Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геологическое строение и условия формирования террасового литокомплекса Горного Алтая

ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Геологическое строение и условия формирования террасового литокомплекса Горного Алтая"

На правах рукописи

ПАРНАЧЕВ Сергей Валерьевич

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕРРАСОВОГО ЛИТОКОМПЛЕКСА ГОРНОГО АЛТАЯ (ЯЛОМАНО-КАТУНСКАЯ ЗОНА)

Специальность 04.00.01 общая и региональная геология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Томск 1998

Работа выполнена на кафедре динамической геологии и в Научно-исследовательской лаборатории геодинамики и геоэкологии Геолого-географического факультета Томского госуниверситета

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, действительный член Международной академии минеральных ресурсов, Заслуженный деятель науки РФ, профессор И.А.Вылцан

Официальные оппоненты: доктор географических наук,

действительный член РАЕН А.В.Поздняков

кандидат геолого-минералогических наук, доцент С.С.Гудымович

Ведущая организация: АООТ Запсибгеология (г.Новокузнецк)

Защита состоится 10 ч.ЗО мин. 23 июня июня 1998 г. на заседании Диссертационного совета К 063.53.09 в Томском государственном университете по адресу: 634050, г.Томск, пр.Ленина, 36, Главный корпус, ауд. 154

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ТГУ Автореферат разослан __1998 г.

Ученый секретарь Л ч ^ Ю.В.Уткин

диссертационного совета, канд. г.-мин. наук

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Геологическое исследование отложений "высоких террас" Центрального Алтая с целью выявления и изучения отложений катастрофических гляцигенных четвертичных паводков (Бутвиловский, 1993 и др.; Рудой, 1995 и др.) представляется весьма актуальным как в теоретическом, так и в практическом отношении. Выделение, подсчет, корреляция и датирование паводковых цнклнтов позволяет существенно уточнить особенности состава и строения четвертичных отложений Горного Алтая и прилегающих с севера равнинных территорий (Бутвиловский, 1993 и др.). Характеристика и седи-ментологическая интерпретация фациальных типов паводковых отложений н форм рельефа дает возможность получить информацию о седиментационных и гидравлических режимах катастрофических паводковых потоков, закономерностях инъектнвного седиментогенеза (Романовский, 1988) и особенностях террасообразования в речных долинах региона. Доминирование отложений прорывных потоков в рыхлых флювиальных литокомплексах долин главных рек Центрального Алтая (Парначев, 1998) подтверждает представление о главенствующей роли климата в четвертичном долинном морфогенезе (Рудой, 1995) и дает возможность для внесения изменений в традиционную схему аллювиального седиментогенеза, основанную на идеях А.Пенка и Е.Брюкнера (Penck, Brückner, 1909) и сохранившуюся малоизмененной со времен С.С.Шульца (1934), Л.А.Рагозина (1942), В.В.Ламакина (1950), Е.В.Шанцера (196!, 1966), Ю.А.Лаврушина (1961, 1963) и др. Развитие идеи преимущественно событийного (Бутвиловский, 1993 и др.) характера долинного седиментогенеза Горного Алтая, когда с регулярностью в сотни (Рудой, 1987) или первые тысячи (Барышников, 1992) лет в течении геологических мгновений (первых недель) происходила трансформация обширных территорий долин схода гляцигенных паводков, является несомненным вкладом в развитие теории неокатастрофизма (неоуниформизма; Baker, Bunker, 1985 и др.) и определяет необходимость неортодоксального понимания принципа актуализма (Вылцан, 1984, 1990).

Практическая ценность проводимых исследований обусловлена необходимостью изучения отложении четвертичных катастрофических паводков как потенциальных источников твердых полезных ископаемых. Предполагалась (Нестеренко, Воротников, 1983) и показана (Бутвиловский, 1988) определяющая роль аномальных паводков в миграции россыпных минералов и влияние первых на процесс россыпеобразования. Некоторые фацнальные типы паводковых отложений, обладающие высокой степенью сортировки и постоянства морфометрических показателей частиц при значительных объемах тел и бла-

гоприятных условиях добычи давно используются в дорожном, промышленном и гражданском строительстве.

Цель исследований заключалась в уточнении особенностей геологического строения террасового литокомплекса долин средней Катуни и нижней Чуй; в выделении, литологической и седиментологической типизации и характеристике условий формирования отложений катастрофических гляцигенных паводков на основе обобщения имеющегося богатого литературного и собранного фактического материала.

Основные задачи исследований:

1) уточнение стратиграфической последовательности, возраста, мощности и состава четвертичных отложений главных речных долин Центрального Алтая,

2) выделение и подсчет количества паводковых циклитов (комплексов отложений отдельных паводков) в составе рыхлого террасового литокомплекса Яломано-Катунской зоны; установление длительности "паводкового" периода Центрального Алтая,

3) выявление и характеристика разреза обобщенного (полного или "идеального") паводкового циклита; установление закономерностей распространения паводковых отложений, выделение и литологическая характеристика фациальных типов,

4) реконструкция гидравлических параметров и режимов седиментации различных фаций паводковых отложений,

5) установление генетической принадлежности отложений горноалтайских йокульлаупов.

Фактический материал и методика исследований. В основу работы поло-' жены результаты шестилетних (1993-1998 гг.) исследований следов схода катастрофических четвертичных гляцигенных паводков в долинах рек Чуя и Ка-тунь (Горный Алтай). Выводы автора базируются на изучении и корреляции более 80 частных и 5 опорных разрезов, анализе общих и частных топографических профилей через поля гигантской ряби течения общей длиной не менее 14 км, интерпретации геофизических профилей общей длиной около 1 км. В ходе работ полному гранулометрическому анализу подверглись более 250 проб обшей массой около 2 ООО килограмм. Для 100 проб общей массой около 800 кг проведен пофракционный морфометрический анализ (исследовались окатанность и морфология частиц) и петрографический анализ валунно-галечных фракций (крупнее 8 мм), а также количественный минералогический анализ песчано-алевритовых фракции (0.125-0.045 мм и менее).

