Геология и полезные ископаемые Северной Хакасии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Томский государственный университет

Геолого-географический факультет

Кафедра динамической геологии

Курсовая работа

Проверил: Архипов А.Л.

Выполнил: Горелова Т.В.

Томск 2013

Содержание

1. Физико-географический очерк

2. Стратиграфия

3. Интрузивные образования

4. Тектоника

5. История геологического развития

6. Полезные ископаемые

Список литературы

1. Физико-географический очерк

Изучаемый участок местности расположен в области сочленения трех крупных геологических структур - гор Кузнецкого Алатау, Батеневского кряжа и Чебаково-Балахтинской впадины Минусинского межгорного прогиба. Абсолютные высоты поверхности района над уровнем океана колеблются от 352 м (оз. Шира) до 1427,4 м (голец Подоблачный в районе рудника Коммунар).

Кузнецкий Алатау характеризуется глубокорасчлененной поверхностью и имеет черты типичной горной страны. В осевой, наиболее приподнятой его части, местами господствует альпийский рельеф, сменяющийся последовательно высоко-, средне- и высокогорным рельефом, в направлении Минусинской впадины. В удалении от осевой части Кузнецкого Алатау в преобразовании строения поверхности заметную роль сыграли селевые процессы. Естественно, что оформление современного рельефа Кузнецкого Алатау происходило в современной связи с вздыманием этого крупного блока земной коры.

Главные формы рельефа Кузнецкого Алатау - долины и водораздельные хребты. В гольцовой части - кары, ледниковые цирки, троги, уступы морозного выветривания, эквипленные поверхности, морены, а водоразделы изобилуют острогребневымии пикообразными останцами.

В горно-таежной зоне долины замкнутые, реже полуоткрытые, V-образные, местами трапециевидные. Ближе к межгорной впадине они сменяются открытыми долинами с широким слабовогнутым дном.

В пределах восточной части Кузнецкого Алатау и на его отрогах ярко выражена ярусность рельефа.

Межгорные котловины характеризуются более низким в среднем гипсометрическом уровнем поверхности, широким распространением куэст, котловин выдувания, молодых аккумулятивных равнинных поверхностей, развитием мелкосопочника.

Оформление современного лика поверхности котловин, как и обособление самой Минусинской впадины, обязано в основном деятельностью ветра и временных поверхностных вод.

По всей территории ярко выражены процессы селективного выветривания и денудации, а также отличается четкая зависимость морфологии поверхности (форм рельефа) от геологического строения.

Густота речной сети весьма неравномерна - сильно убывает в направлении от гольцовой зоны к котловине.

Самый крупный водоток района - р. Белый Уюс, берущая своё начало со склонов горы Верхний зуб. Сливаясь вблизи ж. д. станции Копьево с р. Черный Уюс, она дает начало р. Чулым.

Река Белый Июс характеризуется весьма неустойчивым расходом воды. В пределах Кузнецкого Алатау она имеет черты типичной горной реки, но в Минусинской котловине обретает характер равнинного водотока. В верхнем течении в Белый Уюс впадает большое число сравнительно крупных притоков (Пихтерек, Тюхтерек, Караташ и др.)

В степной зоне количество рек незначительно и они имеют небольшие размеры.

В гольцовой зоне питание рек осуществляется в основном за счет таяния снега и льда, в таежной - за счет дождевых и талых вод, а в степной зоне - за счет дождевых вод. При этом в степной зоне атмосферные осадки, выпадающие в виде ливней, быстро окатываются по поверхности, вызывая сели и непомерное "вздутие" речек. Регуляторами стока воды в речках степной зоны нередко являются сравнительно крупные озерные бассейны.

Хакасия богата озерными водоемами и болотами различного типа. Озера изобилуют в гольцовой и степной зонах. В горно-таежной зоне, в ее подзоне, прилегающей к гольцовой, озерных водоемов практически нет. Озера в гольцовой и предгольцовой зонах либо экзарационные, либо морено-подпрудные, воды ультрапресные и практически не содержат растворенных солей.

Озера степной и горной лесостепи сформировались в дефляционных котловинах. Наиболее крупные озера (Белё, Шира, Иткуль и др.) образовались в котловинах выдувания, оформившихся на месте синклинальных структур. Много мелких озер сформировалось на молодых поверхностях денудационного выравнивания, сформировавшихся на выходах гранитоидных тел (оз. Доможаково и др).

Воды многих бессточных или слабопроточных озер степной зоны соленые и горько-соленые. Наиболее засоленными являются воды озер, котловины которых выработаны в красноцветных песчаниках верхнего девона, в эффузивах нижнего девона и в каменноугольных отложениях (оз. Шира, оз. Белё, оз. Матарак, оз. Шунет).

Болота представлены верховыми (возвышенными), низинными и промежуточными типами и различны по своему происхождению.

Болота на эквипленных поверхностях гольцовой зоны большей частью моховые, а их формирование обусловлено большим количеством атмосферных осадков, близостью слабо- и водонепроницаемых коренных пород и слабой водонепроницаемостью покрова рыхлых отложений, изобилующих глинистыми частицами.

В степной зоне распространены лишь низинные болота. Здесь заболочены ложа почти всех крупных долин рек Карым, Сон, Туим, Тюрим и др. Большим распространением в степной зоне пользуются болота, образовавшиеся вследствие зарастания озерных водоемов (Марекульское и Марченгашское болота). Эти болота преимущественно травяные, осоковые и камышевые.

На большей части территории Северной Хакасии господствует резко континентальный климат. Лето здесь непродолжительное и жаркое. В степной зоне в июльские солнечные и безветренные дни каменистые песчаные почвы нагреваются на поверхности до +50?С, а температура воздуха доходит до +35 - 37?С. Зато летние ночи в ясную погоду прохладные, температура воздуха иногда снижается до 0?С, а в первой половине июня бывают заморозки. Зимы продолжительные и сравнительно холодные. Годовая амплитуда колебания температуры достигает 85?, а суточная - 30?.

Атмосферные осадки степной и лесостепной зонах выпадают, главным образом, в летнее время, в гольцовой и горно-таежной зонах преимущественно осенью и в первой половине зимы.

Общее годовое количество атмосферных осадков сильно отличается в направлении от гольцовой зоны к степной.

Основными факторами, определяющими климат Хакасии, являются циклонные ветры, которые двигаются к Минусинской котловине с юго-запада и несут с собой влагу.

