Kitabı oku: «Кайнозой Нижнего Приангарья. Геология и полезные ископаемые»

Введение

Обобщение данных по стратиграфии, распространению, формам залегания, литологическому составу и минерагении отложений кайнозойской эратемы крупных территорий представляет интерес для специалистов геологоразведочной отрасли, ученых, аспирантов и студентов. Недавно авторы опубликовали сводку по кайнозою северо-западной части Восточного Саяна [68]. Предлагаемая читателям монография охватывает смежную, более северную территорию Красноярского края. Региональная геология, геоморфология и экзогенная минерагения этой территории известна авторам по литературе, фондовым источникам и участию в выполнении научно-исследовательских проектов.

В прошлом веке коллективами научных работников ведущих институтов геологического профиля бывшего СССР для рассматриваемой территории были опубликованы сводки по стратиграфии доэоплейстоценовых отложений кайнозойской эратемы [28, 29], корам выветривания [22, 46, 48], гипергенным полезным ископаемым [34, 55]. Более поздние картосоставительские, поисковые и научно-исследовательские работы позволяют расширить сведения по геологии и минерагении кайнозоя. Кроме того, авторы излагают собственные взгляды на гипергенез, литогенез и структурообразование территории на протяжении последних 60 млн лет геологической истории.

Нижнее Приангарье – понятие растяжимое с позиций экономической географии и естествознания. В монографии описываются явления в долине и междуречной части Ангары и Большого Пита от устья Ангары до низовий р. Иркинеевой. Кроме того, в сферу рассмотрения включено Чадобецкое поднятие Сибирской платформы, где авторам довелось исследовать гипергенные и осадочные образования кайнозоя. В северном направлении рассматриваемая территория протягивается по меридиану пос. Мотыгино до 60 км – от русла Ангары до истоков Удерея, а западнее и восточнее она в два – два с половиной раза эже. На юге полоса обзора распространяется на 20-30 км, охватывая площади кайнозойских впадин (рис. 1). В административном отношении это части Енисейского, Мотыгинского и Богучанского районов.

Рис. 1. Схема расположения района исследований:

I – Нижнее Приангарье; II – Чадобецкое поднятие. Клетки – трапеции листов масштаба 1:200 000

С позиций региональной геологии в работе рассмотрены площади Енисейского кряжа и западной части Сибирской платформы, в низовьях рек Иркинеевой и Чадобца, где наиболее широко и полно изучены отложения кайнозоя, главным образом, в связи с поисками россыпей золота, месторождений бокситов, руд марганца, ниобия и редких земель.

В методическом плане монография составлена на основе анализа сводных геологических карт масштаба 1:1 000 000 Енисейского кряжа в пределах листа О-46(47), Красноярск [8] и масштаба 1:500 000 (ответственный исполнитель Л.К. Качевский) [9]. Рельеф территории охарактеризован по геоморфологической карте Енисейского кряжа масштаба 1:500 000 под редакцией С.Ф. Козловской [11] с дополнениями и изменениями Р.А. Цыкина, руководившего геоморфологическим картированием того же масштаба листов О-47,48 по договору с Госцентром «Природа» в 1987-1989 гг. Литология осадочных толщ и описание заключенных в них руд охарактеризованы по фондовым и опубликованным материалам геологов Ангарской экспедиции Красноярского геологического управления (сейчас АО «Красноярскгеология»). Кроме того, использованы отчеты сотрудников Всесоюзного геологического института (ВСЕГЕИ), Всесоюзного института минерального сырья (ВИМСа), Сибирского НИИ геологии, геофизики и минерального сырья (СНИИГГиМСа), данные выполнявшихся Р.А. Цыкиным НИР разных лет в стенах Красноярского института цветных металлов (теперь Сибирский федеральный университет), а Н.Н. Поповой – геологосъемочных работ масштаба 1:200 000 в составе ОАО «Красноярскгеолсъемка».

За помощь в сборе материалов и консультации по теме монографии авторы выражают признательность производственным геологам, научным работникам и преподавателям СФУ Ю.А. Забирову, В.С. Власову, В.А. Мака-рову, П.Н. Самородскому, С.С. Сердюку.

