книги / Региональная геология России (краткий курс)

Большой вклад в изучение геологии этого региона внесли работы М.А. Усова, В.А. Кузнецова, М.К. Коровина, Н.А. Березина, С.В. Обручева, Н.С. Зайцева и др.

На различных этапах своего развития как в режиме подвижной области, так и в режиме платформы Алтае-Саянская область пережила несколько тектономагматических циклов – байкальский, салаирский, каледонский и др., создавших мощную гетерогенную континентальную кору. В позднем кайнозое область подверглась тектонической активизации и приобрела современный горный рельеф: сочетание высокогорных (до 2,5–

______________________________________________________

Рис. 8.3. Схема тектонического районирования Алтае-Саянской палеозойской складчатой области [2]: 1 – выступы докембрийских пород; 2 – переработанные салаирскими движениями северные окраины Тувинского массива; 3 – области салаирской складчатости; 4 – погребенные выступы докембрийских пород. Зоны каледонской складчатости: 5 – антиклинорные, 6 – синклинорные. Впадины, выполненные молассами: 7 – ордовика–девона, 8 – девона–перми, 9 – девона,

10 – девона–юры, 11 – кайнозоя; 12 – зоны герцинской складчато-

сти; 13 – погребенный древний массив.

Цифрами в кружках обозначены структуры. Тувинский докембрийский массив: 1 – Хáмар-Дáбанский блок (Одурум-Шутхулапское поднятие), 2 – Сангиленский блок, 3 – Харальский салаирский прогиб, 4 – Тувинская зона (северная окраина массива, переработанная салаирскими движениями). Зоны салаирской складчатости: 5 – Ка-

зыр-Кизирская, 6 – Кузнецкого Алатау, 7 – Горной Шории, 8 – Батеневское поднятие, 9 – Катунский антиклинорий. Минусинские впа-

дины: северная (10) и южная (11). Зоны каледонской складчатости.

Антиклинории: 12 – Джебашский, 13 – Куртушибинский, 14 – Чулышманский. Синклинории: 15 – Усинский, 16 – ХемчикСистигхемский. Молассовые впадины: 17 – Тоджинская, 18 – Тувинская, 19 – Уйменско-Лебедская. Горноалтайская зона. Антиклинории: 20 – Талицкий, 21 – Холлзунско-Чуйский, 22 – Коргонский мо-

лассовый прогиб. Зоны герцинской складчатости. Зайсанская сис-

тема, зоны: 23 – Салаирская, 24 – Ануйско-Чуйская (синклинории), 25 – Кузнецкая впадина, 26 – Томь-Колыванская, 27 – Рудноалтайская, 28 – Калба-Нарымская, 29 – Западно-Калбинская, 30 – Жарминская, 31 – Чингиз-Тарбагатайский каледонский мегантиклинорий, 32 – Барнаульский массив, 33 – Дербинский антиклинорий

131

4,5 км) хребтов и нагорий на востоке и юго-востоке (ХамарДабан, Западный Саян, Горный Алтай и др.) и средне- и низкогорных (от 0,5 до 2 км) хребтов на севере и западе (Кузнецкий Алатау, Салаирский кряж и др.) с межгорными котловинами (Северо- и Южно-Минусинские, Тувинская, Кузнецкая и др.). Эта горная область дренируется водами крупных рек Западной Сибири: Енисея, Оби, Иртыша и др.

Геологическое строение Алтае-Саянской области весьма сложно. В ней выделяется несколько разновозрастных складчатых систем.

Восточно-Саянская–Кузнецкая салаирская складчатая система. Она охватывает западную часть Восточного Саяна, складчатые структуры Кузнецкого Алатау и Горной Шории и область фундамента наложенных герцинских Минусинских впадин. Геосинклинальный комплекс этой системы охватывает время от позднего рифея до раннего кембрия и характеризуется широким развитием вулканогенно-терригенно-кремнистых отложений с типичной офиолитовой ассоциацией.

