L.M. Stepanyuk, KROPYVNYTSKY MASSIF: COMPOSITION, AGE AND SOURCE OF ANCESTRAL GRANITE MELTS (INGUL MEGABLOCK OF THE UKRAINIAN SHIELD)
https://doi.org/10.15407/mineraljournal.48.02.096
UDC 550.93
KROPYVNYTSKY MASSIF: COMPOSITION, AGE AND SOURCE OF ANCESTRAL
GRANITE MELTS (INGUL MEGABLOCK OF THE UKRAINIAN SHIELD)
L.M. Stepanyuk, DrSc (Geology), Corresp. Member of NAS of Ukraine, Prof., Deputy Director
E-mail: Stepaniuk@nas.gov.ua; orcid: 0000-0001-5591-5169
O.V. Kovtun, Postgraduate, Junior Researcher
E-mail: kovtun85@ukr.net; orcid: 0000-0003-0475-8778
O.B. Vysotsky, PhD (Geology), Senior Research Fellow
E-mail: alek.vysotsky@gmail.com; orcid: 0000-0002-3542-4685
H.H. Pavlov, PhD (Petrology and Mineralogy), Associate Professor, Senior Research Fellow
E-mail: genychpavlov@gmail.com; orcid: 0000-0002-5913-042X
T.I. Dovbush, Researcher Fellow
E-mail: tetyana.dovbush1@gmail.com; orcid: 0000-0002-3512-3313
M.P. Semenenko Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Formation of the NAS of Ukraine
34, Acad. Palladin Ave., Kyiv, Ukraine, 03142
Language: Ukrainian
Mineralogical journal 2026, 48 (2): 96-108
Abstract: Sokolivsky (Inguletsky) quarry is located in the South-Western (Sokolivsky) suburb of Kropyvnytsky. The quarry exposes typical porphyry granites of the Kropyvnytsky (Kirovohrad) type. The granites are biotite, in some areas garnet-biotite, light gray in the lower ledges and pink in the upper ones. Granites are characterized by wide variations in the content of biotite and garnet, which is likely due to the layered structure of the stratum, which was transformed into granites as a result of ultrametamorphism, but was not homogenized due to incomplete (partial) melting. As a result of studying the anatomy of accessory zircon crystals by optical microscopy, heterogeneous relict zircon nuclei of substrate rocks were found in the middle of the crystals, which indicates a crustal source of the ancestral granite melts that formed the Kropyvnytsky massif. The age of the granites of the massif was determined by the U-Pb isotope method using monazite. It was found that the heterogeneous biotite-microcline-plagioclase granite (sample 18/23) was formed 2043 ± 30 Ma and the gray-pink biotite-difeldspar (sample 19/23) — 2031 ± 2.5 Ma. The difference in the time of formation by almost 10 million years is most likely due to the long (more than 10 million years) existence of the granite melt and different times of crystallization of monazite, caused by differences in the chemical composition of the melt, in particular the activity of calcium and phosphorus in different parts of the magmatic center.
Keywords: Sokolivsky quarry, granite, monazite, zircon, uranium-lead isotope method, Ukrainian Shield.
References / Література
Baran, A.M., Vysotsky, O.B., Dovbush, T.I., Kovtun, O.V., Stepanyuk, L.M. and Yaskevych, T.B. (2024), Uranium-lead isotopic age of monazite granitoids of the Kropyvnytsky massif, using the example of the quarry of the village of Subottsi (Ingul megablock of the Ukrainian Shield), Geochemistry and ore formation, Iss. 45, pp. 54-63 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/gof.2024.45.054
[Баран, А.М., Висоцький, О.Б., Довбуш, Т.І., Ковтун, О.В., Степанюк, Л.М., Яськевич, Т.Б. (2024), Уран-свинцевий ізотопний вік за монацитом гранітоїдів Кропивницького масиву, на прикладі кар’єру с. Суботці (Інгульський мегаблок Українського щита). Геохімія та рудоутворення. Вип. 45. С. 54—63.]
Bartnytskyi, E.N., Bibikova, E.V., Verkhoglyad, V.M., Legkova, G.V., Skobelev, V.M. and Terets, G.Ya. (1995), International zircon standard for uranium-lead isotope studies, Geochemistry and ore formation, Iss. 21, Kyiv, pp. 164-167 [in Russian].
