книги из ГПНТБ / Домбровская Ж.В. Палеогеновая кора выветривания Центрального Прибайкалья

Г л а в а I I

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ РЕГИОНА

В настоящее время Прибайкалье представляет собой гористую об­ ласть, сложенную домезозойскими метаморфическими и изверженными образованиями, собранными в линейные складки северо-восточного про­ стирания. На этом складчатом кристаллическом фундаменте небольши­ ми участками развиты впадины, выполненные мезозойскими и кайнозой­ скими континентальными отложениями (за исключением собственно Бай ­ кальских и Косогольской впадин, которые продолжают свое развитие и на значительной площади покрыты водами озер). Таких впадин в При­ байкалье насчитывается больше ста (Флоренсов, 1960) . За исключением

этих участков на большей части территории домезозойский фундамент выхо­ дит на поверхность. Фундамент по современным представлениям (Салоп, 1967 ) слагается архейскими, протерозойскими и кембрийскими образовани­ ями. Во впадинах выделены юрские, меловые, палеогеновые, неогеновые й четвертичные отложения.

СТРАТИГРАФИЯ

А р х е й с к и е о б р а з о в а н и я . Породы, относимые в настоящее время к архею, распространены во многих местах Прибайкалья. Они с л а ­ гают западное побережье Байкала юго-восточнее Приморского разлома, о-в Ольхон, п-ов Святой Нос, Ушканьи острова, юго-восточное побережье

Однако в последние годы работами Е.В. Павловского и A.C. Ескина (Павловский, Ескин, 1964; Ескин, 1965) установлено большое сход­

11

Архейские толщи Прибайкалья сложены глубоко метаморфизованными образованиями, в составе которых наиболее распространены породы двух свит - гнейсово-сланцевс—амфиболитовой (верхняя) и мраморнокварцитовой (нижняя). Магматогенные образования архейского возраста представлены послойными телами гнейсовидных гранитов и мигматитов. Кроме того, архейские образования прорваны более молодыми разновоз­ растными интрузиями гранитоидов и габброидов. Метаморфический ком­ плекс архея смят в линейные складки северо-восточного простирания. Складкообразование было одноактным. A.C. Ескин (Ескин, 1965 ) вы ­ деляет следующие главные структурные элементы в области распрост­ ранения пород ольхонской серии (с запада на восток): Шибеты-Хобой- ский антиклинорий (западный берег Байкала и часть о-ва Ольхон), Ташкай-Ургентейский синклинорий (восточная часть Ольхона и большая часть Приольхонья), Нудгей-Будухтинский антиклинорий (прибрежная часть Приольхонья)^; вдоль Малого моря условно выделен Маломорский синклинорий, на восточном берегу Байкала - Таланчанский синклинорий, Баргузин-Курбуликский антиклинорий, Святоносский синклинорий, Черем -

лее широко, чем архейские, и обычно более удалены от осевой части Б а й ­ кальской впадины, которая слагается архейскими породами. Полоса разви ­ тия протерозойских пород прослеживается вдоль всего западного побе­ режья озера Байкал, вдоль предгорий в Восточном Саяне; они слагают значительную часть хребта Хамар-Дабан, встречаются в северном При­ байкалье и Витимском плоскогорье; на восточном берегу Байкала про­ терозойские отложения выделены отдельными небольшими участками среди магматических образований.

колько тысяч метров. В Северном Прибайкалье к нему отнесена акит— канская серия, сложенная порфиритами, туфами, песчаниками и конгло­

калье известен под названием байкальского комплекса, сложенного т р е ­ мя свитами (снизу вверх): голоустенской (доломиты, кварциты и филли-

1 Приольхоньем называют участок, расположенный на юго-западном продолжении о-ва Ольхон, отделенный от него проливом Ольхонские Ворота, и ограниченный с северо-запада Приморским разломом, а с юго-востока озером Байкал.

12

ты), улунтуйской (известняки, сланцы) и качергатской (песчаники, сланцы, аргиллиты).

Протерозойские отложения метаморфизованы в разной степени, участ­ ками до гнейсовой стадии, смяты в складки (северо-восточного прости­ рания в Прибайкалье) и прорваны разнообразными интрузиями (от кис­ лых до ультраосновных). Нижнепротерозойские эффузивы в Восточном Саяне и Хамар-Дабане метаморфически преобразованы в зеленые сланцы.

