ВЕРХНЕОЛИГОЦЕН-НИЖНЕМИОЦЕНОВЫЙ АЛЛЮВИЙ В ПАЛЕОДОЛИНАХ ЗАПАДНЫХ ПРЕДГОРИЙ АЛТАЯ И ЛАНДШАФТНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЕГО НАКОПЛЕНИЯ

1

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова

Русанов Г.Г. В западных предгорьях Алтая скважинами вскрыты погребенные долины, выполненные верхнеолигоцен-нижнемиоценовым аллювием. Литологические, минералогические, геохимические особенности этих отложений и спорово-пыльцевые спектры свидетельствуют об их накоплении, и формировании долин в условиях влажного умеренно теплого климата со среднегодовыми положительными температурами не ниже +3 °С и годовым количеством осадков не менее 800 мм. В это время здесь, в ныне самом засушливом районе Алтая со среднегодовым количеством осадков 200 мм, были развиты ландшафты хвойно-широколиственных и листопадных лесов тургайского типа с участием отдельных теплолюбивых субтропических элементов. Статья в формате PDF 132 KB верхнеолигоцен-нижнемиоценовый аллювийпалеодолиныклиматрастительность. В западных предгорьях Алтая между 50°44′-51°20′с. ш. и 80°00′-81°00′в. д., в низовьях Алейской и Барнаульской древних ложбин стока пробурено около 100 скавжин. В результате было установлено, что в разных частях этих ложбин мощность кайнозойских отложений изменяется от 40-60 м до 150-165 м, а в основании кайнозойского разреза залегает верхнеолигоцен-нижнемиоценовый аллювий крутихинской свиты, приуроченный к наиболее пониженным участкам днищ этих ложбин.

Крутихинская свита, вскрытая скважинами на глубинах более 100 м, выполняет только переуглубленные днища древних погребенных долин, которые лишь частично совпадают с Алейской и Барнаульской ложбинами, выраженными в современном рельефе. Барнаульская ложбина на всем протяжении ориентирована с северо-востока на юго-запад. Картировочными скважинами установлено, что в пределах российской территории нижний участок погребенной долины крутихинского времени ориентирован с юго-востока на северо-запад, а в 6 км западнее села Лаптев Лог эта погребенная долина шириной до 14 км резко поворачивает на северо-восток. Здесь она, в целом совпадая с современной ложбиной, все же несколько смещена к северо-западу.

Отложения свиты, представленные аллювиальными (русловыми и пойменными) фациями, залегают на породах палеозойского фундамента или коре выветривания и с размывом, и стратиграфическим несогласием перекрываются отложениями рубцовской свиты. Размытая кровля крутихинской свиты находится на абс. высотах 90-115 м, подошва - 48-95 м. Мощность свиты изменяется от 4-5 до 49 м.

В центре Алейской ложбины стока крутихинская свита в 2005 году была вскрыта скважинами № 1 и 2. Скважина № 1 (51º13´00´´с. ш.; 80°59´37´´в. д.) в 9 км юго-западнее с. Веселоярск, под отложениями рубцовской свиты на глубине 125,5 м вскрыла аллювий крутихинской свиты мощностью 21,9 м, залегающий на коренных роговиках. Он состоит из переслаивания синеватых и зеленоватых глин мощностью 0,3-0,5 м, желтоватых и синевато-серых мелкогравийно-разнозернистых кварцевых алевритистых песков мощностью от 1,3 до 10 м с мелкими гальками кварца.

В этих отложениях определимые органические остатки - семена и плоды растений, остpaкоды и моллюски - не обнаружены. Для них хаpaктерны несколько повышенные содержания Zn (0,006%) и пониженные - Ga (0,0003%), Mn (0,02%), V (0,0015%), B (0,0008%), Au (0,003 г/т).

В 2,8 км севернее скважиной № 2 (51º14´35´´с. ш.; 80°59´34´´в. д.) на глубине 108,6 м вскрыт несколько иной разрез крутихинской свиты мощностью 15,4 м (сверху вниз):

1. Мелкогалечный гравийник с грубозернистым песком и алевритом в заполнителе, гoлyбоватого цвета, очень плотный...................................................2,7 м
2. Глина алевритистая синевато-серая плотная с гальками кварца и роговиков, с крупными обугленными растительными остатками черного цвета.....................4,7 м
3. Валунный галечник плотно сцементированный гoлyбовато-серым разнозернистым глинистым песком. Обломки плохо окатанные от 1 см до превышающих диаметр скважины (93 мм), представлены гранитоидами, кварцем и роговиками.....2,3 м
4. Мелкогравийно-грубозернистый песок плотный дресвянистый.............5,7 м

Ниже вскрыты коренные габбро.