[Бартницкий, Е.Н., Бибикова, Е.В., Верхогляд, В.М., Легкова, Г.В., Скобелев, В.М., Терец, Г.Я. (1995), Международный стандарт циркона для уран-свинцовых изотопных исследований. Геохимия и рудообразование. Вып. 21. С. 164—167.]
Belevtsev, R.Ya. (1982), Regime of zonal progressive metamorphism in the Precambrian of the Ukrainian Shield, Nauk. dumka, Kyiv, 149 p. [in Russian].
[Белевцев, Р.Я. (1982), Режим зонального прогрессивного метаморфизма в докембрии Украинского щита. Киев: Наук. думка. 149 с.]
(2004), Correlated Chronostratigraphic scheme of Early Precambrian of the Ukrainian Shield (scheme and explanatory note), Yesypchuk, K.Yu., Bobrov, O.B., Stepanyuk, L.M., Shcherbak, M.P., Glevaskiy, E.B., Skobelev, V.M., Drannik, V.S. and Geichenko, M.V. (2004), NSC Ukraine, UkrDGRI, Kyiv, 30 p. [in Ukrainian].
[(2004), Кореляційна хроностратиграфічна схема раннього докембрію Українського щита (схема та поясн. зап.). Єсипчук, К.Ю., Бобров, О.Б., Степанюк, Л.М., Щербак, М.П., Глеваський, Є.Б., Скобелєв, В.М., Дранник, А.С., Гейченко, М.В. Київ: УкрДГРІ, НСК України. 30 с.]
Kovtun, O.V., Stepanyuk, L.M., Vysotsky, O.B., Baran, A.M. and Dovbush, T.I. (2025), Age of granites of the southern part of the Bobrynetsky massif (Ingul megablock of the Ukrainian Shield), Mineral. Journ. (Ukraine), Vol. 47, No. 3, Kyiv, pp. 69-79 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.47.03.069
[Ковтун, О.В., Степанюк, Л.М., Висоцький, О.Б., Баран, А.М., Довбуш, Т.І. (2025), Вік гранітів південної частини Бобринецького масиву (Інгульський мегаблок Українського щита). Мінерал. журн. 47, № 3. C. 69—79.]
Krough, T.E. (1973), A law contamination method for hedrotermal decomposition of zircon and extraction of U and Pb for isotopic age determination, Geochim. et Cosmochim. Acta, Vol. 37, No. 3. pp. 485-494. https://doi.org/10.1016/0016-7037(73)90213-5
Ludwig, K.R. (1989), Pb Dat for MS-DOS, version 1.06. U.S. Geol. Survey Open-File Rept., No. 88, 542, p. 40.
Ludwig, K.R. (1990), ISOPLOT for MS-DOS, version 2.0. U.S. Geol. Survey Open-File Rept., No. 88, 557, p. 38.
Nechayenko, O.M., Nedomolkin, V.F., Nikitchenko, I.M., Tkachenko, K.O., Vasylyga, I.I. and Markhai, V.M. (2007), State Geological map of Ukraine, Scale 1:200000, Central Ukrainian Series, Sheet M-36-XXXIII (Kirovograd), Explanatory note, Kyiv, 102 p. [in Ukrainian].
[Нечаєнко, О.М., Недомолкін, В.Ф., Нікітченко, І.М., Ткаченко, К.О., Василига, І.І., Мархай, В.М. (2007), Державна геологічна карта України. М-б 1 : 200000. Центральноукраїнська серія. Аркуш М-36-ХХХIII (Кіровоград). Поясн. зап. Київ. 102 с.]
Shcherbak, D.N., Ponomarenko, A.N. and Makarenko, I.D. (1995), Geochronology of granitoids of the Ingul-Ingulets megablock of the Ukrainian Shield, Geochemistry and ore formation, Iss. 21, Kyiv, pp. 74-88 [in Russian].
[Щербак, Д.Н., Пономаренко, А.Н., Макаренко, И.Д. (1995), Геохронология гранитоидов Ингуло-Ингулецкого мегаблока Украинского щита. Геохимия и рудообразование. Вып. 21. С. 74—88.]
Shcherbak, N.P. and Bartnytskyi, E.N. (1995), Benchmark isotopic dates of geological processes and stratigraphic scheme of the Precambrian of the Ukrainian Shield, Geochemistry and ore formation, Iss. 21, Kyiv, pp. 3-24 [in Russian].
