Воронежский кристаллический массив

Архей-нижнепротерозойский фундамент в пределах Воронежской антеклизы залегает вблизи поверхности и фрагментарно обнажается в долине Дона и нескольких наиболее глубоких карьерах.

В основании разреза основания Воронежского массива залегает обоянская серия нижнего архея (возраст 3-3,5 млрд. лет), сложенная биотитовыми, биотит-амфиболовыми, пироксен-амфиболовыми, гранат-пироксеновыми, гранатсодержащими силлиманитовыми, кордиеритовыми и другими по составу гнейсами и гранито-гнейсами. Метаморфизованная в амфиболитовой фации серия в реликтах содержит минеральные ассоциации гранулитовой фации. В полях ее развития широко проявлены процессы мигматизации и гранитизации.

Метаморфизованная в условиях эпидот-амфиболитовой и зеленосланцевой фаций михайловская серия (верхний архей. возраст 2,7-2,8 млрд. лет) сложена амфиболитами, метаперидотитами, зелеными сланцами, гнейсами и метапесчаниками. Вулканиты нижней части, разреза представлены толеитовыми и магнезиальными базальтами, перидотитами и пироксеновыми коматиитами, верхней - андезитами, дацитами и риодацитами. Мощность серии варьирует от 2-3 до 10 км.

Верхнепротерозойские отложения залегают на разных горизонтах михайловской и обоянской серий с угловым несогласием и местами на метаморфизованной коре выветривания.

В разрезе нижнего протерозоя выделяют курскую железорудную, оскольскую и воронцовскую серии.

По составу курская железорудная серия напоминает криворожскую и, по-видимому, имеет тот же возраст (2,3-2,6 млрд. лет). Сложена она (снизу вверх): базальными полимиктовыми метаконгломератами, переслаивающимися с метагравелитам и метапесчаниками, кварцитами и кварц-слюдистыми сланцами → железистыми кварцитами, разделенными пачками слюдистых сланцев → маломощной пачкой метапесчаников и метааргиллитов Общая мощность серии 2-5 км.

Средняя (железисто-кварцитовая) толща имеет мощность от сотен до 2-2,5 км. Она заключает крупные запасы железных руд. Около половины запасов представлено богатыми рудами (сложены мартитом, железной слюдкой, лимонитом, сидеритом; содержание железа – 53-62\%) - продуктами окисления и природного обогащения первичных бедных руд и связано с фанерозойскими корами выветривания. Первичные бедные руды представлены железистыми кварцитами (рудные компоненты – магнетит и гематит) с содержанием железа 32-38\%.

Ингулецкой серии Украинского щита на Воронежском массиве соответствует оскольская серия, представленная (снизу вверх): конгломератами и гравелитами с обломками железистых кварцитов → карбонатно-слюдистыми сланцами с горизонтами мраморизованных известняков и доломитов → метатерригенными, в том числе углеродсодержащими, и метавулканическими породами основного, среднего и кислого состава. Общая мощность серии – 2,5-4 км.

Породы, слагающие курскую и оскольскую серии, смяты в сильно сжатые (до изоклинальных) складки.

Раннепротерозойский этап развития Воронежской антеклизы завершился  становлением двух многофазных интрузивных комплексов с возрастом около 2 и 1,7 млрд. лет. Формирование каждого из них начинается с внедрения габбро. Позднее внедряются гранодиориты и, наконец, калиевые плагиоклаз-микроклиновые граниты и сиениты.

В восточной части Воронежского массива к нижнему протерозою относится воронцовская серия, сложенная гнейсами, слюдистыми и другого состава сланцами, представляющими собой метаморфизованные в амфиболитовой фации углисто-терригенные породы и образующими флишоидную толщу. Породы смяты в систему сильно сжатых складок, образующих протяженный (сотни километров) и широкий (около 100 км) Восточно-Воронежский синклинорий юго-восточного простирания.

Хотя метаморфические комплексы архея - нижнего протерозоя Курской мегазоны Воронежского массива и аналогичны таковым Приднепровской мегазоны Украинского щита, они не находятся в непосредственной тектонической связи, но как бы смещены по зоне Днепрово-Донецкого авлакогена на несколько десятков километров.