В пределах Северной Хакасии отчетливо выделяются гольцовая, горно-таежная и степная ландшафтные зоны, характер растительности, в которых существенно различается. Резкой границы между зонами нет, и можно выделить ряд переходных зон.

Гольцовая зона занимает сравнительно небольшую площадь в осевой части Кузнецкого Алатау. На этих участках среди каменных морей поверхности глыбы покрыты лишайниками, в местах скопления мелкообломочного материала поселяются мхи, горная осока, карликовая ива и береза; на каменных реках и скальных выступах - бадан; на склонах с делювием - черника и другие виды растений.

В предгольцовой зоне развиты альпийские луга, заросли карликовой ивы и березы, на пониженных участках и обводненных склонах - густые заросли ольхи. Местами участки покрываются угнетенной древесной растительностью (ель, пихта).

Гипсометрически ниже располагается подзона высокогорной лесостепи. Для нее характерно сочетание участков развития лесной растительности в виде гряд и островов кедра, пихты и горных лугов. По ручьям и на сильно заболоченных участках местами значительные площади заняты зарослями ольхи. Также здесь встречаются белая береза и рябина. Травяной покров в этой подзоне густой и высокий. На участках, лишенных лесной растительности и обводненных, произрастают пырей и осока; на более сухих - разнотравье; на залесненных участках густой травяной покров образуют папоротники. В этих местах много черемши, черники, смородины, жимолости, брусники и др.; встречаются золотой и маралий корни.

Горно-таежная зона характеризуется в основном сплошным лесным покровом. Ближе к осевой части Кузнецкого Алатау распространены кедровые, пихтовые, кедрово-пихтовые леса; местами, ближе к горной лесостепи, обособляются массивы сосны. В приближении к лесостепной зоне начинает преобладать лиственница. Постоянно встречаются береза, рябина, ива и некоторые другие виды древесной растительности. Травяной покров высокий, иногда превышает рост человека, но в густых лесах он низкий и редкий.

В лесостепи и в горной лесостепи склоны южной экспозиции в основном лишены лесной растительности и покрыты невысокими травами. Северные склоны залесены (лиственница, береза, сосна и др.) и характеризуются высоким травяным покровом. На заболоченных участках растут моховка, красная и черная смородина, на незалесенных склонах - клубника, а на залесенных грибы.

Степная зона практически лишена лесов, которые встречаются здесь лишь в виде оазисов. Травяная растительность низкая и ксерофитная.

За последние тысячелетия лес наступает на степь и сравнительно быстро идет сокращение размеров степной зоны, что является доказательством смены былого аридного климата полуаридным.

Животный мир Северной Хакасии богат и разнообразен. В таежной и предгольцовой зонах встречаются медведи, лоси, маралы, косули, рысь и росомаха. Их пушных много соболя. Белки, зайцев, бурундуков. В лесостепной зоне водятся косули, зайцы, лисы, барсуки, суслики, хорьки, бурундуки. Изредка встречаются волки, в том числе и завезенный сюда красный волк. В степной зоне освоились зайцы-русаки. Много здесь лис и сусликов; в озерах и болотах водится ондатра.

Пернатый мир также разнообразен. В гольцовой части водятся кеклики, местами много глухарей, рябчиков (преимущественно в предгольцовой и таежной зонах), тетеревов (в основном в лесотстепи), куропаток (в степи и лесостепи) и других мелких птиц. Весной прилетают утки, болотные курочки, другая водоплавающая и болотная дичь, ласточки, журавли. На некоторых озерах живет большая красная утка - турпан.

В водах рек и озер водится рыба - хариус, ленок, таймень (в горных реках), налим, слец, корюшка, щука, окунь, карась, линь, карп. В последние годы в озерные водоемы запущено много иных видов рыб, завезенных из других областей страны (пелядь, омуль, лещ, горбуша и др.).

В связи с развитием промышленности и нерациональным хозяйствованием местная фауна и флора остро нуждаются в защите.

Коренное население Северной Хакасии представлено хакасами, проживающими главным образом в мелких поселках: Аргыстар, Топаново, Хазыл-Ал и др. Они специализируются на скотоводстве, выращивании племенных пород крупного рогатого скота, овец. Большая часть населения представлена русскими, украинцами, немцами занята в земледелии и местной промышленности. В райцентре Шира, представляющем собой поселок городского типа, имеется крупный молокозавод, элеватор, деревообрабатывающий комбинат, железнодорожная станция, автобаза. В поселке Коммунар действует золотой рудник, в пос. Туим - завод по обработке цветных металлов.

Развитие экономики района определяется его природными ресурсами. Обширные сухие степи, которые большей частью зимой не покрываются снегом, издавна ориентировали людей на развитие пастбищного скотоводства, главным образом, овцеводства. В период освоения целинных земель многие пастбища были распаханы под поля, на которых выращивается корм для скота и зерновые.

Значительную роль в экономике района играют его лесные богатства, а также богатства земных недр: россыпные и рудные месторождения золота, меди, молибдена и вольфрама.

Район пересекается железной и асфальтированной шоссейной дорогами Ачинск - Абакан. Близ восточной границы полигона проходит автомагистраль Красноярск - Абакан. В степной зоне имеется густая сеть хороших грунтовых дорог.

2. Стратиграфия

Территория восточного склона Кузнецкого Алатау, Батеневского кряжа и Чебаково-Балахтинской впадины, характеризуется наиболее полными и богатыми органическими остатками, разрезом венда кембрия и девона, принятыми за стратотипы или парастратотипы многих важнейших биостратиграфических схем верхнего докембрия и нижнего палеозоя Алтае - Саянской области.

Стратиграфическая схема:

Вендская система

Таржульская свита

Палеозойская эратема

Кембрийская система

Нижний отдел

Колоджульская и тунгужульская свиты (объединенные)

Ефремкинская свита

Средний отдел

Безымянная свита

Кошкулакская свита

Девонская система

Нижний отдел

Нижнематаракская толща

Придорожная толща

Марченгашская толща

Средний отдел

Сарагашская свита

Бейская свита

Верхний отдел

Ойдановская свита

Кайнозойская эратема

Четвертичная система

Средний отдел

Верхний отдел

Ниже представлено более подробное описание стратиграфических подразделений:

Вендская система

Таржульская свита впервые выделена в 1960 году Г.А Иванкиным площадной стратотип свиты расположен на участке от устья ручья Таржуля - правого притока реки Белый Июс до верховья реки Тюрим. Свита широко распространена в районе рудника Коммунар в басейне реки Большая Сыя в замке и на крыльях Сыйской синклинали, в верховьях реки Тюрим на крыльях Кошкулакской синклинали, к западу от деревни Катюшкино, где она слагает ядро Катюшкинской синклинали, в окрестностях озера Власево, в логу Подтемном, в бассейне реки Сухая Ерба.