Эти отложения также отличаются несколько повышенными содержаниями Zn (0,005-0,006%) и пониженными - Mn (0,02-0,03%), V (0,004%), B (0,0006-0,002%), Ga (0,0008-0,001%), Au (0,002 г/т).

Синевато-серые алевритистые глины слоя 2, имеющие следующий химический состав (%): SiO₂ - 77,20, TiO₂ - 0,80, Al₂O₃ - 10,20, Fe₂O₃ - 2,73, FeO - 0,85, CaO - 0,74, MgO - 0,84, MnO - 0,01, P₂O₅ - 0,04, Na₂O - 1,11, K₂O - 1,55, SO₃ - 0,25, ппп - 2,69, хаpaктеризуются очень низкими содержаниями подвижных окислов Fe, Mn, Ca, Mg. Это свидетельствует, по нашему мнению, об их накоплении в пресном проточном водоеме (реке), что способствовало выносу этих окислов. Пониженные содержания Mn, V, B, Ga, Au и отсутствие карбонатов также указывают на осадконакопление в проточном пресноводном водоеме в условиях гумидного климата.

Крутихинская свита в Алейской ложбине палеонтологически не охаpaктеризована, но по своей литологии, химическому составу, и содержаниям, отмеченных выше элементов, она резко отличается от залегающих выше по разрезу средне-верхнемиоценовых аллювиальных фаций рубцовской и павлодарской свит.

В Барнаульской ложбине наиболее представительный разрез этой свиты мощностью 49 м вскрыт на глубине 116 м скважиной № 55 (50º55´44´´с. ш.; 80°00´27´´в. д.) в 6 км к западу от села Топольное (сверху вниз):

1. Песок кварцевый разнозернистый серовато-светло-коричневый водоносный, с примесью (до 5%) среднеокатанного мелкого (до 3 мм) гравия кварца..............12,5 м
2. Песок мелкозернистый глинисто-алевритистый темно-серый плотный, с примесью (до 5%) мелкого (до 3 мм) гравия кварца. В основании тонкий (0,1 м) прослой глины алевритистой темно-серой с бурыми пятнами........................................................3,1 м
3. Песок среднезернистый кварцевый светло-серый с включениями хорошо окатанной мелкой гальки кварца, водоносный.....................................................10,2 м
4. Песок разнозернистый кварцевый буровато-зеленовато-серый..............2,6 м
5. Песок разнозернистый кварцевый гoлyбовато-серый водоносный с примесью (до 5%) мелкого гравия. В основании - обугленные обломки древесины.................2,7 м
6. Горизонтальное переслаивание гoлyбовато-серых кварцевых разнозернистых песков и гoлyбовато-серых песчанистых глин. Мощность прослоев 5-15 см........0,9 м
7. Глина серо-гoлyбая плотная пластичная с буроватыми пятнами и примесью (до 10%) среднезернистого кварцевого песка..................................................................7,0 м
8. Песок разнозернистый кварцевый глинистый серо-гoлyбой плотный, содержит 30% плохо окатанных галек (2-3см) выветрелых гранитов и сланцев...............10,0 м

Ниже вскрыта кора выветривания по рассланцованным алевролитам палеозоя.

Эти отложения по содержаниям Zn (0,008-0,02%), Mn (0,04%), V (0,003-0,006%), B (0,0015-0,003%), Ga (0,001-0,002%), Au (0,002-0,003 г/т) весьма близки крутихинской свите в Алейской ложбине.

В Барнаульской ложбине, по данным минералогического анализа шлихов, из аллювиальных песков крутихинской свиты, легкая фpaкция состоит из кварца (90%), обломков пород (10%) и единичных зерен кальцита. Тяжелая фpaкция полностью представлена минералами устойчивыми к химическому выветриванию и механической трaнcпортировке: циркон (60%), апатит (20%), дистен (10%), рутил (5%), сфен (2%), андалузит (1%). В единичных зернах содержатся корунд, силлиманит, брукит, анатаз, лейкоксен, барит, эпидот, цоизит, пирит. По минералогическому составу тяжелой и легкой фpaкций, эти отложения, также отличаются от перекрывающих аллювиальных и озерно-аллювиальных фаций рубцовской и павлодарской свит.

