Связь карста верхнего Приленья с геологической структурой территории

УДК 551.4

О.С.Гутарева, Ю.Б.Тржцинский

СВЯЗЬ КАРСТА ВЕРХНЕГО ПРИЛЕНЬЯ С ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ ТЕРРИТОРИИ

Рассматривается эволюция карста территории под влиянием тектонических движений, сопровождавшихся формированием антиклинальных и синклинальных структур, которые играют особую роль при формировании и распределении подземного стока и, соответственно, при развитии карста. Описываются характерные для исследуемой территории типы современных и древних карстовых форм. На отдельных примерах показана связь закарстованности массивов с элементами геологической структуры.

O.S.Gutareva, Y.B.Trgcinsky The bond karst of hight Prilenia with geology structure territory

The evolution of karst under influence tectonic movements and formation of anticline and syncline structures is considered. These structures play the important role in formation both distribution of an underground drain and development karst. The types of modern and ancient karst forms are described which are characteristic for researched territory. The connection of karst sites with elements of geological structure is shown on examples.

Для развития карста одним из необходимых условий является трещино-ватость пород, обусловленная тектонической активностью в определенные этапы геологической истории. В статье рассматривается контроль развития карста геологической структурой территории как результата ее тектонического развития.

Наиболее детально карст верхнего Приленья изучался А.Г. Филипповым [4], в связи с исследованием пещеры Аргараканской, и Г.П. Вологодским [1], которым он был отнесен к карстовой области Прибайкальских линейных и гребневидных складок. С.М. Замараев и Г.В. Рязанов [2] изучали карст этой области в связи с оценкой его роли в формировании седиментационных бассейнов и в деформациях мел-палеогеновой поверхности выравнивания.

Тектоническое развитие территории. Рассматриваемая часть верхнего Приленья приурочена к Прибайкаль-

скому предгорному прогибу, сопряженному с Байкальской горной областью через зону глубинного разлома, являющегося краевым швом Сибирской платформы.

Становление краевой системы Прибайкалья началось в нижнем протерозое, когда образовался узкий Иликти-но-Окунайский прогиб и прошло несколько этапов формирования, в результате чего сформировался вертикальный ряд структур, венчает которые самый молодой кайнозойский прогиб.

Ко времени заложения кайнозойского прогиба дислокация осадочного чехла платформы происходила, по крайней мере, дважды: в предъюрское время (нижний-средний триас) и в юре, но каждый раз за складчатостью следовала глубокая денудация (таблица). В конце мелового периода - начале палеогенового начинается рост синклиналей и антиклиналей. Наиболее крупные из них - валы и прогибы, а более мелкие,

осложняющие их структурные формы -частные антиклинали и синклинали. На протяжении всего кайнозоя глубокой денудации не происходило, но были периоды затухания роста складок.

Судя по имеющимся данным, можно говорить, что начиная с палеогена карст имеет почти непрерывное развитие, подчиняясь геотектонической периодичности дифференциации рельефа.

Итогом тектонической деятельности стало смятие палеозойского чехла краевого прогиба Сибирской платформы в различные по размерам и морфологии линейные складчатые структуры. Характерной чертой строения складок этой территории является ослабление напряженности складчатости в направлении с востока на запад. Структуры, не теряя своей линейности, становятся шире и положе. Валы и прогибы ориентированы на северо-восток, субпараллельно краю платформы, протягиваясь на десятки и сотни километров. Разрывы располагаются вдоль и поперек простирания этих структур. Продольные разрывы относятся в основном к типу взбросов и взбросо-надвигов. Разрывы сбросового типа встречаются реже и связаны с оседанием соленосных толщ в результате карстообразования. Поперечные разрывы имеют меньшую протяженность и представлены сбросами либо взбросами со сдвиговой компонентой [2].

Кайнозойская дифференциация валов и прогибов на антиклинали и синклинали привела к повышению трещино-ватости карбонатных пород, которые были обнажены в ядрах валов, а поверхность находилась в зоне свободного водообмена. Всё это, при сопутствующих условиях, способствовало увеличению интенсивности карста и заложению новых карстовых бассейнов осадко-накопления.

Породы восточной части верхнего Приленья в пределах предгорного прогиба представлены в основном доломитами, доломитистыми известняками и

известняками, в которых при движении на запад появляются гипс-ангидритовые и соленосные толщи ангарской свиты.