Обработка геологических материалов проводилась с использованием ис-торико-геологического, сравнительного и ■ специального литологнческого, петрографо-минералогического и других методов. Широко применялся фаци-альнын анализ. Проведена реинтерпретация значительного количества опубликованных и фондовых материалов. В плане сравнительного анализа привлечены данные по геологии и седимеигологии североамериканского скэблен-да, отложениям и гидравлическим параметрам современных исландских йо-кульлаупов, литологии разновозрастных отложений горных, полугорных и равнинных скэблендов территории Российской Федерации, гидравлических и седиментационных режимах паводковых потоков различного возраста, генезиса, ландшафтной и территориальной принадлежности. Научная новизна. Личный вклад:

1) в составе четвертичного террасового литокомплекса Яломано-Катунской зоны выявлены и подсчитаны следы катастрофических гляцигенных прорывных потоков, определена длительность зафиксированного "паводкового" периода Центрального Алтая,

2) составлен обобщенный (полный или идеальный) разрез паводкового циклита,

3) выделены, литологически и седиментологически охарактеризованы фации паводковых отложений, исследованы закономерности их пространственного распространения и установлены диагностические признаки,

4) реконструированы основные гидравлические параметры катастрофических паводков в аккумулятивные стадии их деятельности,

5) обоснована генетическая принадлежность отложений гляцигенных паводков.

Практическое значение и реализация результатов исследования. Основные научные разработки автора по выделению и подсчету паводковых циклитов в составе четвертичного долинного литокомплекса Центрального Алтая вносят существенный вклад в современные представления о четвертичной геологии и палеогеографии Горного Алтая и прилегающих с севера равнинных территорий. Установленные закономерности распространения фациальных типов отложений йокульлаупов облегчают проведение в пределах их распространения эффективных поисков строительных материалов с заданными гранулометрическими и морфометрическими характеристиками. Доказанная приуроченность повышенных концентраций минералов с высоким удельным весом к ба-зальным горизонтам паводковых циклитов подтверждает предположение о вероятном нахождении россыпных рудопроявлений в долинах схода йокульлаупов в подошвенных частях стрежневых ("селевых") фаций паводковых

циклитов (Бутвиловский, 1988, 1993), в пределах Центрального Алтая соответствующих нижним частям разреза сальджарской толщи (С>ш.ц.?) и, таким образом, сужает пространственный и стратиграфический диапазон их поисков.

Публикации и апробация работы. Фактический материал, его теоретический анализ и выводы по теме диссертации изложены в 13 работах и в нескольких рукописных научных отчетах. Результаты исследований докладывались и публиковались в трудах Научных чтений, посвященных 100-летию со дня рождения проф. В.А.Хахлова (Томск, 1994), Рабочего совещания "Геодинамика Южной Сибири" (Томск, 1994), Научной конференции "Проблемы геологии Сибири" (Томск, 1996), Научных чтений "Палеогеография нивально-гляциальных систем Горного Алтая" (Томск, 1996), Научной конференции "Магматизм и геодинамика Сибири" (Томск, 1996), Научной конференции "Актуальные вопросы геологии и географии Сибири" (Томск, 1998).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы и содержит 205 страниц машинописного текста, 32 таблицы и 90 иллюстраций. Список литературы включает 221 наименования. Во введении (объем 8 стр.) дается общая характеристика работы, обосновывается ее научная актуальность и практическая значимость, приводятся результаты апробации и характеристика собранного в ходе работ по теме фактического материала, а также формулируются защищаемые положения. В первой главе (10 стр.) приводится краткая история геологического изучения долинных четвертичных отложений территории Центрального Алтая. Вторая глава (9 стр.) содержит сведения о специальных терминах, употребляемых в диссертации, а также описание методики литологических исследований. Тде^ тья глава (28 стр.) посвящена рассмотрению стратиграфии, магматизма, метаморфизма и тектонического строения Ануйско-Чуйского прогиба, в пределах которого находится изучаемая Яломано-Катунская зона. В четвертой главе (9 стр.) проанализированы особенности пространственного размещения и морфологии террасовых комплексов долин рек Чуя и Катунь в пределах Центрального Алтая. Пятая глава (43 стр.) диссертации содержит результаты комплексных исследований геологического строения и вещественного состава террасовых отложений Яломано-Катунской зоны. В шестой главе (60 стр.) приводятся описания особенностей пространственного размещения, литологии и седиментологии выделяемых фациальных типов паводковых отложений. Седьмая глава (22 стр.) содержит обзор возможностей и результаты имеющихся и оригинальных реконструкций обстановок седиментации паводковых толщ и доказательства принадлежности последних к аллювиальному генетическому типу. Заключение (4 стр.) содержит основные выводы, полученные в

ходе выполнения работы и краткий обзор перспектив исследования геологического строения долинных литокомплексов региона и их связи с синхронными отложениями Сибирской платформы.

При выполнении работы использованы программные продукты

Microsoft Corporation OS Windows 3.1, Word 6.0, Excel 5.0, Paintbrush.

