История геологического развития

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.

Втечении 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.

Вулканизм проявляется в раннем девоне неравномерно. На юго-западе полигона, например, в начале преобладали извержения эксплозивного характера и происходило  формирование мощны толщ туфов и  игнимбритов трахиадезитового состава (нижнематаракская толща). Затем на фоне ослабления вулканической активности начинают преобладать излияния базальтовых лав(придорожная толща). И завершается этот отрезок времени обильными трещинными излияниями базальтовых лав с образованием покровов (марченгашская толща). Эта пестрая картина осложняется силовыми телами долеритов и, в гораздо меньшем количестве, трахтодацитов.

После в геологической истории  района начался длительный перерыв, включающий боковые движения и складчатость. Этот перерыв вызванный поднятием территории и ее денудацией, продолжался весь ейфельский век и известен в литературе под названием предживетского перерыва. В Южно-Минусинской впадине предживетский перерыв не проявлялся, там продолжалось накопление молассовой формации, перемежаемое редкими морскими трансгрессиями.

Начиная с живетского века на территории полигона господствовали морские условия, с мелководным бассейном, возможно, пониженной солености. В позднем  девоне морской бассейн отступает, условия становятся окислительными. Осадконакопление происходило в субаквальных условиях, в мелководных обширных озерах и лагунах.

В течении первой половины раннего  карбона на территорию распространилась морская трансгрессия, сменившаяся  континентальными условиями осадконакопления (угленосный комплекс), о чем свидетельствуют находки плауновых растений.

Накопление происходило в морских  условиях. Морской бассейн наступал с севера, со стороны Томь-Колыванской  зоны. Характерным для карбона  является прекращение режима красноцветного осадконакопления. После раннего карбона территория испытывала складчато-блоковые движения, поднятию и денудацию, в результате чего отложения конца палеозоя, мезозоя и дочетвертичного кайнозоя на территории полигона не сохранились.

В четвертичный период продолжалось поднятие гор Южной Сибири, а в период горного оледенения произошло исчезновение широколиственных лесов.

Широкое распространение получила холодостойкая темнохвойная тайга, тундровая растительность. В этой обстановке шло формирование своеобразного ландшафта- «плейтоценовой лесостепи», когда в условиях сурового резкоконтинетального климатического режима в позднем плейстоцене было, вероятно, положено начало дифференцирови той горной сосново-лиственично-березовой лестостепи, которая сохранилась в Средней Сибири до наших дней в наименее измененном виде. При этом в зависимости от форм рельефа и создавшейся вертикальной микроклиматической обстановки шло усиление то лесных то степных типов в дифференциацией последних по составу слагающих их представителей.

По мере поднятия горных районов  и изменения климата, почвы под  лесами развивались по подзолистому типу, в то время как во впадинах, в связи в нарастанием похолодания, сухости и формирования вечной мерзлоты, усиливался процесс гумусообразования.

Современные геоморфологические и биоклиматические условия определили возникновения и развития следующих почвообразовательны макропроцессов:  дернового, соланчакового, солонцового, подзолистого, оглеения, оруденения и первичного.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ

 

Ширинский район исключительно  богат, многочисленными проявлениями разнообразных полезных ископаемых, большая часть которых сконцентрирована в салаирских структурах Кузнецкого Алатау. Наибольший научный и промышленный интересы в районе представляют проявления и месторождения железа, меди, свинца и цинка, алюминия, молибдена и вольфрама, ртути, сурьмы, золота и серебра, оптического и пьезооптического сырья, ювелирных и поделочных камней, техногенного и агрохимического сырья, строительных материалов, торфа и сапропеля, минеральных вод и грязей.