Глава 1
Геоморфолого-геологический очерк

Крупный судоходный приток Енисея – Ангара в нижнем течении пересекает западную часть Сибирской платформы и затем – Енисейский кряж. В устье правого притока Каменки высотная отметка русла Ангары составляет 110 м н.у.м (над уровнем моря), а в самом устье – около 80 м. Ширина русла в сужениях составляет 120-160 м, а в разливах – 500-600 м, включая острова. Пойма высотой до 2 м и местами до 5-6 м присутствует непостоянно и чаще окаймляет один из берегов. Максимальную ширину (до 500 м) имеет низкая пойма в Пинчугско-Карабульском меандре. В долине развиты 6-9 надпойменных террас [43], причем ступени высокого уровня (более 70 м) сохранились участками на последних 100 км реки (от пос. Мотыгино до пос. Стрелка). Уровни террас исследованы Э.И. Равским в средней части долины р. Ангары (рис. 2). В низовьях реки отдельные террасы четко выражены на значительных по протяженности участках, что хорошо видно с борта судов (рис. 3). Возвышенные площадки с густым эрозионным расчленением на востоке площади представлены низким плато, а западнее – кряжем с отдельными структурными грядами, вершины которых достигают 791 м (гора Голец).

1.1. Геоморфология

На пятисоттысячной геоморфологической карте Енисейского кряжа [11], с дополнениями авторов данной монографии, выделены следующие генетические типы рельефа: структурно-денудационный, денудационный, эрозионно-денудационный, эрозионный, эрозионно-аккумулятивный и аккумулятивный. Большинство генотипов выработанного рельефа включают субгоризонтальные поверхности разных высотных уровней (геоморфологическая «лестница»). Каждый из уровней имеет ориентировочную возрастную датировку, по С.Ф. Козловской: триас-раннеюрскую (более 750-800 м на кряже и 500-700 м на плато), ранне-позднемеловую (соответственно 500-700 м и 300-460 м) и мел-палеогеновую (300-550 и 200-300 м). Равнинные поверхности аккумулятивного происхождения датированы геологическим возрастом наиболее молодого стратона. Наклонные поверхности разных генотипов подразделены на пологие (до 12⁰), средней крутизны (13-25⁰) и крутые (более 25⁰).

Рис. 2. Последовательность террас в среднем течении Ангары, по Э.И. Равскому [43]:

1-6 – аллювиальные отложения: 1 – глины; 2 – суглинки; 3 – лессовидные суглинки; 4 – пески; 5 – галечники; 6 – глыбы и валуны; 7 – делювиальные суглинки со щебнем; 8 – культурный горизонт неолита; 9 – псевдоморфозы по ледяным клиньям; 10 – следы солифлюкционного смещения; 11 – коренные породы; 12 – номера террас

Рис. 3. Третья цокольная терраса р. Ангары в правобережье выше пос. Мотыгино

Структурно-денудационный генетический тип рельефа в пределах кряжа обусловлен препарировкой складок и интрузий, а на платформе – препарировкой горизонтально залегающих слоев с различными физико-механическими свойствами и силлами траппов, которые в ряде случаев оказывают бронирующее воздействие и поэтому окаймлены уступами.

Денудационный рельеф в пределах кряжа представлен холмистой, холмисто-увалистой, увалистой и пологоволнистой поверхностями разных гипсометрических уровней. Склоны в этом генотипе занимают незначительные площади. В пределах платформенной части к этому генотипу отнесены пологоволнистые междуречные поверхности разного уровня.

Эрозионно-денудационный генетический тип рельефа представлен склонами приводораздельного положения, которые сопрягают поверхности выравнивания и эрозионные врезы долин. Такие склоны имеют различную крутизну и протяженность.

Эрозионными образованиями являются склоны речных долин, протягивающиеся до русел и окаймляющих их аллювиальных поверхностей.

К эрозионно-аккумулятивным поверхностям линейной ориентировки нами отнесены днища ручьев и суходолов, сочетающие формы врезания в скальное основание и накопления маломощного перстративного аллювия, пролювия и перемывного делювия.

Аккумулятивный генетический тип рельефа свойствен днищам рек от 2-3 порядков и выше, вплоть до прирусловой части главной водной артерии, а также террасы и площади кайнозойских впадин. В зависимости от положения относительно русла выделены пойма (и острова Ангары), надпойменные террасы, пролювиальные конусы, поверхности озерно-речной аккумуляции впадин низовий реки (Кулаковская, Рыбинская, Тасеевская).