***

Работа выполнена в Научно-исследовательской лаборатории геофизики и геодинамики (с января 1998 г. - НИЛ геодинамики и геоэкологии) ТГУ в рамках г/б темы НИЧ ТГУ "Дилювиальный морфолитогенез" под научным руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора, действительного члена Международной академии минеральных ресурсов, Заслуженного деятеля науки РФ И.А.Вылцана, которому автор выражает свою глубокую признательность. Труд ознакомления автора с горноалтайским смолен дом в 1993 году взял на себя А.Н.Рудой, которому автор выражает свою благодарность. На этапе полевых исследований большую помощь в работе оказывали студенты ТГПИ О.Гостюшкин, Е.Губерт, Н.Кашина, Е.Костырев, Е.Одинцова, В.Сидоркин, А.Щукин, студенты ТГУ Р.Бутаков, В.Войтенко, Е.Гладков, Е.Парначев, сотрудники ТГУ П.С.Бородавко, Е.Н.Жилина, А.В.Петров. В разные годы проблемные вопросы стратиграфии, литологии и седиментологии паводковых толщ обсуждались с П.С.Бородавко, К.Зигенталлером (C.Siegenthaler), А.Керкбрайдом (A.Kirkbride), С.В.Лещинским, П.А.Окишевым, А.А.Свиточем, П.Хугенбергером (P.Huggenberger), которым автор искренне благодарен. На этапе обсуждения результатов работы и окончательных формулировок неоценимую помощь автору оказали А.Ф.Беженцев, О.М.Гринев, С.В.Лещинский, Н.А.Макаренко, П.А.Окишев, А.И.Родыгин, Н.И.Савина, Ю.В.Уткин. Цветные графические приложения к диссертации выполнил В.Н.Войтенко. Автор считает приятным долгом выразить глубокую признательность профессору Университета Ланкастер (Великобритания) П.Э.Карлингу (P.A.Carling), который на протяжении длительного времени оказывал автору идейную и техническую поддержку.

Особую благодарность автор выражает доктору геолого-минералогических наук, профессору, заведующему кафедрой динамической геологии ТГУ, действительному члену СО АН ВШ и Международной академии минеральных ресурсов В.П.Парначеву, чья всесторонняя помощь и неустанная поддержка сделала возможным выполнение работы и написание диссертации.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1, Террасовый литокомплекс главных речных доли» Центрального Алтая имеет трехчленное строение и сложен (Ц аллювиальными отложениями буроивептой серии ((^г-ий), (и) циклически построенными осадочными образованиями инип-ской толщи (<3н-ш/) и (Ш) вложенной в нее сальджарской толщи ((^ш-нл). В составе шшнекой толщи фиксируются отложения не менее семи отдельных катастрофических паводков, разделенные маломощными горизонтами суба-эральных и озерных осадков. В составе вложенной позднеплейстоцен-голоценовои сальджарской толщи установлено наличие отложений не менее трех паводковых событий.

Основание разреза четвертичных отложений речных долин Яломано-Катунской зоны (рис. 1) сложено аллювиальными слоистыми галечными и дресвянистыми песками буроцветной серии (Богачкин, 1981), возраст которых по имеющимся датировкам входящих в их состав "башкаусских галечников" (560±60 т.д. и б25±71 т.л.; Ильичев и др, 1973; Свиточ и др., 1973; Куликов, 1974) и палинологическим данным определяется как ранне-средне-неоплейстоценовый (табл. 1). Установленная мощность отложений буро-цветной серии в пределах Яломано-Катунской зоны не превышает 20 м.

р.Каанахга

р.Катунь

р.Н.Карасу

р.Салгамду- ' /

^ Т;р-угой р.Эступа

р.Саргальджук

| площади распространения высоких террас площади распространения низких террас

контуры Яломано-Катунской зоны

Рис. 1. Распространение террасовых комплексов в пределах Яломано-Катунской зоны Центрального Алтая (по: Ефимцев, 1964; Богачкин, 1967 с изменениями)

Таблица 1

Схема сопоставления четвертичных отложений террасового комплекса Яломано-Катунской попы с горизонтами региональной стратиграфической шкалы (по: Лещинский, Шпанский, 1998 с добавлениями)

Общие подразделения Возраст нижних рубежей, тыс. лет (по: Краснов, Заррина, 1987; Архипов н др„ 1994; Постановления.., 1996) Региональные стратиграфические подразделения Ялоишго-Катунекая зова возраст в тыс. лет (TL)

Надраздел Раздел Звено Ступень Подго- Надгорнзонт Горизонт рнзонт

Голоцен H Совре- Современный 6.2+0.7 (Ня)* Сальджарская 7.4±0.7 (Ня)*

менное ! 10

Верхнее Плейстоцен III . Р Четвертая ПЬ 23 Сартаиский толща 36±4 (lili,.;)**

Третья ПЬ 45+55 Зырянский Каргннекий

Вторая Шг 80-И 00 Ермаковский 90±25 (lili?), 109±30 (1Ше)***

Первая lib 110+130 Казанцевекнй i Ишшская тоща 148±16.7 (П/м)****

Неоплей-стопен Среднее NP II Четвертая Hi 125+200 Тазовский

Третья1Ь 180+240 Бахтннский Ширтштский

Вторая Hi 740+300 Самаройскнй

Первая Hi 380+400 Тобольский

Нижнее Вторая h 530+550 Шайтанский

I Первая It 800+1000 . Талагайкинский серия 625±71*****

Верхнее Эоплей- Ell Вторая Eih 1050 Верхпе-кочков-ский

Первая KIIi ¡

стоцен Нижнее Е El Третья ЕЬ 1600+1640

Вторая Н1г

Первая ЕЬ

Примечания

* делювиалъно-элговиальное суглинистое заполнение межгрядовых понижений (поле гигантской ряби течения на поверхности 60-м левобережной террасы

р.Катунь на участке пп.Иня-М.Яломан; СагШц;, 1996б) ** линза грубозернистых поллмнктовых песков из тела гряды гигантской поперечной ряби течения (поле ряби у с.Платово на поверхности 11 + 13 м левобережной террасы р.Катунь; Саг1шё, 1996е) *** озорные алевропелиты хронологически предпоследней и последней (соответственно) пачек озерных озложешгй дошш р.Пня близ д.ИикШ1ка (Борисов, Чернышева, 1987)