В этой ложбине в отложениях крутихинской свиты также не обнаружены ископаемая фауна моллюсков и остpaкод, семена и плоды растений.

В этом плане наибольший интерес представляет скважина № 75, пробуренная в начале шестидесятых годов прошлого века в 5 км к запад-северо-западу от села Ляпуново за пределами Барнаульской ложбины, выраженной в современном рельефе [1]. Эта скважина под отложениями рубцовской свиты на глубине 101 м вскрыла несколько иной разрез крутихинской свиты мощностью 21 м, залегающей на структурном элювии гранитов (сверху вниз):

1. Глины зеленовато-охристые некарбонатные тонкодисперсные местами алевритистые, местами насыщены угловатыми обломками кремнистых пород...........6,0 м
2. Глины охристо-желтые некарбонатные тонкодисперсные алевритистые с прослойками темно-зеленой глины...........................................................4,0 м
3. Глины темно-серые некарбонатные алевритистые местами иловатые, с тонкими (10 см) прослоями черных глин, зеленовато-серых мелкозернистых песков и зеленоватых глин. Содержат растительные остатки..................................................................5,0 м
4. Пески разнозернистые кварцевые бурые плохо окатанные...............2,0 м
5. Галечник с прослоями бурых кварцевых песков в верхней части. Хорошо окатанная галька размером до 5-7см представлена кремнистыми породами.............4,0 м

Из глин слоя 3 (интервал 111-116 м) Э.А. Бессоненко выделила три спорово-пыльцевых спектра, сходных между собой по видовому и количественному составу [1]. Ниже дается общим списком лишь качественный состав этих спектров. Споровые растения (2,0-3,4%) представлены Lycopodium, Polypodium, Woodsia, Adiantum, Osmunda; травянистые (6,9-11,7%) - Sparganium, Potamogeton, Gramineae, Liliaceae, Polygonaceae, Chenopodiaceae, Ranunculaceae, Compositae, Cruciferae, Onagraceae, Umbelliferae, Dipsacaceae, Angiospermae. Однако в спектрах резко доминирует многочисленная пыльца разнообразных кустарниковых и древесных растений тургайского типа (84,9-90,3%) - Abies, Picea, Pinus, Tsuga, Gliptostrobus, Ephedra, Salix, Alnus, Betula, Corylus, Carpinus, Myrica, Juglandaceae, Juglans, Pterocarya, Carya, Fagus, Quercus, Castanea, Ulmaceae, Ulmus, Zelkova, Moraceae (Humulus), Menispermaceae, Magnolia, Platanus, Ilex, Acer, Tilia, Nyssa, Ericaceae, Fraxinus, Notofagus. По заключению Э.А. Бессоненко, спектры отражают теплый влажный климат, и относятся к верхнему олигоцену [1]. Состав спектров позволяет сделать вывод о развитии в западных предгорьях Алтая хвойно-широколиственных и листопадных лесов тургайского типа с участием отдельных теплолюбивых субтропических элементов (Pterocarya, Nyssa, Ilex и другие).

В настоящее время возраст крутихинской свиты, выделяемой в терригенно-мезомиктовую лигнитоносную формацию [2], на Предалтайской равнине определяется поздним олигоценом - ранним миоценом, отвечающим журавскому и абросимовскому региональным горизонтам Западной Сибири [5]. По-видимому, в пределах рассматриваемых частей Алейской и Барнаульской ложбин от размыва сохранилась лишь нижняя верхнеолигоценовая часть разреза этой свиты.

О некоторых климатических показателях позднего олигоцена в данном районе, можно ориентировочно судить, хотя бы по наличию пыльцы тсуги (2,3-6,6%). Эта пыльца, оседая под пологом леса, за пределы ареала воздушным путем пpaктически не выносится [3]. В спорово-пыльцевых спектрах пыльца тсуги не несет следов переотложения, следовательно, является инситной. Современный же ареал тсуги находится в районах со средними январскими температурами от 0 до -12 ºС, среднегодовыми - не ниже +3 °С, и годовым количеством осадков не менее 600-800 мм [3], что на 400-600 мм выше современных значений в этой ныне самой засушливой части Алтая. Судя по наличию в спорово-пыльцевых спектрах многочисленных термофилов, среднеянварские температуры в то время могли быть положительными.