В пределах генетически однородных поверхностей на геоморфологической карте показаны формы рельефа – почти изометричные внемасштабными знаками (останцы, конусы выноса, воронки, седловины и др.) и линейные в пределах зафиксированной длины (уступы и гряды).

Спецификой геоморфологического строения обладает Чадобецкое поднятие. Геофизические исследования показали, что его возникновение обусловлено внедрением в триасе в узле пересечения крупных разломов невскрытой эрозией интрузии щелочно-ультраосновного состава, сателлитами которой являются штоки и диатремы щелочно-ультраосновных пород и их производных (кимберлиты, карбонатиты). Тепловое и динамическое воздействие этой интрузии обусловило поднятие слоев нижних горизонтов осадочного чехла. Размеры поднятия 40х37 км. В его строении участвуют два купола – южный Чуктуконский и северный Центральный [12, 59]. Высотные отметки внутри поднятия составляют 340-430 м, рельеф умеренно контрастный. Речная сеть имеет кольцевой рисунок (правые притоки Чадобца Терина и Пуня и речки их бассейнов).

По Н.И. Орловой [11], в рельефе Чадобецкого поднятия широко представлены формы структурно-денудационного рельефа, образованные, по-видимому, на протяжении всего кайнозоя. В северной части поднятия развиты денудационно-аккумулятивные и аккумулятивные поверхности на многолетней мерзлоте четвертичного возраста. Значительные площади занимают полигенетические склоны сноса и накопления неоген-четвертичного этапа. Флювиальный рельеф неоплейстоцена представлен первой – третьей надпойменными террасами (высотой 9-30 м), поймами высокой (4-6 м) и низкой (2-3 м). На карбонатных породах в западной части поднятия развит бокситоносный покрытый карст, формировавшийся в интервале позднего мела-палеогена.

1.2. Геологическое строение докайнозойских образований

1.2.1. Стратиграфия Енисейского кряжа. Картосоставительские работы мелкого, среднего и крупного масштабов прошлого столетия нашли отражение в комплектах полистных карт трапеции О-46 [8] и явились основой составления сводной геологической карты масштаба 1:500 000 [9].

Стратиграфическое расчленение осадочных толщ, в общем и целом, произведено в шестидесятых годах ХХ в. и в последующий период подвергалось некоторой корректировке (табл. 1).

Глубоко метаморфизованные образования архея развиты в Южно-Енисейском кряже. Верхний возрастной предел атамановской толщи оценен в 2550 млн лет [8], то есть соответствует рубежу верхнего архея и протерозоя. Кузеевская толща предположительно более древняя и, кроме кристаллосланцев и гнейсов, содержит тела чарнокитов, гранито-гнейсов и аляскитов, образовавшихся при ультраметаморфизме.

К нижнему протерозою отнесены метаморфиты енисейского комплекса (серии). Их соотношения с археем повсеместно тектонические. Геологи ВСЕГЕИ в составе комплекса выделили три свиты: исаевскую, среднянскую и шиверскую. Кроме того, вдоль Енисея к северу от устья Ангары закартирована абалаковская толща, сложенная кристаллическими сланцами и плаги-огнейсами с пачками амфиболитов и мраморов [8].

Таблица 1

Стратиграфическое расчленение докембрийских образований Енисейского кряжа, по Г.И. Кириченко [10], с дополнениями [9]

Более молодыми, по данным калий-аргоновых определений (1615-1680 млн лет) являются умеренно метаморфизованные толщи тейской серии. Свита хребта Карпинского развита севернее рассматриваемой площади. В Заангарской части севернее Ангары значительным распространением пользуются фациально изменчивые последовательности пенченгинской и кординской свит. В разрезе пенченгинской свиты на рассматриваемой площади в нижней части преобладают карбонатные породы (кристаллические известняки и местами доломиты), а в верхней – сланцы, чередующиеся с амфиболитами и кварцитами. Кординская свита, согласно залегающая на пенченгинской, в Приангарской части кряжа представлена метаморфизованными вулканитами, графитизированными сланцами, филлитами, метапесчаниками с линзами гравелитов.