П а л е о з о й . Из палеозойских отложений в непосредственной близости от Байкальской впадины известны только нижнекембрийские. В Запад­ ном Прибайкалье на Ангаро—Байкальском водоразделе нижнекембрийские отложения слагаются двумя свитами алданского яруса (Павловский и Фролова, 1955) (снизу вверх): ушаковской, представленной граувакко— выми сероцветными песчаниками, и мотской, представленной красноцвет— ными алевролитами, аргиллитами, известняками и доломитами. Этими

вестняками; на Витимском плоскогорье - химгильдинская свита мощно­

ванная известняками, туфами, глинистыми и глинисто—карбонатными сланцами и песчаниками (Беличенко и др., 1962) .

Палеозойские отложения слабо метаморфизованы, собраны в складки, мощность их; по сравнению с протерозойскими отложениями, мала, что говорит о затухании геосинклинального цикла развития в Прибайкалье. Магматические породы палеозойского возраста, среди которых преобла­

калье являются континентальными и распространены на отдельных не ­ больших участках домезозойского фундамента - во впадинах. При этом осадочные отложения нижнего мезозоя (триас, нижняя юра) не извест­ ны, за исключением вулканогенной серии. В Западном Прибайкалье (юговосточное крыло Иркутского угленосного бассейна) мезозойские отло­ жения представлены озерно—болотными и аллювиальными образованиями среднего и верхнего отделов юры. Отложения, сложенные песчаниками, алевролитами и аргиллитами, являются угленосными. Средняя мощность отложений 4 0 0 - 5 0 0 м. В Иркутской впадине среди юрских отложений выделяют три свиты: заларинскую, черемховскую (с промышленными пластами угля) и присаянскую (Деев, 1962) . Особую, байкальскую, фацию, представленную мощной толщей конгломератов, образуют юрские отложения в юго-западной ча^ти Байкала. К юрскому возрасту относят мощные аллювиальные отложения в юго-восточной части Селенгинской дельты.

Более широко мезозойские отложения распространены во впадинах Восточного Прибайкалья (впадины забайкальского типа по Флоренсову, 1960); здесь возраст их датируется верхней юрой - нижним мелом.

13

Отложения осадочно-вулканогенные, угленосные, мощность до тысячи метров. Средне—верхнеюрские угленосные отложения объединяют в тугнуйскую серию, верхнеюрские - нижнемеловые - в гусиноозерскую, а эффузивнотуфогенная толща, мощность которой достигает 1 0 0 0 - 2 5 0 0 м, извест­ на под названием вулканогенной серии. Последняя формировалась, по-

ном Прибайкалье прорваны малыми интрузивными телами граносиенито— вого состава. С гранитоидами верхнемезозойского возраста в Восточ­ ном Прибайкалье и Забайкалье связаны многочисленные месторождения полйметаллов, золота, молибдена, вольфрама, флюорита и других полез­ ных ископаемых.

К а й н о з о й с к и е о т л о ж е н и я в Прибайкалье развиты, по-видимо­ му, не менее широко, чем мезозойские, и встречаются также небольшими участками, во впадинах. При этом кайнозойские отложения могут самостоя­

неогеновые, эоплейстоценовые и четвертичные образования. Палеогеновые отложения на основании данных спорово-пыльцевого

ности в Южно—Байкальской впадине в районе Танхоя и в дельте р. С е ­ ленга.

Неогеновые (миоцен - нижний плиоцен) отложения распространены

14

В Западном Прибайкалье неогеновые отложения известны под назва­

На юго-восточном побережье Байкала неогеновые отложения объеди­ нены в танхойскую свиту, мощность которой 1 5 0 0 - 2 0 0 0 м; свита сло ­ жена песчано-глинистыми угленосными отложениями. Подобными же осадками выполнены Тункинская, Баргузинская и некоторые впадины Забайкалья.

Стратиграфически выше зеленоііветной или сероцветной формации

брекчии, песчаники) и в значительной степени насыщены гидроокислами железа. Красноцветы распространены в Тункинской, Мондийской, Торской, Быстринской впадинах, во впадинах Витимского плоскогорья, За­ падного Прибайкалья, в Селенгинской Даурии. Мощность формации до 500 м. Содержит гиппарионовую фауну.