**** галечные отложения ишшскоп толщи (устье р.Чуя, Разрез новейших.., 1978), соответствующие стратиграфическому уровню 2-3 пачек толщи ***** "башкаусскне галечники" долины р.Чаган (Ильичев и др., 1973; Свиточ и др., 1973; Куликов, 1974)

-л

Преимущественно валунно-дресвяно-галечные образования средне-поздненеоплейстоценовой ининской толщи, залегающие на отложениях бу-роцветной серии с эрозионным контактом, имеют максимальную мощность около 220 м и слагают комплекс высоких террас (90ч-225 м над уровнем рек; рис. 2). В составе отложений толщи выделяется не менее семи пачек мощностью от 8 до 50 м с характерным и сходным набором литологических разностей (табл. 3), закономерно сменяющих друг друга в разрезе и по простиранию. Пачки разделяются маломощными эродированными псевдогоризонтами субаэральных криотурбированных суглинков и линзами озерных ленточно-слоистых алеропелитовых осадков, развитых преимущественно в приустьевых участках долин притоков.

Мощность пачек ининской толщи закономерно уменьшается вверх по разрезу толщи. Учитывая литолого-стратиграфические особенности описываемых отложений (табл. 2) и особенности коррелятных им форм рельефа (табл. 3, рис. 3), выделяемые пачки ининской толщи интерпретируются как следы раздельных паводковых событий, связанных с катастрофическими спусками высокогорных четвертичных ледниково-подпрудных водоемов (Бутвиловский, 1993; Baker et al., 1993; Рудой, 1995 и др.).

Таблица 2

Литологичсская характеристика отложений ининской толщи

1 Градационное строение пачек, в разрезах которых базальные валунные щебни и гравийные галечники сменяются дресвянгасами, а затем - средними и мелкими галечниками. В пределах пачек отсутствуют следы длительного и значительного размыва, чю свидетельствует об одаоактной седамиготм осадков

2 Нижние пачки толщи (особенной первая и вторая) сложены более грубозернистыми отложениями (доминируют глыбовые и щебнистые валунники. валунные галечники, щебнистые дрссвяники), чем верхние (средние и мелкие галечники, хорошосортирован-ные дрссвяники и дресвянистые пески)

3 Д летальные фрагменты высоких террас (приустьевые участки долин притоков, нрибор-товые участки главных долин) сложены более мелкозернистым материалом (мелкий и средний галечник, гравий, дрссвяники и пески), чем проксимальные (притальвеговыс). в составе которых преобладают щебнисто-дресвяпо-валунпо-галечнме отложения

4 Наличие в составе пачек характерных неокатанных параллельиослоистых дрссвяпнков и дресвянистых грубозернистых песков (suspenscd gravel) мощностью до |(Ы2 м с экзотическими продуктами льдиного разноса (частицы до глыбовой размерности, в том числе и нелигифицирванные слоистые осадки). Отложение дреевяников и песков проходило по "пойменному" типу (Ямских, 1993) из взвеем при крупномасштабных и резких вариациях несущей способности течения

5 Наличие в кровлях пачек маломощных эродированных (до 1.5-^2 м) субаэральных криотурбированных суглинков и супесей, а также дополняющих их в долинах притоков линз озерных варвоподобиых алевропелитовмя отложений мощностью до 4 м__

Основным доказательством раздельности паводковых событий и разновоз-растности соответствующих отложений считается наличие в кровлях разре: зов выделяемых пачек субаэральных и озерных образований.

Относительная высота, м 250

200 -

Рис. 2. Геологически» разрез четвертичных отложений правого борта долины р.Катунь непосредственно ниже устья р.Инн

150 -.

100

Расстояние, м

1 г ШПТ

7 :

СГОрО

□гад» □ иоО

Условные обозначения

1 - лессовидные несортированные криотур-

бироваиные суглинки II супссп,

2 • ленточнослопстые озерные песчанистые

алеропелитовые отложешы,

3 - параллелънослонстые гравнино-галечшле

песчанистые дресвяннки, дресвянисто-граишшые полимнктовые пески с отдельными дропстоунами,

4 - средние и мелкие косослонстые (или с эле-

ментами косой слоистости) хорошоока-таиные сортированные галечшоси,

5 - неяснослоистые крупные галечники и мел-

кие валутпнгки сре/тлеи окатанности,

6 - грубо- пли исяснослоистый неокаташи.ш

щебнисто-валунно-глыбовыи материал с галечно-щебннстым средпеокатаннмм матрпкеом,

I - параллелънослоистые мелкоталечпо-

гравишпле и дресвяиистые преимутцестеи-но олш омнктовые пески,

8 - псевдоокаташпле включе1шя чуждых не-

литифитифовашплх осадочных пород (неяснослонстых мелковалунных галечников, песчаных алегтропелитов),

9 - геологические контакты установленные,

10 - геологические контакты предполагаемые,

II - карбонатно-терригашые отложения та-арлаганской свиты позднего ордовика,

12 - аллювиальные отложения буроцветпой серии раниего-среднего неоплейстоцена,

13 - преимущестенно щебнисто-мелковалун-ио-галечные отложения сальджарской толщи позднего неоплейстоцена-голоцена

О

О ¡¡г

1-НЛ

13

1ПЛЪ

4

5

II

ТаблицаЗ

Особенности распространения и морфологии высоких террас Центрального Алтая

1 Фрагментарное развитие в долинах; преимущественное распространение за коренными выступами боргов долин, в устьях притоков, за резкими поворотами и расширениями долин (рис. 1) .....................__ ..........................................................................