Широким распространением в районе пользуются отложения сухопитской серии рифея, расчлененной на 4-5 согласно залегающих свит. Нижняя, горбилокская, представлена ритмично чередующимися зелеными сланцами с пластами известковых филлитов и известняков. Ее надстраивают серые и зеленовато-серые сланцы и филлиты удерейской свиты, часто содержащие линзы и жилы кварца, в том числе золотоносные. Погорюйская свита соответствует флишевой ассоциации песчано-алеврито-глинистого состава с зеленоватыми тонами окраски. Свиты Карточки и аладьинская выделены в восточной части площади. Первая представлена ритмической последовательностью пестроцветных глинистых известняков и известковых сланцев, а вторая – серыми и светло-серыми доломитами брекчиевой структуры с мощными телами гидротермального магнезита. В западной части площади на этом стратиграфическом уровне выделены терригенно-карбонатные отложения сосновской свиты.

Тунгусикская серия верхнего рифея объединяет в рассматриваемой части кряжа 5 согласно залегающих свит. Нижняя из них, красногорская, лежит несогласно и представлена терригенными породами, образованными за счет размыва раннерифейской коры выветривания, о чем свидетельствуют пласты кварцевых песчаников и обогащенных гематитом глинистых и алеврито-глинистых сланцев с повышенной глиноземистостью. Джурская свита сложена карбонатными породами (известняками, доломитами и магнезитами), которые перемежаются с песчано-алеврито-глинистыми пачками. Шунтарская свита имеет карбонатно-терригенный состав с непостоянным соотношением этих составляющих. Свита Серого Ключа сложена преимущественно известняками, доломитизированными известняками и доломитами, часто водорослевыми с преобладанием форм III палеонтологического комплекса рифея [8]. Дадыктинская свита представлена чередованием доломитов, глинистых и алеврито-глинистых сланцев и кварцитовидных песчаников.

Ослянская серия залегает на описанной выше с перерывом и несогласием. В основании серии залегают фациально изменчивые отложения нижнеангарской свиты, содержащей в междуречье левых притоков Ангары, рек Верхней Ослянки и Деньгауча крупнейшие в России месторождения хлорит-гематитовых руд. Западнее и восточнее этой площади рудные пласты выклиниваются, замещаясь песчаниками. Выше согласно залегают известняки с пачками глинистых сланцев дашкинской свиты. В известняках обнаружены онколиты и катаграфии верхнего рифея [8].

Тасеевская серия венда залегает несогласно на различных свитах рифея. Алешинская свита имеет терригенный состав и соответствует красноцветной молассе. Чистяковская – толща серых, реже красно-коричневых песчаников, алевролитов, глинистых сланцев и реже доломитов. Мошаковская свита сложена вишнево-красными песчаниками и доломитами. Она венчает разрез докембрия Приангарской части кряжа.

1.2.2. Стратиграфия Сибирской платформы. Докайнозойские отложения осадочного чехла южнее Ангары обнажены в междуречье ее левых притоков – рек Пашенной и Муриной, а в Заангарье – севернее Иркинеевского выступа от долины р. Енды на западе и далее к востоку. Южнее Ангары в моноклинальном залегании развиты рассмотренные свиты тасеевской серии венда, надстраиваемые венд-нижнекембрийскими отложениями островной свиты, в основании которой расположены красноцветные песчаники, в средней части – алевролиты и аргиллиты, а в верхней части – пестроокрашенные доломиты с пластами терригенных пород. Мощность свиты от 150 до 550 м.

Кембрийская система. В состав алданского яруса кембрия входят объединенные иркинеевская и климинская свиты, в первой из которых преобладают доломиты, а во второй – известняки. Мощность этой части чехла от 260 до 950 м. В известняках обнаружена фауна трилобитов. Выше согласно залегают отложения ленского яруса в составе агалеевской свиты доломитов, мощностью 350 м. Севернее Иркинеевского выступа развиты нижне-среднекембрийские отложения заледеевской свиты, сложенной в нижней части известняками, а в верхней – доломитами с пачками песчаников и песчанистых мергелей. Мощность свиты 140 м. К верхнему кембрию отнесена эвенкийская свита, которая несогласно залегает на докембрии и различных свитах нижнего и среднего кембрия. Она пользуется весьма широким распространением, сложена пестроокрашенными аргиллитами, алевролитами, песчаниками, известняками и доломитами. В бассейне Ангары выделены три подсвиты:

а) красноцветные алевролиты, аргиллиты, конгломераты, доломиты, меденосные зеленовато-серые известковистые алевролиты; б) пестроцветные мергели, алевролиты, песчаники, известняки (в том числе меденосные); в) песчаники, алевролиты, аргиллиты, пласты известняков. Мощность эвенкийской свиты от 500 до 1200 м.

