Геологічна будова

 Земна кора України належить до континентального типу і за даними геофізиків має потужність 25-65 км. Вона складається з базальтового, гранітного й осадочного шарів. Значне поширення в Україні має гранітний та осадочний шар. Найбільшої товщини в Україні земна кора досягає на Українському докембрійському щиті та Карпатах, а найменшої — у Закарпатті та під Чорним морем.

Формування земної кори відбувалося протягом тривалої геологічної історії — від найдавніших часів архею до сучасних. Геофізичними і геохімічними дослідженнями встановлено, що базальтовий шар землі утворився 3,8-4,2 млрд років тому. Найдавніші гірські породи в Україні виявлено на Українському кристалічному щиті (на Запоріжжі), які представлені архейськими ультрабазитами, вік яких оцінюється в 3,7 млрд років. Метаморфічна криворізька рудоносна серія порід має вік 2-2,5 млрд років, кіровоградські й житомирські граніти — 1,9 млрд років, палеозойські відклади Донбасу — 440-250 млн років, мезозойські відклади Кримських гір — 240-70 млн років, а кайнозойські (палеоген і неоген) Українських Карпат — 65-10 млн років. Між земною корою і верхньою мантією знаходиться поверхня Мохоровичича, де швидко змінюється швидкість сейсмічних хвиль. Геофізики встановили, що в Україні вона лежить переважно на глибині 40-50 км з коливаннями від 30 до 60 км. Земна кора і поверхня мантії разом складають літосферу Землі. Внаслідок взаємодії літосфери, гідросфери, атмосфери і біосфери сформувалися сучасні ландшафти земної поверхні. Важлива роль у їх формуванні належить гірським породам і характеру їх залягання, що визначається геоструктурним положенням.

Геологами і геофізиками в Україні виявлено такі різновікові тектонічні регіони: докембрійська Східно-Європейська платформа, палеозойські Скіфська і Західно-Європейська платформи, та кіммерійські й альпійські складчасті споруди, які мають складну геологічну історію і будову.

На тектонічній карті показано тип геологічної структури (платформа, складчаста споруда, щит, западина, прогин та ін.) та вік її формування в певному орогенічному етапі історії Землі.

В останні десятиліття внаслідок використання аеро- і космофотознімків виявлено нові тектонічні структури — так звані кільцеві, або структури центрального типу. Частина з них відображається в геоморфологічній будові України.

Східно-Європейська платформа заходить в Україну своєю південно-західною і південною частиною і займає більшість рівнинної території України. Залежно від глибини залягання осадочної товщі в межах платформи виділяють кристалічні щити, кристалічні масиви, плато, западини і прогини.

Український кристалічний щит — одна з найдавніших геологічних структур Землі — простягається через всю територію України з північного заходу від лінії Клесів (Рівненська область) — Овруч (Житомирська область) на південний схід майже до Азовського моря. Довжина щита становить понад 1000 км, найбільша ширина — 250 км, а площа — близько 180 000 км².

У межах щита докембрійські кристалічні породи відслонюються в долинах рік, а на північному заході (Житомирська і Рівненська області) та в Приазов'ї виходять на денну поверхню на межиріччях або залягають безпосередньо під невеликою товщею антропогенових відкладів. Український щит складений дислокованими різновіковими докембрійськими осадочно-метаморфічними і магматичними породами.

Найдавніші відклади Українського щита утворюють породи Дніпровського комплексу, представленого метаморфічними кристалічними сланцями й архейськими гранітами, гнейсами і пегматитами, гранодіоритами, дунітами, передотитами. До них належать чарнокити і чудново-бердичівські граніти. До верхньоархейської групи належать інгуло-інгулецька гнейсова серія, кіровоградсько-житомирський інтрузивний комплекс, серія метабазитів і ультрабазитів та саксаганська (криворізька) залізорудна серія. Вони приурочені до складчастих зон синкліноріїв.

Породи протерозою представлені овруцькою осадочно-метаморфічною серією (кварцити, пірофілітові сланці, пісковики, порфірити), коростенським магматичним комплексом (лабрадорити, габро, габронорити, граніти) і приазовським лужним комплексом (граніти, сієніти, піроксеніти).