1 Падение поверхности террас в направлении от тальвега главной долины под углами 1-5-3°, проявляющееся в наличии гипертрофированного тылового шва (рис. 3) в месте их при-слонения к коренному борту долины и зафиксированное созданием условий озерной се-димеитации в приустьевых участках долин притоков_

1

га" о 0,2

ш

го X 0,15

с

®

1 0.1

X

о

Ци-ш1

Р2,

О I I II I I I I 11 I I I > I I I II I I! ! ! I 1'1 I I » I I II I Г1 ! I I ! I I I I I

Цена деления 50 м

Рис. 3. Характерный поперечный профиль высоких террас, сложенных отложениями ининской толщи (<3п-ш/)- Правый борт долины р.Катунь непосредственно выше устья р.Иня

Средне-поздненеопдейстоценовый возраст отложений ининской толщи устанавливается непосредственным датированием отложений (табл. 1), на основании данных споро-пыльцевых анализов (Чернышева, 1971; Разрез новейших.., 1977; Богачкин, 1981 и др.), а также предполагаемой синхронности образований ининской толщи и аллювиальной болыиеречепской свиты Пре-далтайской равнины (Адаменко, 1974; Архипов, 1973). Хронологическое положение нижнего рубежа ининского времени не устанавливается однозначно. Условно принимается его средненеоплейстоценовый возраст (283±42 и 213+25 тыс.л.н., ТЬ; подошва большереченских песков и илы кровли монастырской свиты соответственно; Разрез новейших.., 1978). Не исключена, однако, возможность отложения ининских галечников уже в начале среднего неоплейстоцене одновременно с накоплением монастырских песков (Богачкин, 1981). Отложения ининской толщи сопоставляются с образованиями верхней части балтийского иадгоризонта, казанцевского, ермаковского и, возможно, нижней части каргииского горизонтов региональной стратиграфической схемы (табл.

О-

В составе отложений поздненеоплейстоцен-голоценовой сальджарской толщи, слагающей комплекс низких вложенных террас (менее 70+90 м над уровнем рек), выделяется три градационнопостроенные преимущественно щебнисто-валунно-галечных пачки мощностью 5+17 м (рис. 4), разделенные поверхностями размыва с базальными щебнистыми валунниками перекрывающих осадков.

Условные обозначения

2 ШШ 3 4 1

У

7 1-116 Й П-Ш/ ш-т Ш

Расстояние, и

Рис. 4. Разрез отложений сальджарской толщи в левобережье р.Катунь в 1.5 км ниже устья р.М.Яломан. Условные обозначения: 1 - крупная галька, глыбы и валуны, 2 - мелкая и Ч'ед-няя галька, 3 - кососдоистые средний и мелкий галечнлк, 4 - параллельнослонстые пескн, 5 - границы пачек сальджарской толщи, 6 - осадочные образования горноалтайской серии позднего кембрня-раннего ордотгка, 7 - отложения буроцаетной серии раннего-среднего неоплейстоцена, 8 - отложения средне-позднепеоплейстоценовой шишекой толщи, 9 - отложения поздненеоплейстоцен-голоценовой сальджарской толщи, ¡0 - предполагаемые геологические контакты_

Паводковое происхождение образований сальджарской толщи доказывается наличием в ее составе косослоистых галечных серий с размахом 12+15 м (разрезы отложений низких террас в долине р.Чуя), "пойменных" дресвянистых песков и датированных отложений гигантской ряби течения (третья пачка толщи). Возраст сальджарской толщи устанавливается по данным абсолютной геохронологии (табл. 1) и анализа споро-пыльцевых спектров (Разрез новейших.., 1978; Богачкин, 1981). Видимая мощность отложений толщи в пределах Яломано-Катунской зоны достигает 80+90 м. Образования сальджарской толщи сопоставляются с верхней частью каргипского, сартчп-ски.и и нижней частью разреза современного горизонта региональной стратиграфической схемы (табл. I).

2. Обобщенный разрез паводкового цнклита, представляющего собой полную совокупность отложений отдельного катастрофического паводка, слагается:

- базальными валуино-глыбовыми щебнями (элемент А),

- перекрывающими параллельнослоистыми песчанистыми дресвяннками (элемент В),

- градационнопостроенными валунными галечниками (элемент С) и

- эродированными субаэральными суглинками и ленточнослоистыми озерными алевропелитами (элемент О).

Наибольшей полнотой и контрастностью строения обладают разрезы пачек, расположенные близ тальвега долины р.Катунь на участке от устья р.Чуя до устья р.БЛломан. По этой причине в качестве опорного для выделяемого паводкового цнклита принимается разрез первой пачки ишшскон толщи, вскрываемый в склоне 180-м террасы в правом борту долины р.Катунь в 250+300 м ниже устья р.Иня в интервале высот от 10 до 40 м над уровнем реки (рис. 2). В его составе выделяются четыре элемента (рис. 5), сложенных характерными наборами литологических разностей.

Относительная мощность 1

элемент Р: криотурбироваиные покровные суглинки и супесн, а также сменяющие и дополняющие их в долинах притоков лепточнослонетыс алевропелитовые отложения /элемент С: градациоынопостроепый галечный горизонт, в основании валунные галечшпш с повыщешгыми содержаниями минералов тяжелой фракции, в кровле - мелко- среднсзернистые сортированные косослоис--^тые галечники ряби течещи (в том числе и гигантской ряби течения)

элемент В: параллельнослоистые наклонно- и горизонтальнослоистые песчаш1стые дресвяники н дресвяники; в дистальных фрагментах террасовых форм - дресвянистые грубозернистые полимиктовые пески. Нижние части горизонта обогащены галечно-мелкощебнистым, верхние части - мелкогалечно-гравийным материалом и обособленными фрагментами нештифицнрованных слоистых осадочных пород. Отдельные прослои мощностью 15+30 см имеют обратноградацноннуто структуру. Нижний контакт постепенный ("переслаиванием") с увеличением содержания дресвяных фракции; верхний контакт имеет неясно выраженный эрозионный характер /элемент А: селеподобный песчано-щсбнисто-глыбовый неслонсгый пли неяснослоистьнт материал. Баэальные глыбовые слои обогащены минералами тяжелой фракции (до 6 вес.% во фракщш 0.045+0Л 25 мм). Кровля горизонта, сложенная галечными щебнями, обладает неясной слоистостью, падающей вниз по течению н к бортам долины