На востоке в салаирские складчатые структуры вклинива-

ется Тувинский массив, состоящий из Хáмар-Дáбанского и Сан-

гиленского массивов рифейской консолидации, разделенных салаирским Харальским прогибом. Последний сложен молассовой толщей и вулканитами в основании разреза и карбонатной толщей венда–среднего кембрия в верхах мощностью до 3 км.

На севере, в собственно салаирской складчатой системе, в пределах Казыр-Кизирской зоны Восточных Саян и Кузнецкого Алатау, предполагается нижнепротерозойский складчатый фундамент.

Со второй половины позднего рифея, в венде и особенно раннем кембрии при раздроблении этого фундамента заложились салаирские эвгеосинклинальные прогибы, в которых развиты мощные вулканогенно-осадочные толщи, состоящие из спилитов, базальтов, диабазов, яшм, кремнистых пород и граувакковых песчаников. Типичная офиолитовая ассоциация свидетельствует о возникновении в этом регионе раздвигов континентальной коры. Доля вулканических пород в разрезе дос-

тигает 40–50 %.

132

Невулканическая часть разреза нижнего и частично низов среднего кембрия представлена карбонатными породами, особенно в Кузнецком Алатау и Горной Шории, глинистыми сланцами, аргиллитами, алевролитами, песчаниками, кремнистыми породами. Мощность нижнекембрийских отложений достигает в Кузнецком Алатау 11 км, в Казыр-Кизирской зоне и в Туве – 5–6 км.

За геосинклинальным этапом в среднем кембрии наступает орогенный, ознаменовавшийся накоплением пестроцветной морской молассы среднего–верхнего кембрия мощностью 1–1,5 км, залегающей резко несогласно на складчатом геосинклинальном комплексе в грабенообразных впадинах.

В ордовике и силуре на раздробленную окраину массива наложились Тувинская и Тоджинская впадины. В раннем дево-

не обширные участки области оказались раздробленными и опущенными, сформировались крупные межгорные Минусинские впадины. В них образовалась вулканогенно-осадочная молассовая толща мощностью 2–4 км, сложенная красноцветными конгломератами, песчаниками и алевролитами. На вул- каногенно-осадочной толще залегают средне-верхнедевонские, каменноугольные и пермские терригенные и угленосные молассовые отложения (4–6 км). Угленосная формация Минусинской впадины заканчивается нижне- и среднеюрскими угленосными толщами мощностью 700–800 м. Меловые отложения известны в северной части Минусинской впадины, где они представлены пестроцветной (нижней) и кварцево-каолиновой (верхней) толщами мощностью 50 м. Палеоген и неоген образованы галечниками, песками и песчаниками с примесью каолина мощностью до 30 м. Четвертичные отложения представлены маломощными ледниковыми, аллювиальными и другими типами осадков.

Западно-Саянская–Горноалтайская каледонская склад-

чатая система состоит из субширотного отрезка горного сооружения Западных Саян, дугообразно изгибающихся на западе, и субмеридионального – части Горного Алтая. Сложена система мощнейшей (до 15–17 км) песчаниковой и зеленосланцевой толщей пород венда–нижнего силура. Они образуют единый структурный этаж с линейной складчатостью, на кото-

133

ром резко несогласно залегают верхнесилурийские и девонские отложения, знаменующие орогенный этап развития.

В структурном отношении в Западных Саянах выделяются два антиклинория: Джебашский на севере и Куртушибинский

на юге и разделяющий их Усинский (Западно-Саянский) синк-

линорий. К юго-западу от Западных Саян находится Хемчик-

Систигхемский синклинорий, выполненный морскими терри-

генными отложениями верхнего кембрия–силура молассового типа мощностью до 9 км.

Перед поздним силуром в Западных Саянах происходит каледонская складчатость и начинает формироваться среднепалеозойская молассовая толща, особенно полно развитая в Тувинской впадине, расположенной к югу от Западно-Саянского складчатого сооружения. Вся эта толща огромной мощности (12–14 км) представлена в низах грубой морской молассой, а выше – красноцветной грубообломочной формацией, наземными вулканитами, лимническими угленосными отложениями среднего и верхнего карбона, смятыми в брахиформные складки.