Як свідчить характер відкладів, щит сформувався за умов розвитку геосинкліналі й платформи. При цьому відбувалися інтенсивні процеси метаморфізму, вулканізму і складкоутворення. Це зумовило складну внутрішню будову Українського щита. Породи, з яких він складається, мають різко порушене залягання, зібрані в складки, розбиті тектонічними розломами на окремі блоки. Найбільші з них: Овруцький, Житомирський, Вінницько-Могилівський, Білоцерківський, Уманський, Кіровоградський, Придніпровський, Приазовський. Різна інтенсивність тектонічних рухів окремих блоків, а також тривала денудація привели до того, що в сучасному зрізі щита виходять різні за віком і структурою елементи щита: в одних місцях виступають антиклінорії (Новоград-Волинський. Нікопольський), у других — синклінорії (Овруцький, Інгульський), у третіх — плутони (Коростенський, Корсунь-Новомиргородський).

Головні складчасті структури мають північно-західне простягання, яке визначило загальну конфігурацію щита та прилеглих структур (Дніпровсько-донецька западина, Волино-Подільська плита), а також загальний план орографії (Придніпровська і Подільська височини, Придніпровська низовина) та напрям річкових долин (Дніпра, Південного Бугу, Середнього Дністра).

Крім панівних тектонічних ліній північно-західного напряму, поширені розриви північно-східного простягання (Білоцерківский, Тетерівський, Сущанський та ін.). Вони теж мають вплив на сучасний рельєф та загальний напрямок річкових долин.

Поверхня кристалічних порід докембрію Українського щита має пересічений характер. У багатьох місцях її рельєф розчленований глибше, ніж денна поверхня. Товща осадочних мезо-кайнозойських відкладів згладжує нерівності поверхні кристалічних порід щита, що мають тектонічне і денудаційне походження. Зіставлення карти їхнього рельєфу з гіпсометричною картою сучасної поверхні свідчить про тісну залежність сучасного рельєфу від рельєфу кристалічних порід. Майже всі значні нерівності кристалічного фундаменту відображаються в сучасному рельєфі. Деякі тектонічні структури щита відображаються в геоморфологічній будові. Так, Овруцький синклінорій майже відповідає Словечансько-Овруцькому кряжу, Приазовський масив — Приазовській височині. На кристалічній поверхні трапляються зниження, що виникли внаслідок тривалої денудації на різнорідній петрографічній основі. Особливо часто зустрічаються рештки колишніх річкових долин і озерних улоговин, вивчення яких має практичне значення для розшуків корисних копалин та виявлення гідрогеологічних умов. Багато відслонень кристалічних порід є елементами сучасних географічних ландшафтів.

На докембрійських породах Українського щита острівне поширення мають осадочні відклади крейди, палеогену, неогену. На геологічній карті зображено вік гірських порід, які безпосередньо залягають під четвертинними відкладами, або відслонюються (кембрійські, ордовицькі, силурійські і т. ін.) та їх літологічний склад (вапняки, сланці, піски, пісковики та ін.). З континентальних відкладів найбільше поширені каоліни, переважно мезокайнозойського віку.

Найчастіше вони трапляються в зниженнях кристалічних порід і мають потужність у кілька метрів, а іноді — до 15-25 м. Крейдові відклади, представлені глауконітовими пісками з кременем, зустрічаються в північно-західній частині щита. Палеогенові відклади поширені в Придніпров'ї та представлені пісками, пісковиками, глинами з буровугільними шарами. Неогенові відклади є на півдні й південному заході щита (морські піски, глини і вапняки).

Невелика товщина осадочних відкладів свідчить про тенденцію Українського щита до підняття протягом усієї геологічної історії.

Тривалий період континентального розвитку щита сприяв утворенню денудаційної рівнини на складній тектонічній основі. На формування сучасного рельєфу великий вплив мали неотектонічні рухи, сумарна амплітуда яких на щиті коливається від 100 до 280 м.

На захід від Українського щита знаходиться Волино-Подільська плита. Це крайова структура субмеридіонального напряму, яка на південному заході обмежена Карпатським передовим прогином.

