складчастість). У тріщини розломів з надр проникала магма, формуючи окремі вулканічні масиви або цілі хребти. 

    У палеозойську еру центральна частина території України здебільшого була суходолом. На інших територіях континентальні та морські умови змінювали одні одних. Максимальний наступ моря внаслідок опускання земної кори відбувся в середині ери. В палеозої мали місце дві гороутворюючі епохи, які вплинули на формування земної кори України. У каледонську складчастість виникли гірські споруди на місці сучасних Карпат – Пракарпати, які островами виступали з води. У герцинську складчастість (наприкінці ери) вони зникли під водами мілководного моря Тетіс, що зайняло прогин в Середземноморському рухомому поясі. Натомість нова складчаста споруда з’явилася на сході країни на місці Донецького прогину. Клімат був близьким до субтропічного: переважно жарким, змінювався від сухого до вологого. Ще на початку ери розвинулися одноклітинні організми. Потім з'явилися багатоклітинні водорості, морські безхребетні і хребетні тварини, а ще через мільйоноліття – наземні рослини і земноводні. У кам’яновугільному періоді панувала пишна рослинність: гігантські плауни, хвощі, деревоподібні папороті, що сприяло утворенню значних товщ вугілля.    Протягом палеозойської і мезозойської ер платформна частина України зазнавала значних підняттів та опускань, герцинського складкоутворення на Донбасі та кіммерійського у Криму. У ньому накопичувалися відклади, знесені з Українського щита. Незначне підняття території в ордовицький період знову змінилося наступанням моря. Зароджувався новий океан, а суходолом у межах України у девонському періоді залишався тільки кристалічний щит.   У кам'яновугільний період рифтова зона Дніпровсько-Донецької западини припинила своє розширення. Розколені блоки платформи почали рухатись назустріч один одному, що призвело до піднять і розширення площ суходолу. У межах Дніпровсько-Донецької западини море стало більш мілким. На суходолі у цей період панував вологий субтропічний клімат з розкішною і різноманітною рослинністю. У дельтах річок, морських лагунах нагромаджувалася велика кількість стовбурів дерев та інших органічних решток. Найактивніше процес нагромадження такого матеріалу відбувався у Донецькому басейні та Галицько-Волинській западині, тому тут сформувалися в наступні епохи поклади кам'яного вугілля.    У пермський період південно-східна частина Дніпровсько-Донецької западини зазнала такого сильного стискування, що породи були зім'яті у складки. Сформувалася Донецька герцинська складчаста область.

       У мезозойську еру на платформній частині України переважав рівнинний суходіл. Окремі водні басейни існували на Лівобережжі та в Середземноморському поясі. Правда, в крейдовому періоді відбулося найбільше для всієї геологічної історії України поширення морських площ. Вони вкривали майже всю територію нашої країни, крім центральної частини. У мезозої проявилася кіммерійська складчастість, внаслідок чого сформувалася гірська споруда на місці Криму, Азовського моря і північної частини Чорного моря. Однак згодом гори зруйнувалися і стали морським дном. В Закарпатті активно діяли вулкани. Клімат здебільшого був теплим і сухим. Розвивалися голонасінні та покритонасінні рослини. З’явилися ссавці та птахи.   Мезозойська ера ознаменувалася значним наступанням морів. Активна тектонічна діяльність супроводжувалася вулканізмом у Криму, Причорноморській западині, Донбасі. У крейдовому періоді вздовж південних окраїн Східноєвропейської літосферної плити в океані Тетіс розвивалася система острівних дуг. Наприкінці мезозою западина цього океану почала замикатися і океанічна плита, занурючись під Східноєвропейську платформу, змушувала її підійматися. Тому, якщо в середині крейдового періоду майже вся територія України була морем, то наприкінці його стала суходолом.    На початку кайнозойської ери морський басейн знову поширився на більшу частину території України. З плином часу море поступово відступило. В результаті альпійської епохи гороутворення остаточно формуються Карпатська і Кримська гірські споруди. У четвертинному (антропогеновому) періоді відбулося підняття майже всієї території України, крім Причорномор’я. Клімат переважно був помірно теплим і вологим. Рослинність і тваринний світ поступово набули сучасних рис, з’явилася людина. В антропогені відбулося загальне охолодження й осушення клімату, що призвело до кількох льодовикових епох у Європі. Найбільше – дніпровське зледеніння – поширилося на значну частину території України. Після танення льодовика сформувався сучасний вигляд природного середовища – рельєфу, річкової мережі, ґрунтів, рослинності та тваринного світу.   У кайнозойську еру відбулися інтенсивні рухи земної кори, які привели до утворення сучасного суходолу та гірських систем Карпат і Криму.