Зайсанская (Зайсан-Гобийская) герцинская складча-

тая система занимает осевое положение в Урало-Монгольском поясе. В Зайсанской системе выделяется несколько крупных и сложно построенных зон: Рудно-Алтайская, Иртышская, Калба-Нарымская, Западно-Калбинская, Жарминская. На севе- ро-востоке системы располагаются Томь-Колыванская, Салаирская и Ануйско-Чуйская зоны, а также Кузнецкий краевой прогиб.

Зона Рудного Алтая характеризуется преимущественным развитием осадочно-вулканогенных толщ среднего и верхнего девона. По направлению к северо-западу палеозойские структуры Рудного Алтая погружаются, перекрываясь кайнозойскими отложениями Кулундинской впадины. В Рудном Алтае выделяется несколько крупных структурно-фациальных зон и подзон, разделенных разломами или их системами. Наиболее древние (ордовикские) отложения представлены толщей песчаников и глинистых сланцев мощностью более 2 км. Отложения верхнего ордовика, силура и нижнего девона здесь отсутствуют в связи с поднятиями, складчатостью и внедрением

134

гранодиоритов и гранитов. В среднем девоне начались дифференцированные опускания и стали накапливаться вулканоген- но-осадочные отложения. В конце раннего карбона происходит складчатость и внедрение средних и кислых интрузивов. Средний карбон сложен лимнической угленосной молассой, выполняющей унаследованные и наложенные впадины. В позднем карбоне и перми происходило формирование многочисленных габбро-гранодиоритовых и гранитных интрузивов, играющих важную роль в формировании рудных месторождений.

Иртышская зона шириной до 20 км представляет собой зону классического глубинного разлома и сложена в осевой полосе кристаллическими сланцами, амфиболитами и гнейсами.

Калба-Нарымская зона в северо-восточной полосе представлена мощной (до 2 км) верхнедевонской олистостромовой толщей с основной массой из черных аргиллитов, в которых заключены разнообразные обломки, в том числе гипербазиты

идругие породы офиолитовой ассоциации. Выше залегает флишоидная терригенная толща нижнего карбона. Общая мощность разреза – 7 км.

Западно-Калбинская зона сложена типично эвгеосинклинальным комплексом пород от верхнего силура до визейского яруса нижнего карбона включительно, представленным крем- нисто-терригенно-базальтовой толщей суммарной мощностью до 10–11 км. Все эти отложения прорваны серпентинитовым меланжем, образующим Чарскую подзону в осевой полосе За- падно-Калбинской зоны. Однако по другим представлениям, Чарская подзона – это покровная структура.

Жарминская зона, граничащая с Чингиз-Тарбагатайским мегантиклинорием, похожа на Рудно-Алтайскую и наложена на каледонское основание.

Всередине раннего карбона во всех зонах происходит складчатость и формируются прогибы, в которых накапливается мощный (до 8 км) молассовый комплекс, представленный морскими, лагунными, континентальными, угленосными

ивулканогенными отложениями. К пермскому периоду относится становление огромного Калбинского гранитного ба-

толита.

135

В кайнозое сформировалась Зайсанская впадина, выполненная толщей континентальных отложений (до 1,5 км).

Томь-Колыванская складчатая зона протягивается в севе-

ро-восточном направлении почти на 400 км и по своему строению близка к Калба-Нарымской зоне. На каледонском и салаирском метаморфическом фундаменте здесь залегают карбо- натно-терригенные отложения среднего девона–нижнего карбона, смятые в конце палеозоя в дугообразные линейные складки, прорванные местами телами гранитоидов, и надвинутые по пологому Томскому надвигу на северную часть Кузнецкого краевого прогиба.

