К стратиграфии девона центральной части Мариинской тайги (Кузнецкий Алатау)

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 165 1969

К СТРАТИГРАФИИ ДЕВОНА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ МАРИИНСКОЙ ТАЙГИ

Б. Д. ВАСИЛЬЕВ

Девонские отложения бассейна среднего течения реки Кии и ее левых притоков (рек Кожуха и Кун дата) изучались нами в связи с определением возраста сравнительно молодой золотоносной габбро-сиенитовой интрузии. Однако само по себе наличие в осевой части Кузнецкого Алатау мощных толщ девонского возраста, их стратиграфия и особенности слагаемых ими структур заслуживают внимания.

В пределах центральной части Мариинской тайги (рис. 1) девон представлен осадочными и вулканогенными образованиями, которые распадаются на две толщи, разделенные угловым несогласием: нижнюю (красноцветную) и верхнюю (вулканогенную). Наибольшую мощность девонские отложения имеют на юго-западе описываемого района, в Па-латнинском грабене, где они представлены обеими толщами и собраны в крупные складки широтного простирания.

Севернее, в бассейне р. Тулуюл, и далее к северо-востоку по р. Кожух и рч. Бодочаг, пользуются преимущественным распространением терригенные отложения нижней толщи. Здесь они собраны в узкую синклиналь северо-восточного простирания, осложненную мелкими складками и разбитую поперечными сбросами на три крупных блока: Ту-луюльский, Кожуховский и Бодочагский. Вулканогенные образования верхней толщи, кроме Палатнинского грабена, получили распространение в зоне широтного Макаракского разлома у пос. Макарак на р. Кие. Ими же слагается ряд водораздельных высот между Макараком и Па-латнинским грабеном.

Вопросы расчленения и возраста красноцветных и вулканогенных отложений района решались различно. Еще на геологической карте В. С. Реутовского и А. М. Зайцева (1896 г.) красноцветные отложения были выделены в самостоятельную толщу и датированы условно верхним девоном. Д. В. Никитин [9] относил вулканогенную толщу бассейна р. Палатной условно к нижнему силуру, а красноцветные отложения — к девону. А. Н. Чураков [10] считал вулканогенную толщу верхнесилурийской. Н. Н. Дингельштедт [5] условно относил к нижнему девону красноцветные отложения в бассейне р. Кожух и по р. Тулуюлу.

А. Р. Ананьев в 1940 году сопоставил красноцветные отложения Кундустуюла с девонскими красноцветами Тайдонского района (с флорой) и отнес их к среднему девону. «Эффузивно-конгломератовая формация» бассейна р. Палатной условно была отнесена им к нижнему— среднему девону (Д1-2). Однако уже в 1946 году А. Р. Ананьев пред-200

ложил новую схему стратиграфии девонских отложений, выделив две самостоятельные свиты, разделенные крупным тектоноденудационным перерывом. К нижней свите (Д1) были отнесены красноцветные осадочные породы южной части района (Кундустуюл-Афанасьевка). Вулканогенные образования бассейна р. Палатной были выделены А. Р. Ананьевым на этом этапе исследований в самостоятельную палатнинскую формацию, отделенную от нижележащих красноцветов несогласием.

Рис. 1. Схема расположения девонских отложений в центральной части Мариинской тайги. Составил Б. В. Васильев.

Палатнинская вулканогенная толща (Да)* 1 — верхняя эффузивная пачка, 2 — нижняя ту-фогенная пачка.

Красноцветная толща (Д? ): 3 — верхняя грубообломочнад. пачка, 4 — средняя тонкообломочная пачка, 5 — нижняя грубообломочная пачка.

6 — додевонские породы фундамента

Однако эта формация почему-то включалась им в состав нижней свиты, Верхняя красноцветная свита относилась условно к среднему девону и объединяла красноцветные отложения Тулуюла, Кожуха и Бодочага. Таким образом, говоря о выделении двух свит, А. Р. Ананьев [3] факти-

чески выделил три самостоятельных крупных стратиграфических единицы, разделенные несогласиями, а именно: нижнюю красноцветную свиту, палатнинскую вулканогенную формацию и верхнюю красноцветную свиту, и повторил эту схему позднее [4].

