big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Общие черты геологического строения района

Современный горный хребет Каратау представляет собой в геологическом отношении сложное, несомненно гетерогенное многоэтажное складчатое сооружение, сформировавшееся в результате нескольких геосинклинальных тектонических циклов и перешедшее в начале мезозойской эры в платформенную стадию развития. В пределах хребта на дневную поверхность выходят все имеющиеся здесь структурные этажи, хотя площади их обнажения весьма различны.

Древнейший этаж Каратау сложен породами протерозойского возраста, развитыми главным образом вдоль его северо-восточных склонов и предгорий, где они образуют крупное поднятие, известное в литературе под наименованием Кок-Джотского горста, а также на юго-западе в пределах Сыр-Дарьинской депрессии близ ст. Чиили. Породы протерозойского возраста расчленяются на два крупных комплекса. Характер их залегания свидетельствует о том, что перед нами не единый структурный этаж, а более сложное сооружение, состоящее из двух подэтажей.

Нижний подэтаж образован отложениями раннего протерозоя, представленными различного типа гнейсами, кристаллическими сланцами, роговиками и другими породами. Большую роль в строении подэтажа играют значительно измененные интрузивные породы типа габбро, диоритов и плагиогранитов. Общая мощность всех названных пород не менее 2500 м.

В пределах Каратау располагается несомненно лишь часть этой древнейшей складчатой структуры, характеризующейся весьма сложным строением. Она представляет собой комплекс многочисленных, обычно крутых, часто изоклинальных складок, имеющих в плане отчетливо линейные формы и сходные для всех них северо-восточные и широтные простирания. Складки почти всюду осложнены разрывными нарушениями различных типов, среди которых преобладают трещины и крутые смещения взбросового характера.

В строении второго, более молодого структурного подэтажа принимают участие породы позднего протерозоя (рифея?). Площадь выходов данного этажа несколько шире, чем предыдущего. Разрез слагающих его пород представлен весьма пестрым комплексом, среди которого имеются осадочные, вулканогенные и метаморфические образования. Здесь присутствуют песчаники, доломиты, известняки, туфы, туфобрекчии. туфопесчаники, различного типа эффузивы и весьма разнообразные кристаллические сланцы. Общая мощность всех этих пород 2000—2500 м. Так же как и древнейший, рассматриваемый подэтаж представляет собой обширное складчатое сооружение, простирающееся несомненно далеко за границы современного горного хребта.

Судить о характере соотношений нижнего и верхнего подэтажей довольно трудно, так как в пределах района они отделены друг от друга швом крупного разрывного смещения. Породы позднего протерозоя повсюду, где они обнажены, сильно дислоцированы. Они образуют многочисленные складчатые формы, ориентированные в основном с северо-запада на юго-восток, т. е. в соответствии с преобладающим простиранием всех более молодых структурных элементов хребта. Складки, как правило, крутые и сильно сжатые и характеризуются различными наклонами осевых поверхностей. Однако интенсивность деформаций на площади неодинакова. Наиболее сложные складчатые формы развиваются в пределах главным образом Малого, а не Большого Каратау.

Складчатая структура верхнего подэтажа осложнена большим числом разрывных нарушений. По-видимому, здесь развиты разрывы в основном двух генераций. Одни из них возникли совместно со складчатыми формами, другие сформировались позднее. Первые обычно морфологически тесно связаны со складками. Чаще всего они осложняют их крылья, представляя собой крутые продольные или диагональные взбросы. Вторые, как правило, более крупные. Они не связаны с отдельными складками и обусловливают появление многочисленных неправильно-ромбовидных в плане блоков. Ко второму типу разрывов должен быть отнесен в первую очередь широко известный в литературе Главный Каратауский разлом. Возможно, что не менее крупный разлом такого же типа располагается и вдоль юго-западных предгорий хребта. Он ограничивает здесь уже упомянутый выше сырдарьинский выход нижнепротерозойских пород.

Многие из разрывных нарушений так же, как ив нижнем протерозое, в разные отрезки времени служили подводящими каналами для магматических расплавов. В результате в их зонах возникли различные по размерам и форме интрузивные тела. К последним, например, относятся Кумыстинский плутон граносиенитов в Северо-Западном Каратау, габбровая интрузия северо-восточного склона Центрального Каратау и др.