Складчато-надвиговое сооружение Салаирского кряжа, имеющее форму выпуклой к востоку дуги, граничит на западе (под чехлом Западно-Сибирской плиты) с погребенным Барна-

ульским срединным массивом. В основании разреза Салаира залегает карбонатно-кремнисто-вулканогенная толща рифейского возраста, а выше – мощная (до 8–10 км) вендско-ниж- некембрийская спилит-кератофировая формация, к низам которой приурочены выходы пород офиолитовой ассоциации – гипербазитов и габброидов. Проявление салаирской фазы складчатости, впервые установленной на Салаирском кряже, фиксируется несогласным залеганием терригенной флишоидной толщи (5–6 км) верхнекембрийско-ордовикского возраста. На ней с несогласием залегают силурийские, девонские и нижнекаменноугольные терригенно-карбонатные отложения мощностью до 5 км. В самом начале мезозоя они были смяты в осложненные надвигами линейные складки и надвинуты на Кузнецкий краевой прогиб. Сравнительно небольшую роль играют в структуре Салаирской зоны каледонские и герцинские диориты и гранитоиды.

Южным продолжением Салаира является АнуйскоЧуйская зона (синклинорий) Горного Алтая, обрамляемая с запада и востока каледонскими сооружениями и граничащая с ними по системе разломов. В строении этой зоны участвуют два структурных этажа: каледонский и раннегерцинский. Каледонский этаж сложен песчано-глинистыми флишоидными отложениями верхнего кембрия–нижнего ордовика и терри- генно-карбонатными – среднего ордовика–силура, смятыми

136

в узкие линейные складки. Общая мощность разреза достигает 3 км. Выше несогласно налегают отложения раннегерцинского этапа – мощные (до 12 км) вулканогенные, черносланцевые и молассоидные толщи среднего и верхнего девона. В юговосточной части зоны находится небольшая наложенная Чуйская впадина, заполненная неоген-четвертичными континентальными отложениями.

Кузнецкая впадина (Кузнецкий бассейн) граничит на востоке и юго-востоке с салаиридами Кузнецкого Алатау и Горной Шории, а на западе и северо-западе – с салаирогерцинским антиклинорием Салаирского кряжа и герцинидами Томь-Колыванской зоны (рис. 8.4). Впадина выполнена вулка- ногенно-терригенными образованиями девона на востоке

итерригенно-карбонатными на западе, мощными, в основном континентальными терригенными угленосными отложениями карбона и перми, а в центральной части также триасовыми

июрскими. Общая мощность угленосных среднекаменно- угольно-верхнепермских отложений составляет 8–9 км.

салаириды

Рис. 8.4. Геологический профиль через Кузнецкую впадину (по А.З. Юзвицкому)

Таким образом, Алтае-Саянская палеозойская складчатая область состоит из нескольких разновозрастных складчатых систем, время замыкания геосинклинального режима в которых в целом омолаживается с востока на запад – от районов рифейской складчатости в обрамлении Сибирской платформы к районам позднегерцинской складчатости в Западно-Кал- бинской зоне.

В салаиридах завершающая складчатость произошла в середине кембрия, в каледонидах – в позднем ордовике и в сере-

137

дине силура, в герцинидах – в середине и в конце раннего карбона. Даже в пределах одного и того же прогиба иногда восточный борт испытывал более раннюю складчатость, чем западный.

Мощность земной коры, повсеместно имеющей в континентальный характер, в целом возрастает к юго-востоку от 45 до 55 км. В связи с новейшей активизацией область обладает повышенной сейсмичностью и попадает на карте сейсморайонирования в пределы 6-балльной зоны, а ее южные и юговосточные районы – в 7 и 8-балльную зоны.

Полезные ископаемые. Алтае-Саянская область богата разнообразными полезными ископаемыми. Наибольшее значение имеют контактово-метасоматические месторождения магнетитовых железных руд в толщах венда–среднего кембрия в салаиридах Горной Шории и Кузнецкого Алатау.

Полиметаллы (свинец, цинк, медь, серебро) – основная ценность Алтая – сосредоточены главным образом в Рудном Алтае и связаны с девонскими осадочно-эффузивными толщами.

В Горном Алтае известны редкометалльные скарновые месторождения вольфрамовых и молибденовых руд. К Калбин-

ской зоне приурочены оловянно-вольфрамовые месторождения, а к ее юго-западному флангу – гидротермальные месторо-

ждения золота, полиметаллов, ртути, мышьяка.

Марганцевые руды связаны с кембрийскими отложениями Салаира и Кузнецкого Алатау.