[Щербак, Н.П., Бартницкий, Е.Н. (1995), Реперные изотопные даты геологических процессов и стратиграфическая схема докембрия Украинского щита. Геохимия и рудообразование. Вып. 21. С. 3—24.]
Shcherbak, N.P., Artemenko, G.V., Bartnitskyi, E.N., Verkhogliad, V.M., Komaristyi, A.A., Lesnaya, I.M., Mitskevich, N.Yu., Ponomarenko, A.N., Skobelev, V.M. and Shcherbak, D.M. (1989), Geochronological chart of the Precambrian of the Ukrainian Shield, Nauk. dumka, Kyiv, 144 p. [in Russian].
[Щербак, Н.П., Артеменко, Г.В., Бартницкий, Е.Н. Верхогляд, В.М., Комаристый, А.А., Лесная, И.М., Мицкевич, Н.Ю., Скобелев, В.М., Щербак, Д.Н. (1989), Геохронологическая шкала докембрия Украинского щита. Киев: Наук. думка. 144 с.]
Shcherbak, N.P., Artemenko, G.V., Lesnaya, I.M., Ponomarenko, A.N. and Shumlyanskyy, L.V. (2008), Geochronology of the Early Precambrian of the Ukrainian Shield. Proterozoic, Nauk. dumka, Kyiv, 240 p. [in Russian].
[Щербак, Н.П., Артеменко, Г.В., Лесная, И.М., Пономаренко, А.Н., Шумлянский, Л.В. (2008), Геохронология раннего докембрия Украинского щита. Протерозой. Киев: Наук. думка. 240 c.]
Shcherbak, N.P., Esipchuk, K.E., Berzenin, B.Z., Glevasskiy, E.B., Drannik, A.S., Piyar, Yu.K., Polunovskiy, R.M., Skarzhinskaya, T.A., Solovitskiy, V.N., Etingof, I.M., Bilinskaya, Ya.P., Ganotskiy, V.N., Gusenko, G.F., Kiselev, A.S., Klochkov, V.M., Reshetnyak, V.V., Bosaya, N.I., Voronova, S.G. and Pilipenko, V.I. (1985), Stratigraphic sections of the Precambrian of Ukrainian Shield, Nauk. dumka, Kyiv, 168 p. [in Russian].
[Щербак, Н.П., Есипчук, К.Е., Берзенин, Б.З., Глевасский, Е.Б., Дранник, А.С., Пияр, Ю.К., Полуновский, Р.М., Скаржинская, Т.А., Соловицкий, В.Н., Этингоф, И.М., Билинская, Я.П., Ганоцкий, В.Н., Гусенко, Г.Ф., Киселев, А.С., Клочков, В.М., Решетняк, В.В., Босая, Н.И., Воронова, С.Г., Пилипенко, В.И. (1985), Стратиграфические разрезы докембрия Украинского щита. Киев: Наук. думка. 168 с.]
Shcherbakov, I.B. (2005), Petrology of the Ukrainian Shield, ZUKTS, Lvov, 366 p. [in Russian].
[Щербаков, И.Б. (2005), Петрология Украинского щита. Львов: ЗУКЦ. 366 с.]
Shcherbakov, I.B., Esipchuk, K.E., Orsa, V.I., Usenko, I.S., Bartnitskyi, E.N., Golub, E.N., Gorlitsky, V.A., Tsarovsky, I.D. and Osadchiy, V.K. (1984), Granitoid formations of the Ukrainian Shield, Nauk. dumka, Kyiv, 192 p. [in Russian].
[Щербаков, И.Б., Есипчук, К.Е., Орса, В.И., Усенко, И.С., Бартницкий, Е.Н., Голуб, Е.Н., Горлицкий, В.А., Царовский, И.Д., Осадчий, В.К. (1984), Гранитоидные формации Украинского щита. Киев: Наук. думка. 192 с.]
Shumlyanskyy, L.V. and Petrenko, O.V. (2015), Paleoproterozoic granitoid magmatism of the Ingul District of the Ukrainian Shield, Geol. and Mineral. Bull. Kryvyi Rih Nat. Univ., No. 1 (33), Kryvyi Rih, pp. 80-87 [in Ukrainian].
[Шумлянський, Л.В., Петренко, О.В. (2015), Палеопротерозойський гранітоїдний магматизм Інгульського району Українського щита. Геол.-мінерал. вісн. Криворіз. нац. ун-ту. № 1 (33). С. 80—87.]