У найдавнішому періоді цієї ери (палеогені) переважали опускання. Найбільше виявилися вони у середині періоду, коли островами залишалися лише окремі частини Українського щита та західна частина Подільської плити. На цих ділянках суходолу панував субтропічний клімат.    На початку неогену почалися активні зустрічні рухи літосферних блоків, які привели до сильних горотворчих процесів (альпійська епоха гороутворення), загального підняття території платформи. Занурення Чорноморської плити (частини океанічної плити Тетісу) під Кримський півострів спричинило підняття Кримських гір.      Зустрічні рухи твердих материкових літосферних блоків (Східноєвропейської платформи і Панонської плити) привели до закриття океанічної зони в межах сучасних Карпат. По тріщинах на поверхню виходила магма, зумовивши виникнення Вулканічного хребта. Оскільки материковий схил Східноєвропейської платформи був вкритий потужним шаром осадових порід, то вони зривалися, утворюючи своєрідну скибову зону Східних Карпат. Підповзаюча частина платформи — Подільська плита відколювалася лініями розломів, і частини її зазнали значних опускань, сформувавши Передкарпатський крайовий прогин. Поступово море відступило у південно-східному напрямку, суходіл прийняв сучасних контурів, а клімат став помірним.    В антропогені під впливом неотектонічних рухів та дії зовнішніх сил формувався сучасний рельєф, розвивалася річкова сітка, нагромаджувалися континентальні відклади різного походження. Особливу роль у процесі рельєфотворення зіграли материкові зледеніння. Льодовик, що розростався із Скандинавії, двічі заходив у межі України: під час найдавнішого (Окського) зледеніння — у західну частину Полісся; під час найбільшого (Дніпровського) — по долині Дніпра до широти сучасного Дніпропетровська.    Нагорнуті ним породи залишалися у вигляді моренних валів чи горбів. Талі води розмивали морени, розносячи дрібні частинки по широкому просторі. Так сформувалися виположені піщані рівнини — зандри.    Материкові зледеніння спричинили, очевидно, і утворення лесів, які поширені майже по всій рівнинній території України. Лес — це пухка жовта пилувата порода, що легко розмивається водою.   Похолодання клімату у льодовикові епохи приводило до зниження висоти снігової лінії у горах. Тому в Карпатах на найвищих вершинах виникали гірські льодовики. На місцях давнього залягання гірських льодовиків сформувалися великі виїмки у схилах гір округлої форми, які називають карами.

Мінерали Українських Карпат. Писемні джерела свідчать, що мінералогічні дослідження в Українських Карпатах мають тривалу і непросту історію, оскільки протягом довгого часу цей регіон перебував у складі різних держав. До другої половини XX ст. їх проводили австрійські, угорські і польські геологи. Внаслідок цих робіт були отримані важливі мінералогічні дані про окремі геологічні утворення української частини Карпат і наприкінці XVIII – на початку XIX ст. з’явилися перші узагальнювальні праці з мінералогії цього регіону. Потрібно також згадати про перші розробки корисних копалин в Українських Карпатах – видобуток золота у XII ст. у так званих турецьких (за іншими даними – кельтських) штольнях біля м. Берегово у Закарпатті. Вважають, що карпатське золото розроблялося ще давніше (в Українських Карпатах знаходять залишки гідравлічних споруд римлян для видобутку золота – аругії), а можливо і ще раніше, оскільки в сусідніх районах Трансильванії і Словаччини видобуток міді та золота проводився ще близько 2000 років до нашої ери. Систематичне вивчення мінералогії Українських Карпат розпочалося у другій половині XX ст. Тоді найбільший внесок у вивчення мінералогії Українських Карпат було зроблено колективами львівських мінералогів під керівництвом Є. К. Лазаренка.

Нині число мінеральних видів і різновидів тут нараховує близько 350 найменувань. їхній загальний розподіл за окремими класами близький до розподілу мінералів у всьому Карпатському регіоні, на території України, а також у земній корі. Дещо більше в Українських Карпатах сульфідів, сульфатів, простих речовин, карбо¬натів, але поки що не виявлені представники ряду класів мінералів(ванадати, хромати та ін.). В Українських Карпатах відкрито світу такі мінеральні види як калушит (сингеніт) і карпатит, а також морфологічний різновид бариту — волнін. Калушит (К-Са сульфат) виявлено у соленосних відкладах Передкарпаття біля м. Калуш на початку 1870 рр. Дослідник цього мінералу Й. Румф назвав його у 1872 р. калушитом, а дещо раніше, цього самого року, з’явилася публікація В. Зефаровича, в якій цей мінерал описано під назвою сингеніт. Таким чином, майже безпідставно калушит став синонімом сингеніту. Карпатит як новий органічний мінерал був відкритий Г. Л. Піо- тровським у 1955 р. Він пов’язаний із ртутними рудопроявами Закарпаття.