Свита, сложена доломитами пестрой окраски (белыми, желтовато-серыми, кремовыми) и различных текстурных особенностей, известковистыми доломитами. Мощность свиты изменяется от 200 м (лог Подтемный) до 2500 - 3000 м (устье Таржуля - верховье реки Тюрим).

Органические остатки в породах свиты представлены строматолитами и кольчатыми трубками. На территории геологического полигона ТГУ отложения данной свиты, представленные известняками, расположены в юго-западной части небольшим выходом на границе Сохочулского комплекса сиенитов и колоджульской свиты.

Палеозойская эратема

Кембрийская система

Нижний отдел

Тунгужульская свита: впервые выделена Г.А. Иванкиным и др. (1964). Стратотип свиты находится в правом борту руч. Тюрим, на южных склонах г. Малый Кошкулак в пределах Ефремкинской зоны. Выходы пород свиты встречаются на незначительных площадях по р. Белому Июсу и руч. Известковому в районе Ефремкино и в окрестностях рудника Юлин и Катюшкиной. В стратотипе свита представлена чередующимися горизонтами светлых доломитов, светлых и светло-серых водорослевых известняков, и реже, сёрых известняков. Её Мощность в этом разрезе составляв 750 м. На подстилающей таржульской свите залегает с параллельным несогласием, отделяясь от нее горизонтом осадочных брекчий, В кровле свитые стратотипическом разрезе а также в районе дер. Ефремкино встречены остатки трилобитов.

Колоджульская свита - также впервые выделена Г.А. Иванкиным и др. (1964) в разрезе г. Малый Кошкулак. Выходы пород колоджульской свиты известны также в правобережье р. Белый Люс в районе дер. Ефремкино в небольшом тектоническом клине. В стратотипическом разрезе свита расчленяется на три пачки и имеет мощность 640 м. Нижняя из них - эффузивно-карбонатная (базальты, глинистые известняки), средняя состоит из черных слоистых глинистых известняков, а верхняя имеет известняково-глинисто-песчанистый состав. В окраске пород преобладают серые и черные тона.

В разрезе по правому берегу р. Белого Июса мощность свиты сокращается до 100 м. Она становится красноцветной и сложена основными эффузивами в нижней части и красноватыми песчанистыми известняками в верхней.

На всех стратиграфических уровнях породы свиты содержат остатки трилобитов, реже - археоциат, хиолитов, водорослей, брахиопод, характерных для атдабанского и ботомского ярусов нижнего кембрия. Особенностью свиты является присутствие в ее составе трилобитового комплекса форм, характерных для чисто карбонатных разрезов, и форм обычных для карбонатно-глинистых фаций. Всюду на подстилающих породах тунгужульской свиты колоджульская залегает параллельно, без явных следов перерыва.

Ефремкинская свита впервые выделена Г.А. Иванкиным и др., в 1964 году в Кошкулакском разрезе в верховьях р. Тюрим, где она с конгломератом в основании, с размывом залегает на колоджульской свите. Ефремкинская свита сложена конгломератами черными плитчатыми слоистыми известняками, серыми глинистыми известняками и известковистыми сланцами. Мощность свиты в стратотипе достигает 130 м, увеличиваясь в окрестностях рудника Юлия до 1000 м, в районе Ефремкино и Катюшкиной (т.е. в обеих структурно-фациальных зонах) среди карбонатных пород свиты встречаются основные зффузивы и их туфы с линзами археоциатово - трилобитовых известняков. В окрестностях дер. Ефремкино и на Батеневеком кряже в составе свиты преобладают светлые массивные известняки с трилобитами и археоциатами.

Средний отдел

Безымянная свита впервые была выделена Г.А. Иванкиным и др., в 1964 г. в составе толщи грязно-зеленовато-серых песчаников, алевролитов и гравелитов, вскрывающихся в окрестностях Ефремкино, мощность ее на этом участке составляет около 400 м. В Кошкулакском разрезе безымянная свита представлена пачкой серых гравелитов и песчаников мощностью 30м и белыми известняками - 160м. Во многих пунктах (г. Колкулак, рудник Юлия, рч. Сухая Ерба и др), в породах свиты в большом количестве встречаются разнообразные трилобиты амгинского яруса среднего кембрия. На подстилающей ефремкинской свите безымянная залегает с резким фациальным переходом без видимого перерыва.

Кошкулакская свита также выделена Г.А. Иванкиным и др., в 1964 году как вулканогенная толща, сопоставляется с берикульской свитой западного склона Кузнецкого Алатау. В других пунктах района породы этой свиты достоверно не установлены, по вещественному составу свита представлена в основном андезитами и их лавобрекчиями, а в ее нижней части наблюдается маломощные прослои и линзы конгломератов, красноцветных косослоистых песчаников и алевролитов. Мощность свиты превышает 2 км. Возраст кошкулакской свиты по стратиграфическому положению условно датируется верхами среднего кембрия (майский ярус). На подстилающих безымянной и ефремккнской свитах кошкулакская залегает с размывом и конгломератом в основании.

Девонская система

Нижний отдел

Нижнематаракская толща широко развита в южном борту котловины оз. Иткуль, а также слагает западный и восточный берега оз. Матарак, где имеет тектонический контакт с нижнепалеозойскими докембрийскими отложениями, свита сложена преимущественно покровами и послойными телами базальтов, андезито-базальтов, трахиандезитов, их туфов, трахириодацитов с редкими прослоями терригенных пород. Ее видимая мощность в стратотипе не превышает 300 м.