Рис. 5. Строение разреза обобщенного паводкового цнклита

Элемент А паводкового циклита представлен селеподобным существенно глыбово-щебнисто-валунным материалом с алеврито-песчаным матриксом, в притальвеговых разрезах нижних пачек ининской толщи имеющим мощность 5+7 м (около 10+15% стратиграфического объема циклита). В дистальном направлении (к бортам магистральной долины, в приустьевых участках долин притоков) валунно-глыбовые накопления постепенно замещаются разнозер-

ннстыми щебнистыми галечниками уменьшающейся мощности (до первых дециметров). Седиментация отложений элемента А связывается с прохождением турбулентно-жидкой головной волны паводков и образованием продольных донных форм, соответствующих селевым валам (таблица 4).

Интерпретация обстановок осадконакоплення Таблица 4

паводковых отложений Яломано-Катунскон зоны (Парначев, 1998)

Отложения Режим седиментации Сопоставляемые режимы и фашш флговнального сслимсптогснеза

Ленточиослоис-тыс песчанистые алевропелиты элемента D Озерный; возникал при подпоре стока вод притоков главных долин паводковыми отложениями ("барами") Фации внутренней зоны поймы и фации сезошю-заиляющнхся понижений группы поименных фаций горного аллювия (Чистяков, 1978)

Градационно построенные (иттч'нные галечники элемента С (в том числе гигантская рябь течения) Флювиалъныц первой (7) фаты гладкого дня (Best, 1996), спорадически - грядовый; рса.'ш-зов1.шался на стадии спада (в том числе 'затянутою) паводковых вод и связанных с этим уменьшением глубин и изменений скоростей течения Стадия спада паводковых, (половодных) вод с вымыванием мелкозема из материала ложа и формирование галечпо-валунного "армггрующего" слоя; грядовое движения наносов. Фация самоотмостки группы русловых фаций горного аллювия (Чистяков, 1978), субфация аккумулятивных гряд стрежневой фации группы русловых фаций горного ахлювия (Чистяков, 1978)

Параллельносло-истые щебнистые и песчанистые дресвяники, дресвянистые пески элемента В ФлювпалышЯ первой фаза гладкого дна; реалшовывался при резком падении несущей способности (скорости) течения и выпа-дегот взвешенного материала, ассощптутощего с дропстоунами "Лавинная" седиментация взвешенного материала при выходе полых речных вод на террасовые уровни долины с образованием па-раллельнослоистых пойменных отложений. Поймештя фация горного аллювия (Чистяков, 1978; Ямских, 1993))

Неслоистые и гру-бослоистые щеб-нисто-глыбовые отложения элемента А Селевой водокзмен-ный (?) режим переноса и седиментации в режиме второй (?) фазы гладкого дна Донлая фации аллювия (Рожков, 1961), фация эллтови-алыюн отмосткн речных долин (Чистяков, 1978), фация долинного элювия (Шило, 1981), селевая фации аллювия (Кожевников, 1966), фация массового волочения катастрофических паводков (Бутвиловскли, 1993)

Элемент В объединяет весьма характерные параллельно-наклонное л о и сты е мелкощебнисто-песчанистые дресвяники и дресвянистые полимиктовые пески с включениями разрозненных глыбово-валунных частиц (дропстоунов) и псевдоокатанных включений нелитифицированных слоистых осадочных пород (от варвоподобных озерных алевропелптов до флювиальных валунных галечников). На подстилающих щебнях элемента А эти отложения залегают согласно, с плавным переходом "переслаиванием" при постепенным увеличении роли дресвяных прослоев. Мощность отложений элемента В составляет первые метры, в дисталышх разрезах террасовых форм достигая 10+12 м (до 80% стратиграфического объема паводкового циклнта). Предполагается седиментация дресвяно-песчаных осадков элемента В по пойменному типу при резком падении несущей способности течения и выпадении материала взвеси. Последнее доказывается текстурными особенностями отложений и совершенной неокатанностью дебриса, не испытавшего сколько-нибудь значительно перемещения в режиме сальтации или волочения.

Элемент С паводкового циклнта сложен градационнопостроенными мелковалунными галечниками мощностью 2+6 м, в кровле которых устанавливаются одиночные или мультиплетные косослоистые средне-мелкогалечные

серии с падением слоистости в целом вниз по течению современных рек. На подстилающих образованиях элемента В или элемента А галечники залегают со слабовыраженным размывом. Седиментация отложений элемента С связывается с кратковременным повышением скоростей и несущей способности течения на стадии спада паводков и уменьшения глубин потоков.

Завершают разрез паводковых циклитов эродированные субаэральные криотурбированные суглинки и дополняющие их в приустьевых участках долин притоков озерные ленточнослоистые алепропелитовые отложения элемента D.

3. В составе паводковых отложений выделяются образования селевой фации, фации пойменных отложений, фации самоотмостки, грядовой фации, фации подпрудыых озер н фации покровных отложений, формирование которых происходило в рамках различных седиментационных режимов.

Ранее неоднократно отмечалось несомненное литологическое сходство нормальноаллювиальных и паводковых отложений (Парначев, 1996в, 1998а,в), однако имеющиеся единичные реконструкции гидравлических параметров горноалтайских йокульлаупов (Baker et al., 1993), выводящие последние в ранг самых интенсивных экзогенных процесов, не позволяли проводить аналогии между "дилювиальным" и аллювиальным седиментогенезом в полном объеме. Полученные в последние годы оценки гидравлических параметров (Carling, 1996), оказывающих решающее воздействие на состав и строение отложений гляцигенных паводков (прежде всего - скорости течения и глубины потоков) на стадии их аккумулятивной деятельности, не превосходят или превосходят менее чем на порядок параметры современных рек в их половодные или паводковые режимы (табл. 5). Таким образом, сравнение седиментологии паводковых (или "дилювиальных"; Рудой, 1995 и др.) образований с отложениями горного аллювия становится не только геологически оправданным, но и методологически правильным.