Волнін – різновид призматичних кристалів бариту, індикаторною ознакою яких є значне видовження вздовж осі [001], водночас здебільшого із незначним розвитком уздовж осі [100]. Він трапляється в окремих місцях Берегівського горбогір’я в Україні (Східні Карпати: рудопрояви Берегове, Мужіїво) і декількох рудопроявах Спішсько-Гемерського рудогір’я в Словаччині (Західні Карпати). Такий барит у 1817 р. К. Габерле помилково описав як шпатоподібні кристали гіпсу. Дещо пізніше А. Вольний (на той час директор фабрики галунів у с. Мужіїво) надіслав подібні зразки з ріолітових туфів біля с. Мужіїво для дослідження професору хімії Будапештського університету Й. Йонасу, який описав отримані кристали як новий мінеральний вид і назвав його у 1820 р. на честь А. Вольного волніном. Й. Йонас вважав, що це сульфат невідомого лужного металу, подібного до барію чи стронцію. Тільки в 1822 р. французький дослідник Ф. Бедан, який подорожував Карпатами, визначив, що волнін – це морфологічний різновид кристалів бариту. Ще два мінерали були вперше відкриті в українській частині Карпат: сколіт – змішаношаруватий силікат, виявлений К. Смулі- ковським у 1936 р. у пісковиках околиць м. Сколе у Передкарпатті, і Мп-феристильпномелан – різновид стильпномелану, виявлений на початку 1960-х рр. О. І. Матковським у силікатно-карбонатних манганових рудах Чивчинських гір. У 2018 р. список карпатських мінералів поповнився ще двома незвичайними знахідками: вюртцитом l0 Н і цинковольтаїтом. Обидва мінерали знайдені на Мужіївському золото-поліметалічному родовищі, вони є першими знахідками в Україні і представлені дрібними, але добре утвореними багатогранниками. Вюртцит 10 Н утворює пірамідальні кристали, вершини пірамід чи основа яких ускладнені багатогранниками сфалериту. Кубічні кристали цинко- вольтаїту містять до 10-12 мас. % Zn. O.

Природа Українських Карпат представлена складною системою територіальних одиниць, що створюють високогірний, середньогірний, низькогірний та передгірський яруси. До високогірного ярусу належать давньольодовиково-високополонинські флішеві гірські ландшафти з максимумом відносних перевищень до 1500 м (масиви Чорногора, Свидівець та ін.) в осьовій частині гір. Другим видом гірських ландшафтів цього ярусу є давньольодовиково-високополонинські кристалічні (Мармароський масив, Чивчини). Три види ландшафтів становлять наступний, основний за площею, середньогірний ярус. Ландшафти середньогірно-полонинські (перевищення до 1300 м) представлені масивами Полонинського Бескиду (масиви Рівна, Полонина Боржава, Красна). Потужне зовнішнє пасмо — це середньогірно-скибові ландшафти (перевищення до 1000 м), найтиповіше виражені в Східних Бескидах, Покутсько-Буковинських горах. Вздовж південного краю Українських Карпат простягаються середньогірно-давньовулканічні ландшафти Вулканічних Карпат (масиви Маковиця, Синяк, Великий Діл, Тупий).

Ландшафти низькогірного ярусу простягаються двома смугами всередині гір та формують їхні крайові структури. Міжгірно-верховинські ландшафти (перевищення до 400 м) пов'язані з Головним Карпатським вододілом (Стрийсько-Сянська, Воловецька та інші верховини, а також Міжгірська, Верхньобистрицька, Ясінська, Ворохтянська та Верховинська улоговини). Тут містяться основні карпатські перевали (Ужоцький перевал, Верецький перевал, Воловецький перевал та інші). До регіонального розлому, що обмежовує флішеві Карпати на півдні, приурочені низькогірно-стрімчакові ландшафти — Угольський, Свалявський та інші (перевищення до 400 м). Тут зосередженні найвідоміші карстові печери регіону. Північно-східний край Українських Карпат становлять низькогірно-скибові ландшафти (перевищення до 400 м) у межиріччях Дністра, Стрию, Свічі, Лімніці, Бистриці, Пруту, Черемошу, Сірету. Горбогірно-улоговинні ландшафти (перевищення 300 м) характерні для межиріч Тиси, Тересви, Тереблі, Ріки, Боржави, Латориці.

Відслонення в Карпатах. Карпатський фліш

Фліш – це особливе утворення, для якого характерне ритмічне нашарування одноманітного набору осадових порід (пісковиків, глин, глинистих сланців, конгломератів), що повторюються в геологічному розрізі сотні разів. Протягом мільйонів років на морському дні нагромаджувались потужні (5-7 км) товщі флішу. Внаслідок нових горотворчих процесів, які інтенсивно проявились в палеогеновий період (альпійське горотворення), ці товщі були підняті на значну висоту і зім'яті в складки, наче застиглі хвилі. В місцях стику флішевих відкладів із твердішими кристалічними породами, які покривали прибережні ділянки суші і виконували роль жорстких опор, складки "переливались" через них, утворюючи покриви (насуви).

Карпатський фліш

Карпатський фліш. Волоспад у с. Пороги

Гурток «Географічне краєзнаство»Порогівська ЗОШ. Керівник Лешко Г. В.