Вопрос о том, сохраняется ли описанный общий тип строения протерозойских отложений на территории хребта, перекрытой более молодыми отложениями, в частности палеозойскими, остается не решенным. Вероятно, существенных изменений в структурном плане обоих подэтажей здесь не происходит. Косвенные данные об этом дают геофизические исследования и в частности гравиметрия и магнитометрия. Изменения интенсивности гравитационного и геомагнитного полей на площади района сравнительно невелики. Это может быть результатом однородного строения древнего комплекса, в недрах которого и располагаются основные аномалообразующие массы. Интересно также, что напряженность гравитационного поля закономерно ослабевает в южном направлении. Это объясняется постепенным погружением с севера на юг поверхности складчатого протерозойского фундамента.

Второй структурный этаж Каратау — каледонский — образован породами нижнего палеозоя (кембрия и ордовика). Кембрийская система представлена в его пределах всеми тремя отделами, каждый из которых состоит из нескольких литологически различных свит. В целом в строении разреза принимают участие самые разнообразные сланцы, песчаники, конгломераты, алевролиты, известняки, доломиты и другие породы. Их общая мощность достигает 2500 м.

Без следов несогласия породы "кембрия перекрываются отложениями ордовика, наиболее широкие выходы которых фиксируются в северо-западной половине Большого Каратау. Ордовик представлен здесь тремя отделами, расчленяющимися на ряд литологически различных свит. Последние слагаются алевролитами, разнообразными сланцами, песчаниками, конгломератами и комплексом эффузивов. Общая мощность ордовикских отложений не менее 3000 м.

Перечисленные породы нижнего палеозоя образуют в районе крупное геосинклинальное сооружение, размеры которого несомненно превышали площадь современного хребта. Привлекает внимание наличие двух областей, характеризовавшихся в соответствующий отрезок времени относительной устойчивостью тектонического режима. Одна из них, как уже отмечалось, располагалась вдоль северо-восточного склона хребта, приурочиваясь к зоне современных выходов пород протерозойского комплекса (Кок-Джотское поднятие). Другая обрамляла каледонский прогиб с юго-запада, тяготея к области современного положения долины р. Сыр-Дарьи. Помимо этих двух сильно поднятых краевых зон в пределах рассматриваемого прогиба, по данным Г. И. Макарычева (1961), имелись также два древних внутренних поднятия— Быкырлы-Кумыстинское и Мынжилгинское. На участках этих поднятий отмечаются резкие сокращения мощности и даже полное выпадение пород кембрия и ордовика. На всем остальном пространстве были нормальные условия заполненных геосинклинальных прогибов, в которых формировались складки и разрывы различных масштабов и типов.

Наиболее интенсивные дислокации в пределах рассматриваемого структурного этажа фиксируются вдоль северо-восточного борта Центрального трога, вблизи крупных разрывных нарушений Главной зоны. Складки этой зоны имеют килевую и изоклинальную форму и относятся к разным масштабным порядкам.

В плане они главным образом линейные. Часто складки осложнены многочисленными разрывными нарушениями, среди которых преобладают крутые надвиги и взбросы, главным образом продольного типа. В пределах центральных частей прогиба Большого Каратау каледонские складки представлены довольно простыми крупными формами. Размеры их достигают первых десятков километров как по протяжению, так и по ширине. Крутизна наклонов крыльев в породах ордовика меняется в среднем от 10 до 30°. Вероятно, такой тип строения каледонского этажа характерен и для тех областей современного хребта, которые закрыты сейчас более молодыми отложениями.

Третий структурный этаж Каратау — герцинский, представляющий собой основной объект настоящего исследования, образован породами девонского и каменноугольного возраста. Он распадается на три подэтажа: нижний образован породами нижнего и среднего девона, средний — отложениями верхнего девона и верхний — породами нижнего и среднего карбона.

Породы нижнего структурного подэтажа подразделены в районе на две свиты. Нижняя из них, каштогайская, встречена на территории хр. Большой Каратау в двух зонах и представлена в них фациально различными комплексами, резко несогласно перекрывающими подстилающие породы, В первой зоне (бассейн р. Каштогай) присутствуют терригенные отложения — полимик-товые песчаники, алевролиты и конгломераты. Во второй зоне (гора Мынжилги) преобладают эффузивы, чередующиеся с песчаниками и конгломератами. Максимальная мощность этих пород, по-видимому, 1000—1500 м. Вторая свита — тюлькубаш-ская—по сравнению с каштогайской распространена значительно более широко. Ее породы залегают на всех более древних отложениях также резко несогласно. Они представлены толщей конгломератов, песчаников и алевролитов мощностью в среднем 1000 м.