В результате сравнительно-литологического и фациального анализов в составе отложений йокульлаупов на территории Яломано-Катунской зоны выделены следующие субфации, фации, и группы фаций, находящие свои аналоги в схеме традиционного аллювиального седиментогенеза (табл. 6): 1. Группа русловых фации

1.1. Селевая фация (существенно глыбово-щебнисто-валунные отложения элемента А паводкового циклита),

1.2. Фация самоотмостки (валунно-галечные отложения горизонта С паводкового циклита), включающая различающиеся по степени развитости косослоистых текстур

1.2.1. Субфацию самоотмостки гигантских русловых валов

1.2.2. Субфацию самоотмостки гигантских прирусловых отмелей

Таблица 5

Гидравлические параметры водных потоков в аккумулятивные стадии их деятельности

Параметры и название Скорость течения, м/с Глубина, м Расход, х!0>м'/с Возраст события Литературный источник

Горноалтанскне нокул-ьлаупы, Курайская котловина 1 от 22.15 до 1.5+8 ) 40+50 20+750 . Ош-н СагПл£, 1996б

Горноалтанскне йокул-1 ( ьлаупы, долина р.Ка-г _ [ 10.4 тунь бшп М.-Яломана ? 5 Он авторские определения

Горноалтайские йокул-; 1 ьлаупы, дол!П1а р.Ка-| _ | 14.8 тунь близ с.Платопо | ! _ . | Ош-и авторские определения

Р.Медша, шт.Техас,! 3.5 ! 10 ! 7 ! УШ.1978 [ Рудой, 1995 США ! { ! ] 1

Р.Обь, г.Салехард | . 1.5 ( 25.8 | 31.8 ; 2.УШ.1972; Гидрологический ■ : • ■ ежегодник, 1974

Р.Обь, с.Белогорье ! 1.87 26.4 | 27.5 ; 18.VI.1972; Гидрологический I 1 ; ежегодник, 1974

Р.Обь, с.Колпашево 1 1.98 15.7 1 12.1 .1 29.1V.1972! Гидрологический 1 ! 1 ежегодник, 1974

Р.Катунь, е.Сростки ! 3.16 6.8 ! , 2.190 | 22.У.1972 { Гидрологический 1 ■■■•■■ ! I ежегодтгк, 1974

Р.Катунь, с.М.Яломан | 3.33 4.1« Г 0.995 ] 20.vi.1972! Гидрологический ! 1 1 ежегодник, 1974

Р.Ншкей, П.Игарка { 2.78 | 53.7 1 . 118.0 1 15.VI. 1969 | Гидрологический ' ' ■'■ '.! ! ; ! ежегоднто, 1974

Р.М.Еннсей, } 4Л7 | 7.5 | • 2.39 \ 5X1969 { Гидрологический п.Усть-Ужен | ; | 1 ! ежегодтгк, 1974

Таблица 6

Сопоставление фациальных типов паводковых и аллювиальных отложений

Фации отложений гляцигениых паводков Фаиии аллювиальных отложений

Группа русловых фаций Группа пойменных фаций

Селевая фация Доннах фации аллювия (Рожков, 1961), фация аллювиальной отмостки речных долин (Чистяков, 1978), фация долшшого элювия (Шило, 1981), селевая фация аллювия (Кожевников, 1959, 1966, 1970)

Фация самоотмостки Фацня самоотмостки группы русловых фаций (Чистяков, 1978)

Грядовая фация Субфация аккумулятивных гряд стрежневой фации группы русловых фаций (Чистяков, 1978)

Пойменная фация 1 Пойменная фация горного аллювия (Рожков, 1961; 1 Чистяков, 1978; Ямских, 1993)

Фация подпрудных ! Фация внутренней зоны поймы и фация сезонно-(паводково занляклцихся понижений группы пойменных фаций подпрудных) озер ¡(4™», 1978)

1.3. Грядовая фация (мелковалунно-галечные гигантокосослоистые серии, в том числе и отложения гигантской ряби течения), 2. Группа пойменных фаций

2.1. Пойменная фация (параллельнослонстые песчано-мелкощебнисто-дресвяные отложения элемента В паводкового циклита)

2.2. Фация подпрудных (паводкового-подпрудных) озер (апевропесчаные варвиты элемента О) 3. Фация покровных отложений (субаэральные образования элемента Б паводкового циклита).

Отложения катастрофических гляцигенных прорывных паводков относятся к аллювиальному генетическому типу и сопоставляются с половодно-ледниковыми (просхозо-гляциальньши) осадочными образованиями речных долин Центральной России (Горецкий, 1958, 1961; Васильев, 1973) и перигляци-альным аллювием Южной и Восточной Сибири (Горшков, 1966; Архипов, 1971; Кострюков, 1971; Лаухнн, 1971; Ямских, 1992).

В истории развития главных речных долин Горного Алтая выделяется специфический перигляциальный этап, характеризующийся многократными аномально высокими паводками катастрофического характера и преобладающим инъективпым (событийным) характером морфо- и седиментогенеза. Причинно и хронологически этот этап был связан с оледенением и в пределах Яломано-Катунской зоны длился, по меньшей мере, с середины среднего неоплейстоцена до раннего голоцена (213 ООО - 6 ООО л.н.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенными исследованиями установлено циклическое строение разрезов средне-поздненеоплейстоценовои ииинской и поздненеоплейстоцен-голоценовой сальджарской толщ в пределах Яломано-Катунской зоны Горного Алтая. В составе ининской толщи выделены отложения не менее семи раздельных паводковых событий, имеющие мощность от 8 до 50 м. В разрезе вложенной сальджарской толщи выделено наличие не менее трех паводковых циклитов мощностью 7н-20 м.