Л. В. Алабин [1] все девонские отложения района при геологической съемке масштаба 1:200 000 отнес к тельбесской серии нижне-среднеде-вонского возраста (Д^о), ошибочно рассматривая красноцветные и вулканогенные образования как фациальные аналоги. Впервые собранная Л. В. Алабиным в зеленовато-серых конгломератовидных песчаниках на р. Кундат флора была обработана палеонтологами ВСЕГЕИ Н. М. Петросян и Г. П. Радченко, которыми были определены: Taenioc-rada sp., Psilophyton cf. princeps Daws., Psilophyton goldschmidtii Halle, Psilodendrion sibiricum Lep., Uralia sp.

Позднее Л. В. Алабин [2] в южной части района (Кундустуюл-Афа-насьевка) расчленил тельбесскую серию на две свиты, разделенные несогласием: нижнюю—красногорскую и верхнюю — палатнинскую, подтвердив тем самым правильность выделения А. Р. Ананьевым нижней красноцветной свиты и палатнинской формации. Вопрос о верхней крас-ноцветной свите, объединяющей, по А. Р. Ананьеву, девонские осадочные образования бассейна Тулуюла, Кожуха и Бодочага, Л. В. Алабиным не рассматривался.

На основании материалов, полученных в результате геологической съемки и изучения разрезов, мы пришли к выводу, что верхняя красно-цветная свита А. Р. Ананьева является аналогом его нижней свиты. На чем основывалось выделение верхней красноцветной свиты? Непосредственные возрастные отношения выделявшейся свиты с палатнинской формацией установлены не были. В основу выделения свиты А. Р. Ананьевым были положены три момента:

1) отсутствие в составе ее диабазовых силлов, так широко распространенных среди красноцветных отложений южной части района, где выделялась нижняя свита;

2) наличие в гальках базальных конгломератов на р. Кожух эффу-зивов, аналогичных эффузивам палатнинской формации;

3) различное простирание складчатых структур, в которые собраны красноцветные отложения: широтное на юге (нижняя свита) и северовосточное, до меридионального в бассейне р. Кожух (верхняя свита).

Отрицая самостоятельность верхней красноцветной свиты и парал-лелизуя ее с нижней, мы опираемся на следующие материалы.

1. Силлы диабазов не являются исключительной принадлежностью красноцветных отложений южной части района: они встречены \ нами и в бассейне р. Кожух, хотя и в меньшем количестве.

2. Сравнительное изучение девонских конгломератов цо Кундусту-юлу и Кожуху показало, что в их составе действительно есть гальки эффузивных пород, причем в конгломератах Кундустуюла (нижняя свита, по А. Р. Ананьеву) таких галек даже больше, чем в конгломератах на р. Кожух (верхняя свита, по А. Р. Ананьеву). Эффузивные породы в гальках представлены вишнево-бурыми альбитофирами, которые свойственны не палатнинской формации, " а докембрийской вулканогенной толще, обнажающейся по р. Кундат выше устья рч. Соболинки.

3. Что касается различного простирания складчатых структур красно-цветных отложений, то этот критерий не может браться здесь за основу при выделении свиты, поскольку даже в пределах единой полосы красноцветных отложений простирание структур меняется резко с широтного в бассейне рч. Тулуюл на меридиональное при устьи рч. Тигули и на северо-восточное по Бодочагу. Образование таких резко несогласных по простиранию структур в девонских отложениях Северо-Минусинской 202

впадины получило объяснение в работах И. В. Лучицкого [7],, Я. Г. Каца [6], А. А. Моссаковского [8] и других геологов как отражение в осадочном девонском чехле глыбовых перемещений фундамента впадины. В свете этого образование различно ориентированных складок в девонских красноцветных отложениях Кундустуюльско-Кожуховской подвижной зоны вполне возможно в результате одной фазы складчатости, вызвавшей глыбовые перемещения отдельных блоков фундамента в пределах рассматриваемой зоны.

4. Сравнивая стратиграфические колонки (рис. 2) красноцветных •отложений бассейна р. Кундустуюл (нижняя свита, по А. Р. Ананьеву), рек Кожух и Тулу юл (верхняя свита, по А. Р. Ананьеву), не трудно за-

йШ

г5о

250 $00 750 м.

Рис. 2. Схема сопоставления разрезов красноцветных девонских отложений бассейна р. Кии. 1 — вулканогенные образования Палатнинской толщи, 2 — силлы диабазов, 3 — косослоистые песчаники, 4 — аргиллиты, 5 — альбитофиры, О — песчаники, 7 — конгломераты и конгломера-тивные песчаники, 8 — породы фундамента

метить, что повсеместно в составе красноцветной толщи можно выделить три крупных пачки: конгломерато-песчаниковую, аргиллитовую и существенно песчаниковую. Мощности нижней и средней пачек сопоставимы в отдельных разрезах.