Для красноцветов Прибайкалья характерны господство субаэральных генетических типов, неяснослоистые текстуры, большая насыщенность диагенетическими стяжениями. В Приольхонье и на Ангаро-Ленском участке стяжения являются железо—марганцевыми, а в Западном Забай­

свита (Флоренсов, 1960; Белов, 1959) , в которой среди песчано—гли- нистых отложений примерно одну треть составляют туфы и покровы ба­ зальтов мощностью более 150 м.

Четвертичные отложения в Прибайкалье распространены повсеместно; обычно они маломощны, но в некоторых впадинах достигают 500 м и более. Среди четвертичных отложений выделяют озерные, аллювиальные,

Во впадинах байкальского типа широко распространены плейстоцено­ вые пески мощностью до 500 м, стратиграфически выше залегают мо ­ ренные отложения, представленные большей частью песками и галечни­ ками мощностью до 2 0 0 м. К межледниковой эпохе относится пере­ стройка речной сети и начало формирования современной. Общий подъем местности, наблюдающийся на протяжении всего четвертичного периода, привел к широкому формированию озерных и речных террасовых отло-

15

жений. Голоценовые отложения представлены аллювием крупных рек -

ры Э.И. Равский (1960 ) четвертичные отложения расчленяет следую­ щим образом:

Голоцен - аллювий низкой поймы русла, современная почва с остат ­ ками неолита, торфяники.

На Ангаро—Ленском междуречье среди отложений эоплейстоцена H.A. Логачев и соавторы (1964 ) выделяют манзурский аллювий (ниж­ ний комплекс) и ангинский аллювий (верхний комплекс).

Манзурский аллювий представляет собой многократное переслаивание песков и галечников; слоистость наблюдается как параллельная, так и косая. Пески содержат примерно одинаковое количество кварца и поле­

На территории Прибайкалья неоднократно существовали условия, бла­ гоприятные для развития мощных кор химического выветривания. Но коры выветривания не всегда сохранились и на данной стадии изучен­ ности региона не везде выявлены; однако в настоящее время установ­ лены, чаще по продуктам переотложения, признаки разновозрастных кор выветривания (Бессолицын, 1963) .

Лучше других изучена нижнемезозойская кора в центральной части Иркутского угольного бассейна в районе крупных каолиновых месторож­ дений: Трошковского, Вельского и др. Домезозойский фундамент Иркут­ ского бассейна сложен мергелисто—сланцевыми и карбонатными порода­ ми кембрия, а в северо-западной части - сибирскими траппами триасо­ вого возраста. Во многих местах домезозойского фундамента под при­ крытием нижне-среднеюрских отложений встречены породы, в которых

16

Метаморфизованные продукты вьюетривания докембрийского возраста описаны Е.П. Бессолицыным (1963 ) в Прибайкалье (харгитуйская сви ­ та) и Присаянье (бирюсинская толща): это протерозойские хлоритоидные и дистен-хлоритоидные сланцы, залегающие среди кварцитовидных песчаников и кварцитов.

Поисково-съемочными работами в отложениях верхнего протерозоя (синий) от мыса Елохина на Северном Байкале до р. Иркут в Приса­ янье (более 4 0 0 км) выявлен пестроцветный горизонт, представлен­ ный железисто-каолиновыми породами. В Прибайкалье он залегает на голоустенской свите и перекрывается породами улунтуйской свиты про­ терозоя, в Присаянье - на шарыжалгайской толще архея в основании олхинской свиты. Пестроцветный горизонт имеет мощность в пределах первых десятков метров и представлен продуктами выветривания. На

предулунтуйской коры выветривания, можно предполагать еще предголо— устенскую кору вьюетривания (Бессолицын, Файнштейн, 1963) , так как эта свита сложена мощными слоями кварцитов и кварцитовидных пес ­ чаников.

Непосредственно перед отложением кембрийских пород, по-видимому,

Своеобразная кора вьюетривания в виде брекчиевидных и конгломе— ратовидных пород, залегающих на габброидах и гипербазитах в осно­ вании перекрывающих ее конгломератов нижнего кембрия, описана для Довыренской интрузии в северо-восточном Прибайкалье (Васьковский, Мануйлова, 1963) и для других участков Прибайкалья.