Нижний структурный подэтаж, образованный названными терригенными и частично эффузивными породами, построен относительно просто. В его пределах фиксируются почти исключительно крупные, пологие, куполообразные складки, имеющие, как будет видно ниже, округлые и эллиптические очертания в плане. Эти формы, являющиеся в районе формами первого порядка, во многих местах осложняются многочисленными разрывными смещениями типа крутых сбросов и взбросов.

В строении среднего структурного подэтажа герцинского этажа Каратау участвуют главным образом карбонатные породы фаменского яруса. Последний расчленяется здесь на четыре ли-тологически сходные, а биостратиграфически различные свиты (снизу): хантагинскую, хатынкамальскую, куркебайскую и амансайскую.

Хантагинская свита, имеющая в районе наиболее широкое распространение, состоит из семи пачек — корпешской, курсайской, торкорской, аккузской, табакбулакской, рабатской и баялдырской. Корпешская пачка представлена аргиллитовыми и карбонатными конгломератами и брекчиями, переходящими в верхах в тонкослоистые аргиллиты с прослоями алевролитов, доломитов, песчаников и других пород. Все остальные пачки слагаются однообразными глинисто-карбонатными породами. На юго-востоке Центрального Каратау наблюдается чередование известняков и глинистых известняков (турланская фация). На северо-западе известняки частично замещаются доломитами (биресекская фация). Наконец, на севере в низах хантагинской свиты наряду с известняками появляются песчаники (кашкаратинская фация). Все породы имеют темно-серую, почти черную окраску, среднюю и тонкую слоистость. Максимальная мощность их 1500 м.

Хатынкамальская свита характеризуется более ограниченной площадью распространения. Она сохранилась лишь в пределах юго-восточной части Центрального Каратау. Подстилающие отложения свита перекрывает со следами локальных несогласий и расчленяется на несколько литологически различных пачек (снизу): шукурбулакскую, божбамбулакскую, акчечикскую, шушаковскую, курусайскую, акжарскую, уртандинскую, ачисайскую и акбулакскую. За исключением шукурбулакской пачки, представленной карбонатными и аргиллитовыми брекчиями и аргиллитами, все остальные пачки свиты слагаются известняками и глинистыми известняками, имеющими обычно темно-серую окраску и тонкую и среднюю слоистость. Максимальная мощность свиты 1000 м, однако чаще 500 — 700 м.

Куркебайская свита распространена в районе Центрального Каратау довольно широко. Она резко несогласно перекрывает подстилающие отложения. Свита слагается в низах карбонатными брекчиями (тарсайская пачка), переходящими выше в толщу, главным образом тонкослоистых известняков и доломитов (кулжобайская пачка). Общая мощность всех этих пород изменяется в среднем от 50 до 300 м.

Наконец, амансайская свита имеет наиболее ограниченное распространение. Ее породы фиксируются лишь в бассейне рек Амансай и Аккуз. Здесь они резко несогласно перекрывают подстилающие отложения вплоть до тюлькубашских. Слагающие свиту породы являются полностью карбонатными. Среди них преобладают известняки и доломиты, однако встречаются мергели, брекчии, карбонатные песчаники и конгломераты. Максимальная мощность всех этих пород 500 м.

Породы охарактеризованных выше свит, образующие, как уже отмечалось, средний структурный подэтаж в пределах всей доступной наблюдениям площади хребта, собраны в систему исключительно интересных и разнообразных по масштабам и конфигурации складок. Эти складки, являющиеся большей частью линейными, реже брахиформными, имеют обычно крутые поперечные сечения и довольно сложное расположение в плане. Складки нарушены большим числом разрывных смещений, представляющих собой главным образом взбросы и небольшие надвиги. Как складчатые формы, так и разрывные смещения среднего структурного подэтажа в целом резко дисгармоничны. Распространены они неравномерно: в одних местах сравнительно немногочисленны и относительно просты, тогда как в других образуют сложнейшие нагромождения и имеют весьма причудливые формы.

Последний, третий структурный подэтаж герцинского этажа Каратау образован породами главным образом нижнего карбона, несогласно перекрывающими все подстилающие отклонения. Породы этого возраста относятся к турнейскому и визейскому ярусам и подразделяются на ряд свит.