Заметно типичные вулканогенные образования представляют собой в основном многочисленные сближенные потоки лабрадоровых порфиритов, разделенные пропластками аргиллитов и потоками базальтов при незначительной роли трахириодацитов и трахиандезитов (плагио - порфиров). Здесь с запада на восток континентальные вулканогенно-осадочные фации сменяются подводными, при этом растет полнота вулканогенных разрезов нижнего девона

Общая мощность отложений нижнематаракской толщи оценивается в 800 - 850 м. Находки отпечатков псилофитовой флоры плохой сохранности в двух линзах песчаников влево - и правобережье р. Карыш позволяют датировать возраст подсвиты, как раннедевонский.

Придорожная свита, выделена в 1973 г. Н.А. Макаренко и по литологическому составу расчленена на три пачки.

Раннедевонский возраст придорожной тощи надежно обоснован многочисленными находками ископаемой проптеридофитовой (риниофитовой) флоры. Доминирует вид Margophyton goldsmidti (Halle) Zach., который встречается практически во всех выявленных месторождениях.

По наблюдениям, на данном участке вскрыты самые верхние пласты придорожной толщи имеющей субширотное простирание с падением слоев на север под углом 10-15° Схематический послойный разрез, следующий (снизу вверх):

1 Тонкоплитчатые желтовато-серые песчаники, переслаивающиеся с алевролитами и аргиллитами, содержащими отпечатки проптеридофитов (риниофитов) хорошей сохранности, > 10 м

2 Серые известняки с различными структурно-текстурными особенностями. В восточной части это строматолитовые желваковые образования, на западном окончании и в центре линзы, прослеженной по простиранию на 500 м, - массивные, участками слабо слоистые породы с оригинальной трубчатой макротекстурой, 0,2-2,0 м

3 Кремовые песчаники и алевролиты с отпечатками риниофитов плохой сохранности, 3-8 м

4 Сиреневые псефито-псаммитовые туфы трахитов, 7-9 м

5 Желтовато-серые плитчатые песчаники с линзой розовато-серых окремненных известняков близких по строению к слою 2, 25 м

Темно-серые до черных долериты марченгашской толщи мощностью более 30 м со скрытым несогласием перекрывают карбонашо-терригенные отложения придорожной толщи.

Среди корбанатных пород выявлены две наиболее характерных генетических типа.

1 тип - строматалитовые постройки со сложной внутренней слоистостью, окремненные. Строматолиты имеют форму желваков диаметром до 20 см с унаследованной слоистостью и соответствуют форме Collenia undosa. В постройках наблюдаются строматоктоидные текстуры заполнения пустот, участки дробления слоистых осадков и окремнения. В редких случаях в строматолитовых постройках в виде корочек, желвачков (диаметр около 1 мм), или единичных нитей булавовидной формы присутствуют известковые синезеленые водоросли рода Hedstroemia.

2 тип - известняки пелитоморфные темно-коричневые, участками слабо слоистые, содержащие многочисленные трубчатые образования. Макроскопически "трубки" имеют различную конфигурацию: прямые, слабо изогнутые, извилистые, дихотомически разветвляющиеся. Длина "трубок" варьирует в широких пределах: от нескольких мм до 2-3 см, максимальный диаметр в раздувах достигает 0,5 см. Отчетливо различается центральная часть "трубок", выполненная молочно-белым кальцитом. Внешняя темно-коричневая оболочка сверху дезинтегрирована, Центральная часть трубок может быть выщелочена.

Под микроскопом известняки тонкозернистые с включением дисперсных примесей глинисто-органического вещества, гидроксидов железа, кремнистого и вулканогенного материала. Известняки содержат образования не только трубчатой, но и других форм (порой весьма причудливых), имеющих аналогичное внутреннее строение. Контуры поперечного сечения трубок в шлифах очень разнообразные: извилистые, ломаные, фестончатые, реже правильно сферические.

Внешняя оболочка, пропитанная гидроксидами железа, неравномерной толщины (0,05-02 мм). Внутренняя часть трубок характеризуется неоднородным, зонально-концентрическим строением. Рост удлиненных кристаллов происходил от периферии к центру, перпендикулярно к поверхности нарастания, что сближает эти образования с секрециями. В некоторых трубках тонкодисперсное органическое вещество пигментирует границы удлиненных зерен кальцита, создавая иллюзию септ, что приводит исследователей к ошибочным выводам о коралловой природе трубок.

По периферии трубок происходило отложение сингенетичных инкрустационных зерен кальцита, замутненных, буроватого оттенка из-за рассеянного в них небольшого количества тонкодисперсных примесей. Толщина таких оболочек около 0,2 мм. Иногда примеси располагаются по отдельным концентрам, зонально. Центральная часть может быть выполнена разно кристаллическим кальцитом, одним крупным зерном более поздней генерации или кремнистым материалом. Происхождение инкрустируемых полостей не совсем ясно. Возможно, часть трубок могла возникнуть как результат жизнедеятельности илоедов или червей. Наблюдается определенное внешнее сходство с трубчатыми образованиями, возникшими в результате сверления дна водоема червями Palaeosabella, и норами сверлящих червей Trypanites.

Сравнительный анализ литературных данных и просмотр петрографического материала не выявили близких по микростроению образований и не прояснили генезиса карбонатов. Это удалось сделать благодаря находке среди отобранных образцов известняков, содержащих многочисленный растительный детрит риниофитов.

Риниофиты внешне были больше похожи на водоросли, чем на высшие растения: корни и листья отсутствуют, строение примитивное. Слабо разветвленные стебли с центральным ядром заполнены сплошной клеточной тканью и покрыты со всех сторон колючками. Находка инкрустированных карбонатом фрагментов риниофитов и многочисленные инкрустации, выполняющие разнообразной формы полости в известняках 2 типа, позволяют предположить, что захоронению и сохранности детрита способствовали специфические процессы карбонатонакопления, близкие к процессам, формирующим известковые туфы (травертины). Структура современных известковых туфов характеризуется присутствием тонкозернистого кальцита и концентрических корок, инкрустирующих обычно обломки пород, растительные и органические остатки, после разложения которых остаются пустоты различной формы, в том числе и трубчатой.

Описанные трубчатые образования характерны только для данного местонахождения в других, в том числе строматолитовых, линз нижнедевонских известняков за пределами участка они пока не обнаружены.