5. Наконец, на р. Кожух против устья рч. Тигули в крупном скальном обнажении нами установлено непосредственное налегание диабазовых миндалефиров на размытые структуры верхней красноцветной свиты А. Р. Ананьева.

Приведенные выше материалы свидетельствуют о том, что как на юге района — на участке Кундустуюл-Афанасьевка, так и на севере— в бассейне р. Кожух, мы имеем дело с красноцветными отложениями" одного стратиграфического положения, отвечающего полностью нижней красноцветной свите А. Р. Ананьева. Для выделения верхней красно-цветной свиты в настоящее время нет оснований. Однако мы считаем' более правильным на современном этапе исследований отказаться от названия «нижняя красноцветная свита» в пользу названия «красно-цветная толща», учитывая, что мощность и трехчленное строение толщи позволят в дальнейшем обоснованно выделить в ее составе как нам представляется, две пульсационные свиты, соответствующие двум крупным циклам осадконакопления.

Рассмотрим с этих позиций стратиграфию девонских отложений, района.

Красноцветная толща

В Палатнинском грабене красноцветные отложения изучались нами в междуречьи Большого и Малого Кундустуюлов, у восточной границы грабена. Красноцветная толща здесь полностью вскрывается вкрест простирания рекой Кундустуюл на расстоянии от 750 до 2750 и выше устья последнего, а также р. М. Кундустуюл и р. Кундат. Залегая несогласно на коре выветривания сиенито-диоритов Кундатско-го массива и вмещающих его породах нижнего кембрия, красноцветные отложения падают на север с увеличением угла падения от 34 до 60° и несогласно перекрываются туфоконгломератами палатнинской вулканогенной толщи (рис. 2).

Базальные слои толщи представлены, как правило, вишнево-крас-иыми алевролитами, сменяющимися выше по разрезу крупно-галечнико-вьши конгломератами, которые обычно не имеют строго определенного стратиграфического положения при прослеживании по простиранию. Только в интервале 80—100 м конгломераты слагают пласт, выдержанный по простиранию в пределах всего грабена.

В составе конгломератов преобладают гальки интрузивных пород Кундатского массива, вишнево-красных альбитофиров, микрокварцитов. Сравнительно часты гальки кварца. Цемент конгломератов базаль-ный, известково-алевролитовый.

Стратиграфически выше конгломератов залегают грубозернистые красноцветные песчаники (150 м), светло-желтые аркозовые песчаники (120 м) и красноцветные средне- и мелкозернистые песчаники (150 м)> разделенные силлами диабазов различной мощности.

В кровле конгломерато-песчаниковой пачки залегают светло-розовые альбитофиры, мощность которых на р. Кундустуюл достигает 120 м. Они прослежены по простиранию на расстоянии 4 км до р. Кундат, где мощность их значительно снижается. На р. М. Кундустуюл наблюдались пересечения альбитофиров диабазами.

Над альбитофирами залегает аргиллитовая пачка,, состоящая снизу вверх из красноцветных аргиллитов (100 м), зеленовато-серых мергелистых аргиллитов (100 м) и снова красноцветных аргиллитов (70 м). Между собой и от вышележащей песчаниковой пачки они отделены силлами диабазов мощностью до 80 м.

Вышележащая песчаниковая пачка мощностью не менее 250 м имеет сложное строение: в ее составе имеются красноцветные и сероцвет-ные, аркозовые и полимиктовые песчаники, алевролиты и аргиллиты. Для пород пачки характерны косослоистость, трещины усыхания и волновая рябь. В грубозернистых зеленовато-серых песчаниках этой пачки*

в левом борту р. Б. Кундат Л. В. Алабиным обнаружена псйлофитовай *флора, позволяющая определить возраст красноцветной толщи.

Стратиграфически выше песчаниковой пачки зйлегают туфоконгло-мераты палатнинской вулканогенной толщи. Красноцветная толща в разрезе по р. Кундустуюл имеет общую мощность около 1400 м. Примерно 20%' ее объема приходится на силлы диабазов.

Конгломераты красноцветной толщи на р. Кундустуюл интенсивно эпидотизированы, а в поле распространения красноцветной толщи на водоразделе Б. и Мал. Кундустуюлов нами встречались крупные глыбы молочно-белого, тонкополосчатого зонарного кварца характерного для кварцевых жил, сопровождающих штоки позднедевонских (?) щелочных гранитов вдоль восточной границы грабена.