Ордовикская система в Нижнем Приангарье распространена незначительно. Усть-кутская свита залегает согласно на эвенкийской и представлена оолитовыми и водорослевыми известняками с пластами песчаников, алевролитов и аргиллитов. Мощность свиты 320-400 м. Ийская свита залегает согласно, сложена красно- и сероцветными песчаниками с пластами конгломератов, алевролитов и аргиллитов. Мощность свиты в бассейне Ангары около 1000 м. Бадарановская свита в рассматриваемом районе начинается шестиметровым пластом конгломератов, на которых залегают пестрые песчаники, переслаивающиеся с алевролитами и аргиллитами. Мощность свиты около 200 м. Мамырская свита песчаников, алевролитов и аргиллитов имеет мощность около 220 м. Братская свита залегает с перерывом на свитах среднего ордовика и сложена пестроцветными песчаниками и алевролитами с редкими и маломощными пластами известняков, ее мощность в районе 150 м.

Силурийская система представлена в районе кежемской свитой, залегающей согласно на братской. Она сложена серыми и зеленоватыми песчаниками, содержащими пласты пестрых алевролитов и аргиллитов. Мощность свиты в районе от 60 до 150 м.

Каменноугольная система, ее нижний отдел включает тушамскую свиту мощностью 100-160 м, несогласно залегающую на разных свитах ордовика и силура. Свита состоит из песчаников, алевролитов, халцедон-каолиновых брекчий, глин типа флинт-клея, прослоев угля. Средний – верхний отделы расчленены на листвяжинскую свиту мелководных морских отложений, мощностью 150-180 м (песчаники, алевролиты, аргиллиты, угли, известняки, линзы сидеритов). Катская свита озерно-речной аккумуляции (песчаники, алевролиты, аргиллиты, пласты углей, прослои известняков, линзы сидеритов) обладает мощностью 130 м.

Пермская система, нижний отдел. Клинтайгинская свита согласно перекрывает листвяжинскую. В основании свиты залегают песчаники, а выше – пласты алевролитов, аргиллитов, каменных углей (Кокуйское месторождение). Мощность свиты 180 м. Рыжковская свита залегает согласно, сложена песчаниками, алевролитами, аргиллитами, углисто-глинистыми породами и углями. Мощность свиты 120-150 м. Бургуклинская свита является фациальным аналогом рассмотренных свит перми. Она согласно залегает на катской свите, сложена песчаниками, алевролитами, аргиллитами, углистыми сланцами и углями. Мощность свиты 60-120 м.

Триасовая система, нижний отдел. Отложения залегают несогласно на разных свитах палеозоя, представлены туфами и туфобрекчиями базальтов с прослоями туфогенных пород. Мощность отдела 60-70 м.

1.2.3. Стратиграфия Чадобецкого поднятия. Эта структура характеризуется своеобразным геологическим строением. Изученные крупномасштабными геологосъемочными работами осадочные толщи довольно условно сопоставляют со стратонами сухопитской и тунгусикской серий Енисейского кряжа. Но более приемлема составленная в 70-х годах ХХ в. местная стратиграфическая схема [59].

К среднему рифею условно отнесены отложения семеновской свиты, сложенной чередованием алевролитов, глинистых сланцев и песчаников в верхней части. Мощность свиты 1200-1250 м. На ней согласно залегают известняки, доломиты и глинистые сланцы дольчиковской свиты (300-350 м), далее известняки чуктуконской свиты (около 300 м), известняки с пачками глинистых сланцев териновской свиты (250-280 м). В совокупности эти три свиты образуют карбонатную формацию. Стратиграфически выше (верхний рифей?) расположены алевро-сланцевые отложения брусской свиты (500-600 м), кварцевые песчаники медведковской свиты (до 80 м) и карбонатные породы безымянской свиты (150-260 м). На них залегают вендские отложения тогоньской свиты, сложенные песчаниками, гравелитами, алевролитами и углистыми сланцами мощностью 320-400 м (молассоидная формация венда) и венд-нижнекембрийские отложения островной свиты.