Stepanyuk, L.M., Konoval, N.M., Dovbush, T.I., Kovtun, O.V., Vysotsky, O.B. and Snisar, V.P. (2021), Uranium-lead age of granites of the Kirovograd massif (Ingul megablock of the Ukrainian Shield), Mineral. Journ. (Ukraine), Vol. 43, No. 4, Kyiv, pp. 56-62 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.43.04.056
[Степанюк, Л.М., Коновал, Н.М., Довбуш, Т.І., Ковтун, О.В., Висоцький, О.Б., Снісар, В.П. (2021), Уран-свинцевий вік гранітів Кіровоградського масиву (Інгульський мегаблок Українського щита). Мінерал. журн. 43, № 4. C. 56—62.]
Stepanyuk, L.M., Kovtun, O.V., Vysotsky, O.B., Pavlov, H.H., Dovbush, T.I. and Gogolev, K.I. (2026), Uranium-lead age based on monazite of granites of the Kropyvnytsky-Bobrynetskyi massif (Ingul megablock of the Ukrainian Shield), Mineral. Journ. (Ukraine), Vol. 48, No. 1, Kyiv, pp. 79-89 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.48.01.079
[Степанюк, Л.М., Ковтун, О.В., Висоцький, О.Б., Павлов, Г.Г., Довбуш, Т.І., Гоголєв, К.І. (2026), Уран-свинцевий вік за монацитом гранітів Кропивницько-Бобринецького масиву (Інгульський мегаблок Українського щита). Мінерал. журн. 48, № 1. C. 79—89.]
Sveshnikov, I.K., Hasanov, Yu.L., Gozhik, A.P., Solovyov, I.V., Sanin, E.V. and Tolstoy, M.I. (1991), Volumes and age sequence of granitoid formations of the southern part of the Ingulo-Ingulets district, Geol. Journ., No. 1, Kyiv, pp. 84-92 [in Russian].
[Свешников, И.К., Гасанов, Ю.Л., Гожик, А.П., Соловьев, И.В., Санин, Е.В., Толстой, М.И. (1991), Объемы и возрастная последовательность гранитоидных формаций южной части Ингуло-Ингулецкого района. Геол. журн. № 1. С. 84—92.]
Sveshnikov, K.I., Krasovsky, S.S. and Pashkevich, I.K. (1993), Correlation of granite magmatism of the central part of the Ukrainian Shield (Ingulo-Ingulets district) with deep inhomogeneities of the lithosphere, Dopov. Nat. akad. nauk Ukr., No. 2, Kyiv, pp. 112-116 [in Russian].
[Свешников, К.И., Красовский, С.С., Пашкевич, И.К. (1993), Соотношение гранитного магматизма центральной части Украинского щита (Ингуло-Ингулецкий район) с глубинными неоднородностями литосферы. Допов. Акад. наук України. № 2. С. 112—116.]
Usenko, I.S., Shcherbakov, I.B., Belevtsev, R.Ya., Siroshtan, R.I., Etingof, I.M., Shcherbakova, T.G., Polovko, N.I., Kravchenko, L.G., Yakovlev, B.G., Orsa, V.I., Venidiktov, V.M. and Zyulzle, V.V. (1982), Metamorphism of the Ukrainian Shield, Nauk. dumka, Kyiv, 308 p. [in Russian].
[Усенко, И.С., Щербаков, И.Б., Белевцев, Р.Я., Сироштан, Р.И., Этингоф, И.М., Щербакова, Т.Г., Половко, Н.И., Кравченко, Л.Г., Яковлев, Б.Г., Орса, В.И., Венидиктов, В.М., Зюльцле, В.В. (1982), Метаморфизм Украинского щита. Киев: Наук. думка. 308 с.]
Vysotsky, O.B., Stepanyuk, L.M., Shumlyanskyy, L.V., Kovtun, O.V. and Kotvitska, I.M. (2025), Petrogenesis of granites of the Kropyvnytsky complex, Geochemistry and ore formation, Iss. 46, Kyiv, pp. 48-55 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/gof.2025.46.048
[Висоцький, О.Б., Степанюк, Л.М., Шумлянський, Л.В., Ковтун, О.В., Котвіцька, І.М. (2025), Петрогенезис гранітів кропивницького комплексу. Геохімія та рудоутворення. Вип. 46. C. 48—55.]