Докембрійський фундамент у межах Волино-Подільської плити знаходиться на глибині 2000-2500 м. На нерівній поверхні кристалічного фундаменту, порушеній тектонічними розломами, моноклінально залягають відклади палеозою. Уздовж західного краю кристалічного щита з півночі на південь простягається смуга рифейських відкладів. Вони відслонюються долиною р. Горинь у районі Ізяслав — Острог та в долині Дністра і його приток поблизу м. Могилева-Подільського й представлені аркозовими пісковиками, глинистими сланцями, конгломератами і базальтами. Рівненські базальти виходять на денну поверхню на північ від м. Рівне поблизу Костополя, Берестівця, Злазного, Степанської Гути, Полиць і впливають на сучасний рельєф. Виходи базальтів пов'язані з тектонічними розломами північно-західного простягання. Вони залягають окремими невеликими масивами й утворюють 4-7-гранні красиві колони.

Кембрійські породи відслонюються на Волино-Подільській плиті по долині р. Горинь та на Могилівському Придністров'ї. Вони виявлені під час буріння свердловин у багатьох місцях Волинського Полісся (Любомль, Турійськ, Цумань) і представлені глауконітовими пісковиками, синіми глинами, алевролітами.

Відклади ордовицької і силурійської систем найбільше поширені на Поділлі поблизу м. Кам'янця-Подільського, де ними складені схили долини Дністра та його приток (Смотрича, Збруча, Жванчика). На значній глибині вони відомі поблизу Ковеля, Колок. Ордовицькі й силурійські відклади найчастіше представлені карбонатними пісковиками і вапняками, в яких зустрічаються карстові порожнини.

Девонські відклади на Волино-Подільській плиті відслонюються в долині Дністра в районі Заліщиків та на захід від Дубна. За літологічним складом це сланці, пісковики і доломіти. Вони мають порушений характер залягання (валоподібні підняття, пофалдованість), що відображається на сучасному рельєфі Західного Придністров'я і Волинської височини.

У заляганні палеозойських відкладів Волино-Подільської плити спостерігається така закономірність: починаючи від західного краю Українського щита вони моноклінально залягають смугами меридіонального напряму в стратиграфічній послідовності від рифею — кембрію до карбону включно.

На нерівній зденудованій поверхні палеозойських відкладів трансгресивне залягають відклади крейдової системи. З давніших мезозойських утворень в окремих місцях (переважно у свердловинах) виявлено юрські відклади. Крейдові відклади суцільно поширені на Волино-Подільській плиті та в Галицько-волинській западині. Вони залягають на великих площах безпосередньо під антропогеновими відкладами або відслонюються, тому значно впливають на сучасні фізико-географічні умови Волині та Поділля. Це переважно крейда і мергелі, загальна товщина яких зростає зі сходу на захід від 20-30 до 600-800 м. Палеогенові піски, глини, пісковики відслонюються лише на північному сході Волинського Полісся. Значно більші площі, переважно на півдні, покривають неогенові вапняки, піски, глини, гіпси, які беруть участь у будові сучасного рельєфу. В його формуванні велику роль відіграли неотектонічні рухи, сумарна амплітуда яких досягла 210-360 м. Антропогенові відклади мають майже суцільне поширення і представлені в межах Подільської і Волинської височин переважно лесоподібними суглинками, а на Волинському Поліссі — льодовиковими, водно-льодовиковими, алювіальними й озерними відкладами.

Північно-східна частина України займає південно-західний схил Воронезького кристалічного масиву, який утворює Конотоп-Харківську, Старобільську монокліналі. Докембрійські кристалічні породи залягають тут на глибині від 150 м (Зноб-Новгородське) до 970 м (м. Путивль) і перекриті осадочними відкладами пермського, юрського, крейдового і палеогенового віку. В багатьох місцях Сумщини, Харківщини і Луганщини відслонюються крейдові мергелі, вапняки, крейда та палеогенові глауконітові піски, пісковики та глини. У будові сучасного рельєфу беруть участь відклади антропогену.

Між Українським докембрійським щитом і Воронезьким кристалічним масивом розташована Дніпровська-Донецька западина — одна з найглибших западин на Східно-Європейській платформі.