Наблюдается совмещение в пространстве на одном стратиграфическом уровне, фонтанальных (источниковых) и лимнических (озерных) карбонатных отложений. Первые могли быть сформированы под воздействием минерализованных подземных вод, тесно связанных с активным вулканизмом, вторые - за счет жизнедеятельности водорослево-бактериальных сообществ и последующих процессов фоссилизации. [5]

Нижняя пачка представлена переслаивающимися пестроцветыми осадочными и вулканогенными образованиями конгломератами, гравелитами, песчаниками, алевролитами, аргиллитами, кремнистыми туффитами, пепловыми и гравийными туфами тракиандеэитов - трахириодацитов. Среди них выявлено несколько маломощных горизонтов строматолитовых известняков. Конгломераты содержат окатанные обломки туфов, трахиандезитов, базальтов, гранитов, нодмаркитов, что свидетельствует о размыве не только пород додевонского фундамента, но и отложений нижнематаракской толщи. В пределах пачки известны 6 местонахождений псилофитовой флоры с уникальными по полноте и степени сохранности индивидами. Общая мощность нижней пачки изменчива и не превышает 340 м. На территории полигона нижняя пачка придорожной толщи прослеживается практически параллельно руч. Сохочул в центральной части карты проведения практик, и согласно залегает с нижнематаракской толщей. Отложения представлены чередованием цветных конгломератов с туфогенными песчаниками, алевролитами.

Средняя пачка - придорожной свиты в основании содержит прерывистые маломощные горизонты строматолитовых известняков, выше преобладают мелко и тонкозернистые бурые и кремовые песчаники, грязно-желтые алевролиты, очень редко гравелиты и известковые разности перечисленных терригенных пород, часто встречаются пластовые тела базальтов, количественная роль которые возрастает в юго-западном направлении. В составе пачки известно четыре местонахождения псилофитовой флоры раннего девона. Мощность средней пачки изменчива (80 - 240 м) и закономерно уменьшается в восточном направлении. На территории полигона отложения данной пачки, представленные чередованием туфогенных песчаников, алевролитов с покровами базальтов, расположены севернее руч. Сохочул и согласно залегают на нижней пачке придорожной толщи.

Верхняя пачка представлена бурыми, грязно-желтыми, кремовыми реже желтовато и зеленовато-серыми известково-кремнистыми алевролитами, аргиллитами, песчаниками. В ее подошве и кровле закартированы маркирующие линзообразные тела красноцветных гравийных туфов трахиандезитового состава, мощностью до 15 м. Нижний горизонт туфов основании содержит пластовое тело лавобрекчий базальтов, в пустотах и трещенах которого включения пиробитумов. В окремненных известняках известно лишь одно местонахождение флоры, представленное раннедевонскими псилофитами. Мощность верхней пачки изменчива и не превышает 150 м.

Марченгашская толща впервые выделена в 1958 году в районе ст. Шира Б.Н. Красильниковым, где она состоит преимущественно из базальтов, андезито-базальтов, с прослоями красноцветных песчаников, гравелитов и конгломератов Эти вулканиты со скрытым несогласием залегают на отложениях верхней пачки придорожной толщи. Породы смяты в складки в приразломных зонах интенсивно окварцованы, гематитизированы и алъбитизированы, напоминая по внешнему облику плагиопорфиры. Обильны силлы долеритов. В линзе красноцветных песчаников в централь ной части лавового поля найдены отпечатки нижнедевонской псилофитовой флоры (местонахождение Марченгашское). В верхней части толщи, в районе оз. Круглого, в линзе красноцветных песчаников, в непосредственной близости от мергелей сарагашской свиты, несогласно перекрывающих вулканиты, обнаружен выдержанный прослой лавовых туфов трахиандезитов. Мощность марченгашской толщи оценивается в 450-550м.

Средний отдел

Сарагашская свита выделена В.С. Мелещенко в Северо-Минусинской впадине в районе с. Сарагаш на левобережье Енисея. В пределах полигона наблюдается трансгрессивное залегание сарагашекой свиты на породах нижнего девона, фиксирующее так называемый "предживетский перерыв". В основании свиты местами отмечается базальный пласт гравелитов мощностью до 1 м. В то же время сарагашские отложения согласно перекрываются известняками бейской свиты.

Прекрасно выделяющиеся в рельефе крупные желтые куэсты сарагашской свиты, хорошо прослеживаются в котловинах озер Аврас и Балган, Иткуль, южнее оз. Шира, где она представлена серовато - желтыми, серыми, зеленовато-серыми алевролитами, разнозернистыми кварц - полевошпатовыми, кварцевыми песчаниками с карбонатным и железистым цементом, аргиллитами, мергелями, известняками. Мощность свиты меняется от 150 - 160 м до 300 м.

Бейская свита выделена Н.А. Беляковым, В.С Мелещенко в 1953 году. Представлена она главным образом сероцветными известняками различных оттенков, массивными, толстоплитчатыми местами окремненными, пелитоморфными. Известняки переслаиваются с тонкоплитчатыми доломитами, зеленовато-серыми мергелями, мелко-среднезернистыми известковыми песчаниками серого и желтовато-серого оттенков, алевролитами и аргиллитами. Бейская свита, в отличие от сарагашской, очень богата брахиоподами, гастроподами, остракодами, конодонтами, кораллами верхне живетского возраста. На территории полигона бейская свита согласно залегает на сарагашской свите, и представлена отложениями известняков, песчаников и аргиллитов.

Верхний отдел

Ойдановская свита выделена впервые В.С, Мелещенко в 1956 году возле улуса Ойданов на р. Тея, где она согласно залегает на бейских отложешищи также согласно перекрывается кохайской сьитой. Породы свиты легко выветриваются, поэтому к ней обычно приурочены понижения рельеф, иногда занята озерами (оз. Шира). Ойдановская свита сложена красноцветными континентальными отложениями: алевролитами, аргиллитами, иногда гравелитами, нередко с косой слоистостью. Контакт между бейской и ойдановской свитами прекрасно фиксируется в южном борту котловины оз. Шира близ шоссе Шира - Абакан по смене светло-серых известнякош красноцветными песчаниками. Мощность ойдановской свиты меняется от 200 до 600м.

Кайнозойская эратема

Четвертичная система

Неоплейстоцен

Нижнее звено представлено аллювием долин в горной части полигона и в долинах рек Белый и Чёрный Июс. Аллювий, на выходе рек во впадину слагает обширные дельты, которые, сливаясь, формируют пологонаклонные равнины. Аллювий представлен русловой и пойменной фациями. Русловая фация сложена хорошо окатанным косослоистым галечником с линзами песка и глин общей мощностью до 15 м. Пойменная фация состоит из гуммированных глин со слоями песков мощностью от 1 до 5 м в долинах и до 15 м во впадине.