В бассейне р. Тулу юл красноцветная толща собрана в синклинальную складку северо-восточного простирания, рассеченную диагонально при устьи Малого Тулуюла мощной зоной рассланцевания (до 0,5 км), в пределах которой красноцветные отложения пронизаны массой тонких прожилков шестоватого розового кальцита. По составу слагающих пород толща четко делится на три крупные пачки: конгломера-то-песчаниковую (700 м), аргиллитовую (до 600 м) и песчаниковую (более 200 м), причем конгломераты нижней пачки, как правило, не являются базальными. В составе верхней пачки наряду с мелко- и сред-незернистыми песчаниками имеются конгломератовидные. Толща прорвана дайками лабрадоровых порфиритов и залегает несогласно на зеле-нокаменных порфиритах кембрия, имея общую мощность не менее 1500 метров.

В разрезе по р. Кожух выше устья рч. Тигули красноцветная толща через базальный конгломерат ложится на размытую поверхность Кожуховского массива. Мощность конгломерата не более 20 м. В составе его преобладают валуны и крупная галька гранитных пород Кожуховского массива, имеются гальки розово-серых и вишнево-красных аль-битофиров. Выше по разрезу в составе конгломерато-песчаниковой пачки (650 м) наблюдается чередование красноцветных и сероцветных песчаников, часто косослоистых, с горизонтами аргиллитов. Редко встречаются маломощные силлы диабазов. Стратиграфически выше песчаники почти полностью вытесняются из разреза аргиллитами, слагающими пачку мощностью до 500 метров. Над аргиллрггами залегает пачка грубооб-ломочных пород мощностью не менее 500 метров. Начинается пачка песчаниками, затем в ней появляются крупногалечниковые конгломераты (50 м), в составе которых наряду с другими содержатся гальки белых ролитовых известняков, характерных для района с. Карачарово (в 20 км к северо-западу). Конгломераты сменяются грубозернистыми кососло-истыми красноцветными песчаниками с линзами конгломератов. Толща прорвана дайками лабрадоровых порфиритов и диабазов, а в левобе-режьи р. Кожух против устья рч. Тигули несогласно перекрыта диабазовыми миндалефирами. Общая мощность толщи в разрезе по р. Кожух— 1700 м.

Таким образом, красноцветная толща района во всех основных разрезах залегает несогласно на кембрийских породах или коре выветривания интрузивных пород Мартайгинского комплекса и четко подразделяется на три крупных пачки: нижнюю грубообломочную, среднюю тонкообломочную и верхнюю грубообломочную. В южной части района она насыщена силлами диабазов и достигает мощности 1400 метров. Верхняя пачка толщи содержит флору псилофитов кобленца. Перекрывается красноцветная толща несогласно вулканогенными породами палатнинской свиты, что непосредственно наблюдается на р. Кожух против устья рч. Тигули, а также устанавливается геологическим картированием

в Палатнинском грабене, где вулканогенные образования залегают на различных горизонтах красноцветной толщи, отличающихся по страти- . графическому положению более, чем на 1000 метров.

Палатнинская вулканогенная толща

Под названием палатнинской нами описывается мощная вулканогенная толща, залегающая стратиграфически выше красноцветной толщи и получившая наибольшее развитие в бассейне р. Палатной. По объему она соответствует Палатнинской формации А. Р. Ананьева [3]. О несогласном характере залегания толщи свидетельствует налегание ее на различные горизонты красноцветной толщи в Палатнинском грабене и непосредственно на кембрийские и докембрийские карбонатные толщи в бассейне рч. Натальевки.

Наиболее полно вулканогенная толща представлена в Палатнинском грабене, где по составу слагающих пород она можетч быть подразделена на две крупные пачки: нижнюю—существенно туфогенную и верхнюю— эффузивную. Нижняя пачка толщи слагается туфоконгломера-тами и смешанными литовитрокластическими туфами андезитовых пор-фиритов. Мощность пачки не постоянна и уменьшается резко в направлении с юга на север и северо-восток до полного выклинивания. Так, в разрезе к югу от г. Палатной мощность туфогенной пачки достигает 1000 м, в разрезе по р. Б. Тулуюл она сокращается до 150 м, а в бассейне рч. Натальевки практически исчезает.