В осьовій частині її докембрійський фундамент знаходиться на глибині 12-20 км. Найбільш глибока частина западини є вузькою ровоподібною структурою — рифтегеном, шириною від 65 км (район Чернігова) до 140 км (район Полтави). Другий структурний поверх являє собою синеклізу шириною 120-250 км. Борти западини утворені ступенями кристалічного фундаменту і розбиті тектонічними розломами в напрямі північний захід — південний схід. Поперечними розломами фундамент розчленований на окремі блоки, які зазнали вертикальних переміщень. В окремих місцях у палеозої були впливи вулканічних порід. Все це значно ускладнило внутрішню структуру западини. Тут виділяються депресії (Карлівська, Лохвицька. Ніжинська та ін.), сідловини (Удайська, Псельська, Орільська та ін.) та багато соляно-купольних структур.

Дніпровсько-донецька западина заповнена переважно осадочними відкладами девону (потужність понад 4000 м), карбону (3700 м), пермі (1900 м), тріасу (450 м), юри (650 м), крейди (650 м), палеогену (250 м) і неогену (30 м). Серед девонських відкладів велику роль відіграють пісковики, вапняки, доломіти та соленосні товщі, з якими пов'язано утворення соляних структур. При висхідних рухах соляних відкладів деформуються всі верстви, які залягають над ними.

У Роменському куполі сіль починається на глибині близько 200 м від земної поверхні, а свердловина 3500 м завглибшки не досягла підошви солі. Поховані соляні гори відомі також у районі Полтави, Ромодана, с. Дмитріївки тощо. У Дніпровсько-донецькій западині виявлено більше 100 соляно-купольних структур. Такі з них, як Висачківська, Солоницька, Гайсинська, відбиваються в сучасному рельєфі. Серед девонських відкладів зустрічається вулканогенна товща, яка складається з діабазів, базальтів, туфів і туфобрекчій. Їх виявлено свердловинами поблизу Чернігова; уламки було піднято соляно-купольною тектонікою біля Ромен, Лубен, Полтави, Висачок, Дмитріївки, Радченкового.

До девонських і карбонових порід у Дніпровсько-донецькій западині приурочені родовища нафти і газу. Пермські відклади представлені різноколірними глинами, вапняками, доломітами, гіпсами. До товщі тріасових порід (глин, пісків, пісковиків, мергелів) приурочені родовища газу. З мезокайнозойських відкладів у межах Дніпровсько-Донецької западини відслонюються юрські (на південно-західному схилі) крейдові, палеогенові й неогенові. Найбільше поширені палеогенові піски, пісковики, мергелі, глини. Палеогенові та неогенові відклади перекриті антропогеновими алювіальними і флювіогляціальними пісками, моренними глинами і лесоподібними суглинками.

Дніпровсько-донецька западина структурно пов'язана з герцинською Донецькою складчастою областю, яка є складним синклінорієм. У геологічній будові Донбасу беруть участь дислоковані відклади девону, карбону і пермі. Особливо велика роль належить карбоновим відкладам, потужність яких становить 10-12 км. Це сланці, вапняки, пісковики, серед яких залягають шари кам'яного вугілля. Більш давні, девонські, відклади поширені в басейні р. Мокра Волноваха. Вони представлені вапняками, сланцями, пісковиками, а також базальтами, туфами, порфіритами, діабазами. В північно-західній частині Донбасу є пермські, тріасові, юрські піщано-глинисті породи. На схилах височин відслонюються крейдові відклади (мергелі, крейди). На периферії Донбасу є палеогенові глини, піски, мергелі, а на південному сході неогенові піски і глини. За герцинської складчастості тут сформувалися антиклінарні та синклінарні структури. Основні з них простягаються з північного заходу на південний схід. Складчасті структури почали формуватися в умовах вулканізму наприкінці девону. Тектонічні рухи найбільш інтенсивними були в карбоні — пермі, тривали в юрі — крейді (кіммерійське горотворення), виявлялися під час альпійського орогенезу.