Верхнее звено объединяет чибитский, чибитско-бельтирский горизонты нерасчленённые, аскемский горизонт, ледниковые и флювиогляциальные отложения, аллювий первой надпойменной террасы.

Верхнее звено нерасчленённое включает эоловые лёссовидные суглинки мощностью до 3 м, выделенные в Кольцевом логу около пос. Малая Сыя. Под ними в погребённых почвах известна палеолитическая стоянка с костными остатками бурого медведя, шерстистого носорога, оленя с возрастом 34 500 ± 450 лет.

Голоцен объединяет озёрно - биогенные, пойменные отложения и техногенные и нерасчленённые образования.

Озёрно-биогенные отложения представлены песками, суглинками, глинами и маломощными торфяниками общей мощностью до 5 м, распространёнными в окрестностях озёр на аллювии дельт и на высокой голоценовой пойме.

Пойменные отложения распространены в долинах всех рек, где представлены пойменными и русловыми фациями общей мощностью до 5 м. Их формирование происходит и в настоящее время.

Нерасчленённые образования распространены на склонах и поверхностях выравнивания и представлены элювиальными, делювиально-пролювиальными, делювиально-солифлюкционными, солифлюкционными, десерпционными, делювиально-десерпционными и коллювиальными отложениями в виде глыб, щебня, дресвы интрузивных, эффузивных и осадочных пород, нередко погруженных в песчано-суглинистый матрикс с общей мощностью от 5 до 25 м.

Отложения озёр и болот приурочены к озёрным котловинам и долинам рек. Представлены они тёмными, порой минерализованными глинами, илами, а также песком, гравием и мелкой галькой, исходным материалом, для которых послужили вмещающие породы. В котловинах озёр Фыркал, Чёрного встречаются заболоченные участки с торфяником, мощность которого местами превышает 2 м. В котловинах озёр Шира, Шунет, Утичьих, Туе формируются грязевые отложения, используемые в бальнеологических целях. На водоразделах в Кузнецком Алатау и Батенёвском кряже встречаются болота с маломощными торфяниками.

Формирование пойменных, русловых, озёрных и болотных отложений происходит и в настоящее время. На этих отложениях и других почвообразующих породах формируются почвы, завершающие стратиграфическую колонку.

Четвертичные отложения представлены довольно большим разнообразием почв. Бурые лесные почвы (неоподзоленные) с небольшими контурами дерново-подзолистых почв в поясе тёмнохвойных лесов сменяются на склонах южной экспозиции в лесостепном поясе (с. Малая Сыя) дерновыми лесными маломощными почвами, чернозёмами обыкновенными и южными. По северной границе полигона, от с. Чебаки и с. Секта до озер Рейнголь и Чёрное (горная лесостепь), горные тёмно-серые почвы сменяются перегнойно-карбонатными почвами и чернозёмами выщелоченными высокогумусными. А по южной границе - от с. Беренжак до с. Мендоля и пос. Туим - тёмно-серые и серые лесные почвы чередуются с черноземами выщелоченными. Далее на восток по Батенёвскому кряжу почвенный покров лесостепи дополняется значительной долей обыкновенных чернозёмов. Горные бурые лесные почвы формируются на крутых склонах, покрытых маломощным суглинисто - щебнистым делювием коренных пород. В Кузнецком Алатау и его отрогах, а также в Батенёвском кряже под парковыми лиственными лесами формируются весьма своеобразные по морфологии и химизму высокогумусные почвы, выделяемые в качестве самостоятельного типа горнолесных чернозёмовидных почв. Наглядную картину распространения разновозрастных отложений на данной территории можно наблюдать на геологической карте района.

3. Интрузивные образования

Изучаемый район изобилует магматическими образованиями различного состава и возраста. В соответствии с принятой схемой интрузивного магматизма (Васильев 1987) ниже описываются:

1. Когтахский двухфазный комплекс монцодиоритов, габбро и пироксенитов среднего-позднего кембрия

2. Уленьтуимский трехфазный комплекс батолитовых гранитоидов позднего кембрия-ордовика

3. Сохочульский комплекс щелочных сиенитов-нордмаркитов раннего девона

4. Дайковый комплекс пестрого состава раннего девона.

Когтахский двухфазный комплекс монцодиоритов, габбро и пироксенитов среднего - позднего кембрия. Комплекс выделен Б.А. Тимофееским в 1937 году с петротипом на г. Когтах и детально описан Ю.Д. Скобелевым, С.Л. Халфиным, В.Д. Хомичевым. По данным А.П. Кривенко (1977) когтахский комплекс сформировался в результате двух фаз внедрения базитовой магмы и является петротипом габбро-монцодиоритовой формации. В строении когтахского лопалита принимают участие меланобазиты первой и лейкобазиты - второй фаз внедрения.

Первая фаза представлена оливин - авгитовыми и авгитовыми габбро с вариациями до пироксенитов и анортозитов. Главными минералами являются лабрадор-битовнит и титанистый авгит, в основных разностях появляются оливин и бронзит. Бурая и зеленая роговая обманка (а также биотит) реакционно замещают пироксен. Структура пород габбровая. Для пород фазы характерны планпараллельные текстуры, позволяющие установить концентрически-зональное строение лополита.

Вторая фаза в петротипе представлена двупироксеновыми монцодиоритами, дающими переходы к габбро и сиенитодиоритам. Характерной особенностью пород Когтаха является широкое развитие в них постмагматического биотита, обогащенность магнетитом, апатитом и сфеном. Биотит слагает крупные чешуи, субпараллельное расположение которых создает планпараллельную текстуру пород. Когтахские габброиды отличаются высокой магнитностью. Объем когтахского комплекса спорен. По представлениям Б.Д. Васильева (1981) комплекс включает три фазы.

Геологический возраст когтахского комплекса определяется его интрузивными контактами на южном сколоне г. Кошкулак с вулканитами кошкулакской свиты среднего кембрия. В свою очередь, когтахские габброиды прерваны гранитоидами аскизского и уленьтуимского комплексов. Эти данные позволяют дотировать время становления когтахского комплекса средним - поздним кембрием.