Составлен обобщенный разрез паводкового циклита, включающего полную совокупность отложений отдельного йокульлаупа и содержащего четыре основных литологически и седиментологнчески отличающихся элемента.

В составе отложений йокульлаупов выделены селевая фация, фация само-отмостки, грядовая фация, фация пойменных отложений, фация подпрудных озер и фация покровных отложений. Для всех фациальных типов паводковых отложений определены диагностические признаки, реконструированы вероятные механизмы и режимы седиментации.

Отложения четвертичных гляцигенных прорывных паводков отнесены к аллювиальному генетическому типу и сопоставляются с половодно-ледниковыми (просхозо-гляциальными) отложениями равнинного скэбленда Центральной России и перигляциально-аллювиальными образованиями Южной и Восточной Сибири.

В геологической истории развития долин рек Чуя и Катунь выделяется специфический перигляциальный этап, характеризующийся многократными аномально высокими и внезапными паводками катастрофического характера, и, соответственно, преобладающим инъективным (событийным) типом долинного седименто- и морфогенеза.

Перспективы дальнейшего исследования отложений горноалтайского скэбленда связываются с развернутым датированием и палеонтологическим изучением паводковых отложений. Это позволит более точно и подробно расчленить паводковые толщи, выделить в их составе климатостратиграфические подразделения ранга горизонтов и максимально возможно детализировать четвертичную историю региона в целом. Вероятно, будет доказана предполагаемая синхронность некоторых пачек в составе ининской и сальджарской толщ, что приведет к выделению как минимум одного нового фациалъного типа паводковых отложений.

Представляется весьма плодотворной корреляция паводковых отложений Горного Алтая с синхронными образованиями Предалтайской и ЗападноСибирской равнин. Несомненно, что сброс значительного количества вод не мог не оставлять соответствующих эрозионных и аккумулятивных следов на равнинных территориях. Надежно датированные и диагностированные следы гляцигенных паводков могли бы служить надежными реперами в стратиграфической последовательности четвертичных образований обширных районов.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Рудой А.Н., Парначев C.B., Сидоркин В.В. Новые данные по морфологии и вещественному составу гигантской ряби течения (Горный Алтай)//Проб-лемы геологии Сибири. Тез. докл. - Томск: Изд-во Том. госун-та, 1994. T.I. -С. 215-217.

2. Рудой А.Н., Карлинг П.Э., Парначев C.B. О происхождении "странной" ориентировки гигантских знаков ряби в Курайской впадине на Алтае// Проблемы геологии Сибири. Тез. докл. - Томск: Изд-во Том. госун-та, 1994. Т.1.-С. 217-218.

3. Парначев C.B. Вещественный состав и механизм передвижения гигантской ряби течения (Горный Алтай)//Геодинамика Южной Сибири. Тез. докл. -Томск: Изд-во Том. госун-та, 1994. - С. 104-106.

4. Рудой А.Н., Парначев C.B. Гигантская рябь течения - свидетельство четвертичных катаклизмов/Юсновные проблемы охраны геологической среды. Инфрм. мат-лы. - Томск: Изд-во Том. госун-та, 1995.- С. 67-70.

5. Парначев C.B. Волноприбойные террасы и динамика Курайского озера (Алтай) на стадии деградации//Проблемы геологии Сибири. Тез. докл. Томск: Изд-во Том. госун-та, 1996а. - Т.1. - С. 86-88.

6. Парначев C.B. Палеогеография нивально-гляциальных систем Горного Алтая/Под ред. С.В.Парначева. Тез. докл. научи, чтений. Томск: Изд-во Том. госун-та, 1996б. - 33 с.

7. Парначев C.B. О фациальной принадлежности отложений гигантской ряби течения//Палеогеография нивально-гляциальных систем Горного Алтая. Тез. докл. научн. чтений. Томск: Изд-во Том. госун-та, 1996в. - С. 11-13.

8. Парначев C.B. Критерий катастрофичности гляцигенных паводков// Палеогеография нивально-гляциальных систем Горного Алтая. Тез. докл. научн. чтений. Томск: Изд-во Том. госун-та, 1996г. - С. 14-15.

9. Парначев C.B. Динамические условия образования отложений высоких террас Центрального Алтая//Магматизм и геодинамика Сибири. Тез. докл. Томск: ЦНТИ, 1996д. - С. 127-128.

10. Парначев C.B. Литология и стратиграфия паводковых отложений Яломан-ской впадины (Центральный Алтай)//Актуальные вопросы геологии и географии Сибири. Сборник материалов к конференции. - Т. 1. Общая и региональная геология. Стратиграфия. Палеонтология. Проблемы и задачи геологического образования. Томск: Изд-во Томск, госун-та, 1998а.- С. 8-11.

12. Парначев В.П., Вылцан И.А., Беженцев А.Ф., Устинова В.Н., Парначев C.B. Актуальные вопросы геологии и геоэкологии в исследованиях сотрудников кафедры динамической геологии Томского госуниверситета//Акту-альные вопросы геологии и географии Сибири. - Т. 1. Общая и региональная геология. Стратиграфия. Палеонтология. Проблемы и задачи геологического образования. Томск: Изд-во Томск, госун-та, 1998s. - С. 8-11.

13. Парначев C.B. Отложения гигантской ряби течения скэбленда Горного Алтая// Гляциология Алтая, 1998в, в печати.

14. Carling P.A. and Parnachov S. Late-glacial catastrophic flooding in the Altai Mountains of south-central Siberia: a synoptic overview. GLOCOPH'98, Japan (в печати).

Заказ . Тираж j.ÛÛ

РИО ТГУ Томск, ул.Никитина, 4