Центральне положення займає Головна антикліналь, що простягається на 300 км. З півночі та півдня її обмежують синкліналі. Головна (північна) синклінальна зона включає Бахмутську, Боково-Хрустальну та інші синкліналі. Південна синклінальна зона включає Кальміус-Торецьку, Чистяківську, Маринівську і Несвітаєвсько-Шахтинську синкліналі. З півдня ця зона обмежена південною антикліналлю, яка від Приазовського кристалічного масиву відокремлена синклінальною зоною (Амвросіївська, Успенська і Куйбишевська синкліналі). Північна синклінальна зона, що прилягає до північної антикліналі вздовж Сіверського Дінця, обмежена вузькою смугою дрібної складчастості соляно-купольної тектоніки. Виділяються Кремінний, Лисичанський, Первомайський, Алчевський куполи з великою кількістю насувів (Мар'їнський, Алмазненський, Краснодонський).

На лівобережжі Сіверського Дінця простягається Задонецький прогин, який переходить у Дніпровсько-донецьку западину.

З півдня до Східно-Європейської докембрійської платформи прилягає герцинська Скіфська платформа. Глибина залягання її фундаменту в Причорномор'ї змінюється з півночі на південь від 3000 до 6000 м, у межах Сімферопольсько-євпаторійського підняття фундамент знаходиться на глибині 500-1500 м.

Палеозойські відклади виявлено за допомогою свердловин на значній глибині. Більше поширені нижньопалеозойські відклади. Зокрема, у районі Одеси відомі рифейські, кембрійські та силурійські осадочні відклади загальною потужністю понад 500 м. Значне поширення і велику потужність мають тут мезозойські породи. У західній частині Причорномор'я виявлено тріасові відклади. Великої потужності (понад 1000 м) досягають юрські породи, серед них, крім осадочних, є вулканогенні утворення (андезити, туфоконгломерати).

Майже суцільно поширені крейдові відклади, що досягають значної потужності (Одеса — понад 400 м, Новоолексіївка — понад 1000 м). Палеогенові породи відслонюються в долинах річок у північній частиш Причорноморської западини, а далі на південь вони занурені під неогенові відклади. Представлені мергелями, вапняками, пісковиками і глинами. Серед олігоценових утворень Нікопольщини є марганцеворудна формація, яка утворює відоме родовище марганцю. Важливу роль у будові Причорноморської западини відіграють неогенові відклади, які покривають усю її території, мають повний стратиграфічний розріз і відслонюються в річкових долинах.

Вони представлені різними вапняками, пісками, пісковиками, глинами і мають потужність понад 200 м. Характер залягання осадочної товщі мезокайнозою, її літологічний склад і поширення зумовлені блоковою структурою кристалічного фундаменту, рухами земної кори в кіммерійський, і особливо альпійський, орогенез. У багатьох місцях осадочна товща пофалдована, має флексурні перегини, що позначається на розміщенні річкових долин, лиманів, характері берегової лінії моря. У східній частині западини є Мелітопольський, Дніпровський, Софіївський прогини, розділені Рогачинським, Каїрським і Каховським антиклінальними підняттями. Перекопська западина характеризується скидами субширотного і північно-східного простягання та крутими флексурними перегинами.

У західній частині Причорноморської западини є Нижньобузький виступ, Балтське зниження, ускладнені антиклінальними і синклінальними складками. На південному заході Причорноморська западина межує з Переддобруджинською, на південь від якої знаходяться складчасті споруди Добруджі. Кристалічний фундамент заглиблюється тут на 4-5 км, а западину заповнено потужною товщею палеозойських і мезозойських відкладів, які мають порушене залягання.

Західно-Європейська платформа займає на території України невелику площу і представлена Львівським палеозойським прогином. Нижньопалеозойські породи тут інтенсивно дислоковані й вважаються каледонськими структурами. Значної потужності (до 2500-3000 м) досягають девонські та карбонові осадочні відклади (пісковики, вапняки, аргіліти), які вміщують кам'яновугільні пласти. Тут знаходиться Львівсько-волинський кам'яновугільний басейн. Верхньопалеозойські відклади перекриті мезозойськими мергелями, крейдою, пісковиками та неогеновими вапняками. На них переважно залягають антропогенові лесоподібні суглинки.

Кіммерійські й альпійські складчасті структури в Україні представлені Кримськими горами та Українськими Карпатами. Кримські гори, маючи зруйновані кіммерійські структури (Качинська, Південнобережна), утворилися в основному внаслідок альпійського орогенезу. Вони являють собою мегантиклінорій, південне крило якого по тектонічному розлому занурене під рівень Чорного моря. У складі Кримської складчасто-брилової структури виділяються антиклінарні підняття, синклінальні прогини, ускладнені диз'юнктивними дислокаціями, та лаколіти.