Среди палеозойских отложений неизвестно достоверно установленных кор вьюетривания. Каолиновые продукты переотложения обнаружены в нижних частях тушамской свиты нижнего карбона (Бессолицын, 1963) .

Более широко распространена, хотя изучена меньше, чем нижнеме­ зозойская, кора выветривания палеогенового возраста. Она более или менее подробно описана во многих работах; на некоторых из них мы остановились выше, в обзоре изученности коры вьюетривания. Особое место среди этих работ занимает монография H.A. Логачева с соавто ­ рами 'Кайнозойские отложения Иркутского амфитеатра", вышедшая в 196 4 г. В ней специальный раздел посвящен описанию условий з а л е ­ гания и состава мел-палеогеновой коры вьюетривания юга Сибирской платформы и Саяно—Байкальского нагорья. Эта работа является первым, хотя и кратким ввиду иных задач, региональным обзором по корам вы ­ ветривания кайнозоя в Прибайкалье.

Кроме мел-палеогеновой пестроцветной коры вьюетривания, H.A. Ло ­ гачев (Логачев и др., 1964 ) отмечает признаки верхнетретичной крас - ноцветной коры вьюетривания, проявившиеся в широком образовании красноцветной формации нижнего эоплейстоцена. В отличие от пород зеленоцветной формации миоцена - нижнего плиоцена, в которых трех­ валентное железо входит в состав глинистых минералов монтморилло-

18

нитовой группы, породы красноцветной формации частично содержат

железа и марганца. На основании этих и некоторых других особенно­ стей описываемых отложений H.A. Логачев рассматривает их как про­ дукты переотложения особого, "железистого" типа выветривания. Одна­ ко примеров коры выветривания, предшествующей красноцветным отло­ жениям, не описано ни у H.A. Логачева, ни у других авторов за ред­ ким исключением. Остатки древней красноцветной коры выветривания отметила С. Г. Мирчинк (1961 ) в бассейне р. Витим под красноцветными аллювиальными отложениями, но они могут оказаться более древ­ ними. A.C. Ендрихинский (1967 ) на Витимском плоскогорье, кроме эоценовой коры выветривания, выделил кору выветривания на базальтах мощностью 5-7 м под красноцветными отложениями эоплейстоцена.

ТЕКТОНИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ

В Прибайкалье Л.И. Салоп (Салоп, 1967) выделяет 8 структурных ярусов: архейский, нижнепротерозойский, среднепротерозойский, верхне­ протерозойский, нижне-среднекембрийский, верхнекембрийский-ордовик­ ский, мезозойский и кайнозойский. Мы остановимся на кратком описа­ нии кайнозойского структурного яруса, так как с ним непосредственно связаны формирование и сохранность изучаемой коры выветривания вви­ ду проявления в кайнозое интенсивных неотектонических движений, при­ ведших к образованию Байкала и впадин байкальского типа.

Л.И. Салоп на территории Байкальской горной области выделяет следующие структурные элементы первого порядка (фиг. 1): 1) Сибир­ ская мезо—кайнозойская "платформа"; 2) Саяно—Становое мезозойское сводовое поднятие; 3 ) Алданская зона мезозойских глыбовых дислока­ ций; 4) Витимо-Селенгинская зона мезозойских глубинных складок большого радиуса кривизны, 5) Байкальское неоген-четвертичное с в о ­ довое поднятие. Рассмотрим, как проявились неотектонические движе­ ния в различных структурных зонах.

Сибирская мезо—кайнозойская платформа характеризуется очень сла ­ бым проявлением неотектонических движений. Более интенсивному тек ­ тоническому воздействию в кайнозое подверглась Витимо—Селенгинская зона; неотектонические процессы здесь проявились в общем поднятии района, небольшом углублении мезозойских впадин и оживлении разломов, по которым изливались на поверхность лавы. Байкальское сводовое под­ нятие в кайнозое развивалось на месте части мезозойского Саяно—Ста­ нового поднятия, реликты которого сохранились только в периферических частях вне зоны интенсивных неотектонических движений (фиг. 1) .

В процессе формирования Байкальского сводового поднятия возник­ ли высокогорная страна и серия глубоких впадин, вытянутых вдоль оси сводового поднятия. Крупнейшей из них является Байкальская. На про­ исхождение Байкальской впадины существовало две точки зрения. Пер-

19