Этот вывод хорошо согласуется с данными [4], согласно которым, в позднем олигоцене даже в центральной части Западной Сибири климат был теплоумеренным и влажным с годовым количеством осадков 800-900 мм, а растительность была близка к канадско-аппалачским хвойно-широколиственным лесам с элементами субтропических растений. Кроме того, согласно палеотемпературным определениям, в позднем олигоцене среднегодовые температуры в средних широтах северного полушария составляли +7-10 ºС [6]. Все вышесказанное, в свою очередь, хорошо коррелируется с палеотемпературной кривой Б. Бухардта [7].

По нашему мнению, в начале позднего олигоцена рассматриваемая территория была вовлечена в поднятие, продолжавшееся на протяжении журавского и абросимовского времени почти до конца раннего миоцена. Это поднятие привело к заложению Алейской и Барнаульской ложбин, по крайней мере, в пределах данной площади. В условиях умеренно теплого влажного климата и неотектонического поднятия площадные коры химического выветривания интенсивно размывались, а в формирующихся долинах при высоком речном стоке шло накопление русловых и пойменных фаций отложений крутихинской свиты.

С миоцена предгорная часть Предалтайской равнины вовлекается в длительное устойчивое опускание, начинается формирование Рубцовской структурной террасы [2]. Однако на данной площади в бещеульское время (конец раннего - середина среднего миоцена) сначала происходит затухание восходящих движений и наступает относительная тектоническая стабилизация. В это время пpaктически прекращается размыв кор выветривания, а в сформировавшихся долинах аккумуляция крутихинской свиты сменяется ее длительным размывом, что привело к уничтожению верхней нижнемиоценовой (абросимовской) части ее разреза. В результате этого размыва восстановить ландшафтно-климатические условия абросимовского и бещеульского времени непосредственно на данной территории не представляется возможным.

В раннем миоцене происходило общее повышение температурного режима в умеренных широтах, где среднегодовые температуры составляли +14-18 ºС [6]. Можно лишь предполагать, по аналогии с другими районами юга Западной Сибири, что климат абросимовского времени (ранний миоцен) продолжал оставаться теплоумеренным, став более теплым и несколько менее влажным, по сравнению с предыдущей эпохой. В это время среднегодовые температуры воздуха могли составлять +15-16 ºС, при среднегодовом количестве осадков до 700 мм, а растительность была близка к современным южноканадским хвойно-березовым лесам, в которых отдельные субтропические растения были уже на положении реликтов [4].

Это повышение температур было непродолжительным, и уже к середине миоцена намечается новый спад температурного режима, особенно сильно проявившийся в средних и высоких широтах [6]. В бещеульское время, когда происходил размыв верхней части разреза крутихинской свиты, климат изменялся в сторону бореального умеренно теплого с годовым количеством осадков менее 700 мм, средними температурами января 0 - +2 ºС, июля - +16-18 ºС, и среднегодовыми температурами +8-10 ºС, а леса тургайского типа на юге Западной Сибири сменялись мелколиственными лесами с широким участием представителей широколиственной флоры [4].

С начала таволжанского времени (с середины среднего миоцена) относительная тектоническая стабилизация сменяется длительным устойчивым опусканием рассматриваемой территории, которая превращается в низменную аккумулятивную равнину. Эрозионный размыв аллювия крутихинской свиты в древних долинах сменяется накоплением аллювиальных и озерно-аллювиальных фаций рубцовской свиты. В это же время в пределах равнины, разделяющей Алейскую и Барнаульскую ложбины, идет площадная аккумуляция озерных фаций рубцовской свиты. Осадконакопление рубцовской свиты протекало уже в совершенно иных ландшафтно-климатических условиях.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Адаменко О.М. Мезозой и кайнозой Степного Алтая. Новосибирск: Наука, 1974. 168 с.
2. Адаменко О.М. Предалтайская впадина и проблемы формирования предгорных опусканий. Новосибирск: Наука, 1976. 184 с.
3. Безрукова Е.В., Кулагина Н.В., Летунова П.П. и др. // Геология и геофизика, 1999, т. 40, № 5. С. 739.
4. Кулькова И.А., Волкова В.С. // Геология и геофизика, 1997, т. 38, № 3. С. 581.
5. Унифицированные региональные стратиграфические схемы неогеновых и палеогеновых отложений Западно-Сибирской равнины. Новосибирск: СНИИГГиМС, 2001. 84 с.
6. Ясаманов Н.А. // Изв. АН СССР, серия геолог., 1982, № 10. С. 106.
7. Buchardt B. // Nature, 1978, v. 275, p. 381.

---