Головну роль у геологічній будові Кримських гір відіграють мезозойські відклади. З палеозойських відкладів відомі лише пермокарбонові й пермські вапняки, які трапляються окремими ізольованими островами серед мезозойських. Головне пасмо Кримських гір складене тріасовими глинистими сланцями і пісковиками та юрськими флішовими породами. Внутрішнє пасмо побудоване з крейдових глин і вапняків та палеогенових мергелів, вапняків і пісків. Неогенові вапняки і глини утворюють Зовнішнє пасмо.

Крім осадочних, у будові Кримських гір важлива роль належить магматичним породам. Вони зустрічаються на Південному березі Криму між Алуштою і Ялтою та між Алуштою і мисом Айя, у районі Феодосії, Білогорська, Сімферополя. За характером залягання — це лаколіти (Аюдаг, Кастель і Партеніт), давні вулкани (Карадаг), дайки, потоки і покриви, а за петрографічним складом — діорити, ліпарити, порфірити та андезити. Магматичні породи проривають тріасові й частково юрські відклади, а це свідчить про те, що магматична діяльність відбувалася не раніше кінця юрського періоду.

Розміщення їх пов'язане з тектонічними розломами і розвитком горотворних процесів.

У палеозої на місці сучасного Криму існувала герцинська складчаста споруда. А в мезозої тут панував геосинклінальний режим, який супроводжувався інтенсивним нагромадженням відкладів, вулканічною діяльністю та розвитком складчастих процесів кіммерійського гороутворення. Внаслідок денудаційних процесів кіммерійські структури було дуже зруйновано. Сучасна структура Кримських гір сформувалася внаслідок альпійського орогенезу протягом палеогену і неогену; тут поширені антиклінальні підняття і синклінальні прогини, ускладнені диз'юнктивними дислокаціями.

Керченський півострів має складчасту будову і характеризується наявністю грязьових вулканів. У його геологічній будові головну роль відіграють палеогенові й неогенові осадочні відклади.

Українські Карпати — частина Карпатської гірської споруди альпійського віку. Вони складаються з Карпатської покривно-складчастої складної структури, Передкарпатського прогину та Закарпатської западини. Характерними рисами тектонічної будови Українських Карпат є зональність структур, які простягаються через весь регіон з північного заходу на південний схід, та наявність насувів (скиб) з амплітудою горизонтального переміщення 15-20 км у напрямку на північний схід.

Головними елементами Карпатської покривно-складчастої структури є: Скибовий (Зовнішній) покрив. Центральна (Кросненська) синклінальна зона, Чорногірсько-Полонинська антиклінальна зона, Рахівський масив, Вулканічні Карпати.

Передкарпатський прогин складається з Покутсько-Бориславської, Самбірської та Більче-Волицької зон. Закарпатська западина поділяється Вулканічним хребтом на Солотвинську і Чопську (Мукачівську) западини.

Головну роль у геологічній будові Українських Карпат відіграють крейдові, палеогенові й неогенові відклади. У межах Українських Карпат відслонюються й давніші відклади. На Рахівському кристалічному масиві поширені протерозой-палеозойські гнейси, граніти, кварцити і сланці. Тут відслонюються і палеозойські, переважно карбонові, породи, представлені сланцями, кристалічними вапняками, кварцитами. Невелике поширення мають тріасові та юрські конгломерати, вапняки, пісковики, мергелі, які трапляються в осьових частинах антиклінальних складок. У долинах річок, ущелинах, на крутих схилах хребтів відслонюються крейдові мергелі, вапняки, пісковики й аргіліти. Палеогенові відклади трапляються в усіх тектонічних зонах Карпат і їх сумарна потужність сягає кількох тисяч метрів. Серед відкладів палеогенової системи переважає фліш, яким створено верстви різноколірних пісковиків, глин, мергелів і туфогенних порід.

У Передкарпатті й Закарпатті значно поширені неогенові соленосні відклади, глини, піски. У складі неогенових відкладів Закарпаття зустрічаються вулканічні породи (андезити, базальти і туфи).