Проявления карста в различные периоды. История развития карста исследуемой территории начинается со среднего кембрия, когда уже были накоплены значительные по мощности нижнекембрийские отложения. О карсте этого времени говорят красноцветные коры выветривания среднекембрийско-го возраста, которые были обнаружены при заложении шурфов в бассейне р. Иликта [1].

Проявления допалеогенового карста в пределах обозначенной территории не встречаются, что связано либо с их размывом в последующее время, либо просто со слабой изученностью.

Палеогеновые формы карста представлены узкими вытянутыми в северовосточном направлении котловинами, заполненными неогеновыми красно-цветными глинами с пластами песков. Как видно на схемах (рис. 1,2), они имеют северо-восточное простирание либо поперек его - северо-западное, и контролируются зонами разломов. В размерах котловины достигают несколько десятков километров. В структурном отношении большая часть котловин приурочена к склонам антиклинальных складок, к местам выхода на дневную поверхность отложений ангарской свиты или осинского горизонта усольской свиты, т. е. к зоне, которая в прошлом была наиболее насыщена сульфатами.

В неогене происходит ослабление тектонической активности, предполагается некоторое ослабление карстового процесса по сравнению с предыдущим периодом, также обусловленное ариди-зацией климата [3]. Однако карстовый процесс продолжает развиваться и во время накопления осадков, то есть неогеновые карстовые котловины имеют конседиментационный характер.

На рубеже неогена и четвертичного периода, в связи с очередным этапом

Рис. 1. Схема расположения некоторых карстовых форм на левом берегу р. Лена:

1 - оси валов; 2 - оси прогибов; 3 - разломы; 4 - источники; 5 - воронки; 6 - поноры; 7 - пещеры; 8 - суходолы

тектонической активности, существующие карстовые формы активизируются, осложняются депрессиями, котловинами и воронками более позднего возраста, т. е. имеют унаследованный характер.

Четвертичные формы карста представлены котловинами, воронками, по-норами, суходолами, озерами.

Современное состояние различных карстовых форм

Воронки обычно имеют провальный генезис и располагаются линейно либо группами вдоль тектонически ослабленных зон. Наиболее обширные поля воронок расположены в междуречье Лены и Правой Тонгоды (урочище Монгольские степи), в бассейне Илик-ты. Часто воронки служат поглотителями поверхностных водотоков, т.е. поно-рами. Поноры имеются, в частности, в бассейне Иликты в долине ручья Анга-ракан и в других местах. Широко распространены карстовые источники, например, источник Куйтун, в долине Манзурки с дебитом 2,5 м3/с, источники близ деревни Аргун, ключ Горький, источник в долине реки Чанчур с дебитом

почти 3 м/с, в долине Иликты с дебитом 6 м3/с [5]

Карстовые озера в пределах рассматриваемой территории приурочены большей частью к карстовым котловинам, реже к воронкам. Они имеют небольшую глубину до 3 м, ширина обычно не превышает нескольких десятков метров, питание их происходит преимущественно за счет поверхностных вод, в связи с чем их режим находится в тесной зависимости от климатических условий. В местах, где идет интенсивная распашка земель, такие озера часто пересыхают.

Широко распространены суходолы, представляющие собой карстово-зрозионные долины с временным стоком, образованные за счет слияния цепочки воронок вдоль тектонически ослабленных зон. Наиболее крупный расположен в бассейне р. Манзурки - суходол Карлук, длиной до 40 км, площадь водосбора 800 км2. В бассейне р. Иликты - суходол Темниковский Ше-викан длиной 15 км. Карстовые формы ориентируются по простиранию складок и приурочены к местам выхода на поверхность карбонатных пород (см. рис.1). Еще одним примером контроля развития карста складчатыми структурами и разрывными нарушениями может служить группа карстовых форм в долине ручья Ангаракан, находящегося в восточной части исследуемой территории в известняках ангарской свиты кембрия, мощностью около 450 м. Карстовые формы приурочены к тектоническому разлому северо-восточного направления (см. рис. 2).

Пещера Аргараканская заложена в крыле синклинальной складки, что отражается в ее морфологии. Поперечные уклоны полов и потолков гротов совпадают с углом падения пластов, достигая иногда 30 градусов. Пещера представляет собой сеть галерей и гротов, вытянутую в направлении, согласующемся с направлением разлома. Вход в пещеру расположен на дне воронки диаметром

Ангаракан У- ^^-"'марикта ~ Фу*

^ЧООсс,^ ^^^ Ф* V Ч V ............* ,г-и

V. ..........--Г"'

1 Е 32 03 Н4 5 6

около 4 м и глубиной 1 м на высоте 64 м над уровнем ручья. Длина пещеры превышает 8 км, а глубина достигает 57 м (по материалам спелеоклуба Арабика). Вблизи пещеры ручей Ангаракан с расходом около 40 л/с полностью поглощается понором в виде удлиненной карстовой воронки.