Залежи бокситов заключены в карбонатных рифейских отложениях Восточного Саяна, среднедевонских отложениях и палеогеновой коре выветривания Салаира.

Из месторождений нерудных ископаемых надо отметить месторождения асбеста, талька и графита (Ботогольское в одноименном щелочном массиве), флюорита и мрамора (Слюдянское в нижнем протерозое Хамар-Дабана), фосфоритов в терригенно-карбонатных отложениях венда–кембрия

внекоторых районах салаирид.

ВРудном и отчасти Горном Алтае широкой известностью пользуются месторождения поделочных и декоративных кам-

ней – яшм, мраморов и др., а также разнообразных строитель-

ных материалов.

138

Угленосность связана с рядом стратиграфических комплексов от девона до юры. Основной угленосный комплекс Кузбасса (средний карбон–пермь), заключающий многие десятки мощных пластов высокосортных каменных углей, является наиболее крупным и экономически выгодным в России. Значительные скопления углей известны в Минусинской (Чер-

ногорское месторождение) и Тувинской (Улугхемское) впади-

нах. В Томь-Колыванской и Калбинской зонах имеются залежи углей каменноугольного, а в Жарминской – пермского и раннетриасового возраста. В Северо-Минусинской, Кызыльской впадинах и Кузнецком прогибе присутствуют угленосные лимнические толщи с пластами каменных и бурых углей юрского возраста.

В Бийском антиклинории и в районе Телецкого озера известны сероводородные источники, использующиеся в бальнеологических целях.

Еще И.М. Губкиным в 1932 г. была поставлена проблема нефтеносности межгорных впадин. Предполагался возможный переход угленосных фаций в нефтеносные, однако поисковоразведочные работы в Минусинской впадине и Кузбассе положительных результатов пока не дали.

Контрольные вопросы

1.Опишите геологическое строение Восточно-Саянской- Кузнецкой складчатой системы.

2.Какие главные структуры развиты в пределах Западно- Саянской-Горноалтайской складчатой системы?

3.Назовите и покажите на геологической карте основные структурные элементы Зайсанской складчатой системы.

4.Какие полезные ископаемые заключены в отложениях Алтае-Саянской области?

8.4.Урало-Новоземельская герцинская складчатая область

ВУрало-Новоземельской складчатой области выделяются: на севере – Новая Земля и Вайгач, на материке – хребет Пай-Хой, а южнее, на рубеже европейской и азиатской части

139

России, протягивается собственно Уральский хребет (рис. 8.5). С запада область граничит с Восточно-Европейской платформой и Тимано-Печорской плитой, с востока – с ЗападноСибирской и Северо-Туранской плитами.

Рис. 8.5. Схема тектонического районирования Урала [2]: 1 –

Бельская (1), Уфимско-Соликам- ская (2), Печорская (3), КосьюРоговская (4), Коротаихская (5)

и Карская (6). Зона западного склона: 2 – синклинории: Зилаир-

ский (7), Лемвинский (8), 3 – антиклинории: Уралтау (9), Башкирский (10), Среднеуральский (Кваркушский) (11), Харбей-

ский (12). Зона восточного склона: 4 – синклинории: Магнитогор-

ский (13), Тагильский (14), Войкарский (15), Щучьинский (16),

Аятский (17). 5 – антиклинории:

Урало-Тобольский (18), 6 – Пай-

Хойско-Новоземельская складчатая система: Антиклинории:

Пайхойский (19), Южно-Новозе- мельско-Вайгачский (20), СевероНовоземельский (21). Синклинории: Кармакульский (22). 7 – тела основных и ультраосновных по-

род. Эпипалеозойская ЗападноСибирская плита: 8 – области с герцинским фундаментом, 9 – области с каледонским фундаментом, 10 – глубинный тектониче-

ский шов. Тимано-Печорская эпибайкальская плита: 11 – поднятие Тимана, 12 – внешняя зона байкалид, 13 – внутренняя зона байка-

лид. Восточно-Европейская плат-

форма: область с добайкальским фундаментом (14)

140