Уленьтуимский трехфазный комплекс батолитовых гранитоидов позднего кембрия - ордовика.

Комплекс выделен под названием Уленьтуимской интрузии Б.А. Тимофеевским (1937). В его составе выделяется три фазу внедрения.

Первая фаза представлена мелко - среднезернистыми серо-зелеными роговообманковыми диоритами и кварцевыми диоритами.

Вторая фаза распространена наиболее широко, представлена крупнозернистыми порфировидными биотит - роговообманковыми гранитами и гранодиоритами.

Третья фаза уленьтуимского комплекса контролируется трещинной прототектоникой массивов второй фазы и представлена дайками, мелкими штоками и залежами. туф известковый магматический горный

Породы третьей фазу представлены мелкозернистыми гранитами, переходящими в аплиты и пегматиты в пределах одного тела.

Уленьтуимский комплекс батолитовых гранитоидов моложе когтахского комплекса и древнее щелочных сиенитов сохочульского комплекса, что позволяет дотировать его кембро-ордовикским возрастом. Не исключено, что третья фаза комплекса является самостоятельной молодой гипабиссальной интрузией.

Сохочульский комплекс щелочных сиенитов - нордмаркитов раннего девона выделен Б.Д. Васильевым (1972) и объединяет ассоциацию габбро щелочных сиенитов, нордмаркитов, граносиенитов и гранитов, приуроченную к поперечным зонам растяжения до девонского складчатого комплекса.

Сохочульская зона размещения интрузивных пород, выделяемая в центральной части района, имеет северо-западное (330?) простирание и длину до 40 км при ширине 10 - 15 км. Она является поперечной по отношению к простиранию додевонских складчатых структур района.

В пределах сохочульской зоны интрузивные массы имеют преимущественно северо-восточное или субширотное простирание, т.е. поперечное к простиранию зоны в целом, свидетельствующее об обстановке растяжения в момент формирования тел габбро - сиенитовой ассоциации. С юга-востока на северо-запад в массивах комплекса закономерно увеличивается кислотность и снижается щелочность. Сохочульский комплекс имеет, по меньшей мере, двухфазное строение.

Первая фаза представлена офитовыми габбро на юге и мелкозернистыми порфировидными габбро - диоритовыми на севере, а вторая фаза - нефелиновыми сиенитами, двуполевошпатовыми сиенитами, красными граносиенитами. Возраст Сохочульского комплекса считается раннедевонским.

В сохочульской зоне придорожный массив граносиенитов перекрыт туфами трахиандезитов, слагающими сохочкльскую свиту быскарской серии.

Проявление сохочульского габбро-сиенитового комплекса в трёх зонах сопровождается различной рудной минерализацией.

Нижнедевонский субвулканический комплекс пестрого состава включает три типа субвулканических тел.

В Сохочул-Ширинском районе долеритовые тела максимально распространены среди вулканитов марченгашской толщи. Мощности тел до 10 - 15 м, протяженность до 1000 - 2000 м, форма линейная, порой подковообразная.

Интрузивная природа долеритовых тел доказывается наличием маломощных апофизов, присутствием ксенолитов осадочных пород, зонам закалки и ороговикования, расщеплением осадочных пород под "напором" внедрявшегося расплава. Вместе с тем, местами наблюдаются многочисленные пустотки и миндалины размером до 10 - 15 мм, заполненные кальцитом, хлоритом, пренитом, милонитом.

Второй тип субвулканических пород представляют штоки и дайки плагиоклазовых базальтов, в которых содержатся только лабрадор-битовнитовые вкрапленники, погруженные в интерсальную или пилотакситовую основную массу с обильными микролитами основного плагиоклаза. Плагиобазальтовые штоки да 100 х 60 м, дайки северо-западного простирания закартированны на площади распространения пород придорожной и марченгашской толщ.

Третий, наиболее поздний тип представлен дайками и небольшими штоками, редко субсогласными телами трахириодацитов, которые ранее были описаны как кварцевые микросиениты - порфиры. Серия сближенных даек северо-западного простирания, мощностью до 5 - 7 м, на отдельных участках имеющих кольцевую форму, прослежена с правого на левый борт, в средней части Сохочульского лога. Эти дайки прорывают силы долеритов и вмещающие породы нижнематаракской, придорожной и даже марченгашской толщ. Трахириодациты имеют кирпично-красный цвет и содержат мелкие вкрапления кислого плагиоклаза, реже КПШ, а также выделения вторичного кварца. Основная микропойкилитовая масса состоит из аллотриоморфных зёрен кварца, кислого плагиоклаза и калишпата, проросших лейстами альбита.

Приведённые материалы позволяют рассматривать субвулканические породы в качестве корневых образований вулканогенных толщ, составляющих средние и верхние части стратиграфического разреза быскарской серии нижнего девона. При этом приходится предполагать возможность наличия толщи после марченгашских кислых вулканитов (трахилипаритов, трахириодацитов), которые на рассматриваемой территории денудированы во время предживетского перерыва.

4. Тектоника

Полигон учебных практик находится в области сочленения трех крупных геолого-тектонических структур юга Сибири - восточного склона антиклинория Кузнецкого Алатау, Батеновского кряжа и Северо-Минусинской межгорной котловины, в строении которых принимают участие нижний додевонский складчатый комплекс салаирид и верхний рифтогенно - депрессионный комплекс герцинид.

Додевонкий комплекс восточного склона Кузнецкого Алатау и Батеневского кряжа (салаириды) представлен рефей-венд-кембрийскими отложениями, собранными в линейные складки, осложненные разноориентированными разломами и прорванные разнообразными интрузивными комплексами рефейского и кембро-ордовикского возраста.

Рифтогенно-депрессионный комплекс герцинид сложен отложениями верхнего силура, девона и нижнего карбона, собранными в простые брахиформные складки штампового типа, также осложненные разломами и прорванные интрузивными породами. Нижний и верхний комплексы разделены крупными региональными перерывом в осадконакоплении и представляют собой самостоятельные структурные этажи.

На территории полигона достаточно широко развиты складчатые структуры. Всего закартировано шесть складок первого порядка.

Ширинская синклиналь представляет собой линейную складку, вытянутую в субширотном направлении от предгорной части Кузнецкого Алатау (левый борт р. Сохочул) до степной водораздельной зоны между озерами Березовым и Камышовым. В ядре синклинали обнажаются породы придорожной толщи, саргашской и байской свит. Углы падения крыльев составляют 15 - 25?.