Рис. 2. Схема расположения карстовых форм в долине ручья Ангаракан:

1 - предполагаемая зона разлома; 2-контуры пещер; 3 - обнажения пород; 4 - входы в пещеры; 5 - воронки; 6 - понор

К этому же разлому приурочена пещера Рождественская, представляющая собой полость шириной около 3 м, длиной 10 м. Вход в пещеру образует провальная воронка средним диаметром и глубиной 3 м. Заполненность льдом практически всех трещин в пещере (в декабре), а также ледяная пробка,

Таблица 1

Тектоническое развитие территории в мезозое и кайнозое

Эра Период Эпоха Фаза роста складок в осадочном чехле Тектонический цикл

верхний рост складок

Четвертичный средний

нижний

рост складок

58 Неоген плиоцен затухание роста складок 58 8 И о

О со о

8 58 миоцен рост складок 58 О

й « олигоцен О 8 58 й «

затухание роста складок,

денудация антиклиналей

Палеоген эоцен рост складок

затухание роста складок,

палеоцен денудация антиклиналей

начало роста синклиналей и

Мел верхний антиклиналей

нижний глубокая денудация валов

верхний 58 8 И о 58

58 О Юра средний рост частных валов и про-

со О со нижний гибов

<ц 2 затухание роста валов и прогибов, денудация со О

верхний <ц 2

Триас средний

рост валов и прогибов

нижний

препятствующая проникновению в другие части пещеры, свидетельствуют о значительной инфильтрации поверхностных вод в глубь массива и, соответственно, об активности современного карста. Продолжение разлома фиксирует цепь воронок, ориентированная в северо-восточном направлении. А выходы теплого воздуха из трещин в обнажении пород свидетельствуют о пустотах, в которых возможна значительная циркуляция воздуха.

Выводы

Таким образом, интенсивная складчатость и связанная с этим трещи-новатость карбонатных пород, при со-путствии других необходимых условий (наличие растворимых пород, наличие в трещинах движущейся воды и достаточная агрессивность воды по отношению к породам), способствовали развитию карста рассматриваемой части верхнего Приленья и определили развитие карстовых форм в пространстве.

Институт земной коры СО РАН, аспирантка. Рецензент А. Н.Иванов

Библиографический список

1. Вологодский Г. П. Карст Иркутского амфитеатра. - М.: Наука, 1975. - 124 с.

2. Замараев С.М., Адаменко О.М., Рязанов Г.В, Кульчитский А.А., Адаменко Р. С., Викентьева Н. М. Структура и история развития Предбайкальского предгорного прогиба. - М.: Наука, 1976. -136 с.

3. Инженерная геология СССР. Т.3. Восточная Сибирь. - М.: Изд-во Московского ун-та, 1977. - 700 с.

4. Филиппов А. Г. Перераспределение некоторых элементов в отложениях Аргараканской пещеры (Иркутская область) // Пещеры. Типы и методы исследования. - Пермь: Пермский университет, 1984. -С. 56-60.

5. Шенькман Б. М. Гидрогеология карста краевой зоны Ангаро-Ленского артезианского бассейна. // Гидрогеология и инженерная геология Сибири. - Новосибирск: Наука, 1990. -С. 21-26.

УДК 528.472:504.4.062.2 (282.256.347) Т.А.Ташлыкова

АБРАЗИОННО-АККУМУЛЯТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ НА УЧАСТКЕ ПРАВЫЙ ШАМАНОВСКИЙ УСТЬ-ИЛИМСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

Производится анализ условий и факторов, влияющих на развитие главных берегофор-мирующих процессов в данной части водоема. При обработке и анализе полевых данных выявлено, что изменение положения уровня воды в результате эксплуатации водоема (одного из главных факторов) влечет за собой моментальную перестройку в подводной части отмели.

Т.Р.ч Tashlykova

The abrasion-accumulative processes in the pravy Shamanovsky area of the Ust-Ilim

reservoir

The paper deals with the analysis of conditions and factors, that influence the development of main coastal processes. Processing of the analysis data has revealed that the variations of wa-