Верхняя пачка толщи слагается эффузивами основного и среднего состава с горизонтами туфогенных пород. Преобладающими в составе пачки являются андезиновые порфириты, менее распространены плаги-оклаз-роговообманковые, плагиоклаз-пироксеновые и пироксеновые порфириты, лабрадоровые порфириты, альбитофиры и базальты. Слабая обнаженность района препятствует составлению полного разреза толщи. Сравнительно детально вулканогенная толща изучена нами в районе пос. Макарак по долине Васькиного ключа, где она имеет сложное строение с закономерно возрастающей мощностью отдельных пачек пород в северо-восточном направлении.

Среди пород, слагающих толщу снизу вверх, здесь выделяются диабазовые порфириты, плагиоклазовые порфириты, альбитофиры и мела-фировые базальты.

Особое положение в составе вулканогенной толщи занимают мела-фиры, мелафировые базальты и лабрадоровые порфириты, представляющие одну естественную ассоциацию. Перечисленные пароды получили распространение в вершине Васькиного ключа и на водоразделе его с р. Кией, где они залегают то на лабрадоровых порфиритах Берикуль-ской свиты, то на описанных выше плагиоклазовых порфиритах и аль-битофирах девонской вулканогенной толщи. Палеобазальты горы Лохматой имеют аналогичное стратиграфическое положение и перекрываются авгитовыми порфирита.ми. Последние широко развиты и в районе г. Палатной в верхах вулканогенной толщи.

Отмеченные выше эффузивные породы не исчерпывают всего разнообразия пород вулканогенной толщи, но дают представление о ее составе. Следует лишь ответить, что лабрадоровые порфириты в составе толщи не только связаны с базальтами, но образуют самостоятельные крупные тела в нижней части толщи в бассейне р. М. Тулуюл, а также силлы и дайки в красноцветных отложениях по рч. Сосновке и Бодочагу.

Мощность эффузивной пачки вулканогенной толщи в бассейне Васькиного ключа не превышает 300 м, однако в Палатнинском грабене по разрезам с учетом структуры она достигает 1000 м. Суммарная мощ-

ность вулканогенной толщи в ГТалатнинском грабене достигает 2000 м, В бассейне Васькиного ключа и но р. Кие у пос. Макарак породы вулканогенной толщи вмещают мелкие штоки титан-авгитовых габбро, габбро-сиенитов и претерпели интенсивный щелочной метасоматоз. На южном склоне г. Палатной пироксеновые порфириты прорваны своеобразными гранит-порфирами с микропегматитовой основной массой. Па-латнинская толща условно датируется эйф-елем.

ЛИТЕРАТУРА

1. Л. В. Алабин. Ольгинский интрузивный массив на северо-западе Кузнецкого Алатау. Вестник Западно-Сибирского и Новосибирского геологических управлений, вып. 3, 1959

2. Л. В. Алабин. К расчленению отложений Тельбесской серии на севере Кузнецкого Алатау. Мат. по минералогии, петрографии и полезн. ископаемым Западной Сибири и Красноярского края. вып. 3, изд. ТГУ, 1965.

3. А. Р. Ананьев. Кожуховский гранито-диоритовый массив в северо-западных отрогах Кузнецкого Алатау. Ученые записки Томского госуниверситета, № 14, 1950.

4. А. Р. Ананьев. О перерывах в отложениях континентального девона в Сая-но-Алтайской горной области по палеоботаническим данным. В кн. Доклады палео-ботан. конф. Изд. ТГУ, 1962.

5. Н. Н. Дингельштедт. Геологические исследования в бассейне реки Б. Кожух. Тр. Всесоюзн. геол. развед. объединен., вып. 249, 1933.

6. Я. Г. К а ц. Основные этапы развития центральной части Минусинского межгорного прогиба в девоне. Изв. высш. учебн. завед., Геология и разведка, № 12, 1959.

7. И. В. Лучицкий. Вулканизм и тектоника девонских впадин Минусинского межгорного прогиба. Изв. АН СССР, М., 1960.

8. А. А. Моссаковский. Тектоническое развитие Минусинских впадин и их горного обрамления в докембрии и палеозое. Госгеолтехиздат, М., 1963.

9. Д. В. Никитин. Геологическое строение и,полезные ископаемые северо-западной части Кузнецкого Алатау. Тр. ЦНИГРИ, вып. 124, 1940.

10. А. Н. Чур а к о в. Кузнецкий Алатау. История его геологического развития и его геохимические эпохи. Очерки по геол. Сибири. Изд. АН СССР, М., 1932.