Придорожная синклиналь расположена севернее Ширинской синклинали, характеризуясь аналогичным простиранием оси, которая в районе оз. Камышового уходит за пределы полигона. В ядре антиклинали на всем её протяжении картируется пестроцветные породы нижней пачки придорожной толщи. Складка ассиметричная с более крутым юго-восточным крылом (до 50 - 60?) и относительно пологим северо-западным (20 - 35?).

Безыменная мульда представляет собой ассиметричную брахиформную складку, открытую на северо-восток, с небольшими углами падения крыльев (10 - 20?). Ось складки имеет сложную конфигурацию при преобладающем северо-восточном простирании. В ядерной части мульды вскрываются вулканиты марченганской толщи, содержащие крупные линзы грубозернестых песчаников, гравелитов и конгломератов.

В северной части полигона выделены еще три крупные складки первого порядка - Придорожная антиклиналь, полностью расположенные в пределах Марченгашского лавового поля и имеющие в целом северо-восточное простирание осей при относительно небольших углах падения крыльев (не более 30 - 35?, в среднем 15 - 20?).

Перечисленные складки имеют длину до 7-8 км (в пределах полигона) при ширине 2-5 км.

Все крупные пликативные структуры осложнены складками более высоких порядков. Так, Придорожная антиклиналь осложнена двумя сопряженными складками второго порядка - Сохочульской антиклиналью. Их оси веерообразно сочленяются осевой линией основной структуры при длине 3,5-4,2 м.

В пределах полигона заметно распространены дизъюнктивные нарушения, наиболее крупные из которых получили собственные названия. К таким тектоническим структурам относятся Сохочульский и Центральные разломы.

Сохочульский разлом имеет продольный (субширотный) характер и приурочен к долине р. Сохочул в его среднем и нижнем течении. Он полностью перекрыт чехлом четвертичных отложении. Следует отметить, что это нарушение протягивается далеко на восток вплоть до южного берега оз. Иткуль, где его вертикальная амплитуда определяется путем наблюдения над "сдвоенном" выходов саргашской свиты среднего девона.

Центральный разлом приурочен к узкой, хорошо выраженной в рельефе долине, которая прослеживается в диагональном (по отношению к простиранию структур) направлении от долины р. Сохочул до восточной оконечности оз. Круглого. Долина этого разрыва не менее 7,5 км, вертикальная амплитуда перемещения блоков достигает 150-200 м. Вдоль разломы фиксируются интенсивной раздробленностью эффузивов с образованием мелких пликативных структур высших порядков. Здесь же отмечены многочисленные опережающие трещины и зоны метасоматических изменении вулканитов - альбитизации, гематизации, местами окварцевания.

Значительный интерес представляют поперечные (субмередиальные) относительно малоамплитудные нарушения. Серия таких разломов фиксируется в левобережье р. Сохочул в центральной части полигона. Величины вертикальных смещений колеблются от 10-20 до 100 - 130 м. Они хорошо опознаются на местности и определения их вертикальных амплитуд не представляет особых затруднении. Более наглядное представление о тектоническом устройстве района можно получить из тектонической схемы территории, сделанной на основе геологической карты.

5. История геологического развития

Полигон прохождения учебной геологической практики ТГУ ГГФ включает в себя юго-западную часть Северо-Минусинской впадины и ее горного обрамления (Кузцецкий Алатау и Баженовский кряж), можно выделить 2 структурных этажа, соответствующих определенным этапам тектонического и геодинамического развития.

Первый структурный этаж сложен породными комплексами венда и кембрия. Они дислоцированы в одном плане, расчленены разломами на отдельные блоки. Предполагается, что вендское осадконакопление происходило в эпиконтинентальных озерно-морских бассейнах и лагунах с повышенной соленостью вод, что привело к формированию пестроцветных, нередко фосератоносных и баритоносных пород.

В раннекембрийское время происходит трансгрессия морского бассейна и накопление в раннем и среднем кембрии мелководных терригенно-карбонатных толщ (тунжульская, колодужульская, ефремкинская, безымянная свита). Кембрийские отложения характеризуются пестротой состава, быстрой сменой фаций, незначительными площадями распространения и содержат покровы базальтов (колодужульская, ефремкинская свиты). Эти толщи с размывом и конгломератами перекрываются кошкульскими(берикульскими) андезито-базальтовыми и андезитовыми вулканитами, содержащими маломощные прослои и линзы красноцетных косослоистых песчаников и алевролитов, которые несут признаки формирования в мелководных и наземных условиях.

В позднекембрийское и, возможно, раннеордовикское время в регионе появились интенсивные складчатые, шарьяжные и блоковые дислокации, сопровождающиеся внедрением многочисленных интрузий пестрого состава. Эта тектоно-магаматическая активизация может быть увязана со скручиванием сиамических масс в результате закрытия Палеоазиатского океана.

В течении ордовикского и силурийского периодов район существовал в условиях континетального, возможно, рифтогенного режима при преобладании блоковых вертикальных движений. Проявление в указанном районе в ордовикское время щелочного (нефелиновые сиениты) и карбонатитового магматизма косвенно подтверждает такое предположение.

С раннего девона начинается принципиально новый этап (второй структурный этаж), который характеризуется интенсивными тектоническими движениями и активной вулканической деятельностью. В наземных условиях начались мощные излияния основных лав. Одновременно шло накопление красноцветных моласс в пониженных частях, где сохранились водоемы.

Формировался Сибирский континент древнего красного песчаника.

Хакасия - одно из немногих мест на земном шаре, где сохранились остатки псилофитов (риниофитов) - первых земных растений.

Одновременно в бассейнах существовали водоросли (строматолиты), филлоподы, ракоскорпионы. Разрезы вулканогенно-осадочных пород нижнего девона, по традиции, называемые быскарской серией. Сильно отличаются друг от друга даже на незначительные расстояния, что затрудняет выделение свит. На территории полигона существовало несколько центров вулканических извержений, которые являлись поставщиками лавового и пирокластического материала: базальтов, трахиандезитов и их туфов, трахиодацитов. Эти же толщи, впоследствии перемытые, служили материалом для пород терригенного ряда, слагающих нижнематаракскую свиту, придорожную, и, отчасти марченашскую толщи.

...