Турнейский ярус начинается уюкской свитой, в основании которой располагается пачка карбонатных брекчий (джузумдыкская), а выше залегают светло- и темно-серые, тонко- и средне-слоистые известняки и доломиты алмалысайской, каракенсайской и турланской пачек. Мощность свиты 400—500 м.

Выше залегает дженгильчекская свита, расчленяющаяся на две пачки — бельмазарскую и балатурланскую, представленные главным образом массивными светло-серыми известняками с подчиненными прослоями доломитов. Суммарная мощность этих пород несколько превышает 500 м.

Разрез турнейского яруса заканчивается беркутинской свитой, состоящей из трех литологически различных пачек. Нижняя, сырнайская пачка представлена конгломератами, заполняющими главным образом узкие глубокие каньоны предверхнетурнейского рельефа. Их соотношение с подстилающими породами резко несогласное, хотя несогласие проявляется не всюду. Выше следует пачка, представленная комплексом тонкослоистых пестроокрашенных известняков, мергелей, глин, доломитов, брекчий и других пород, называемая в районе аксайской. Ее мощность меняется в среднем от 100 до 300 м. Разрез свиты заканчивается толщей черных тонко- и среднеслоистых известняков оргалысайской пачки мощностью до 300 м.

Визейский ярус залегает на подстилающих отложениях со следами локальных несогласий. Низы разреза представлены толщей терригенных и отчасти вулканогенных пород — песчаников, туфопесчаников, алевролитов, аргиллитов и др. Выше и до конца следуют преимущественно карбонатные породы — известняки и доломиты, общая мощность которых достигает 1000 м.

Все перечисленные породы карбона верхней части герцинско-го структурного этажа Каратау характеризуются относительно спокойным залеганием. В большинстве случаев они участвуют в строении крупных, сравнительно пологих синклинальных сооружений — синклинальных зон. Лишь в некоторых местах хребта породы данного возраста образуют более сложные, но значительно менее крупные складчатые формы, морфологически сходные с теми, которые развиваются в толще фаменских отложений. Крупные синклинали карбона так же, как и все остальные складки, осложняются значительным числом различных по масштабам и типам разрывных нарушений, имеющих характер крутых сбросов и взбросов.

Характеризуя строение герцинского структурного этажа Каратау в целом, следует подчеркнуть, что в пределах современных границ он образует крупный полуобращенный антиклинорий, нижняя поверхность которого по отношению к северо-восточному и юго-западному протерозойскому и нижнепалеозойскому обрамлению значительно прогнута, тогда как верхняя не менее значительно поднята. Все породы, участвующие в формировании этой своеобразной линзы, как уже отмечалось, собраны в систему различных по масштабам и формам складок. В нижнем и верхнем структурных подэтажах складки имеют характер крупных пологих волн, тогда как в среднем — характер резко дисгармоничных, крутых и даже изоклинальных изгибов. Детальное изучение и тщательный анализ морфологических особенностей всех присутствующих здесь складчатых структур как раз и дают необходимый материал для реконструкции процесса их формирования, а следовательно, при учете изложенных выше соображений (см. Введение) и для реконструкции процесса складкообразования в земной коре в наиболее широком смысле этого слова.

Последний, четвертый структурный этаж Каратау, альпийский, охватывает комплекс пород мезозойского и кайнозойского возраста. Породы этого комплекса, чрезвычайно разнообразные по литологии, залегают очень спокойно и располагаются главным образом за пределами современного горного сооружения, в областях соседних молодых синеклиз — Чуйской и Северо-Кызылкумской. Сравнительно редко в этих отложениях удается констатировать наличие пологих складок и разрывных смещений. Последние в частности представляют собой сбросы и локализуются главным образом вдоль северо-восточных предгорий хребта. В целом, как уже говорилось, данный этаж характеризует платформенную стадию развития района.

 

Тектоническая схема центральной части хребта Большого Каратау

В связи с дифференцированным характером тектонических движений района, а также его неравномерным эрозионным расчленением соотношения площадей выходов различных структурных этажей и подэтажей являются довольно сложными (рис. 2). Нижние структурные этажи обнажаются преимущественно в северо-западной половине хребта и вдоль его северо-восточного склона; герцинский — занимает юго-восточную часть и главным образом юго-западные склоны. Такое распределение свидетельствует об асимметрии хр. Каратау. Наряду с этим наблюдается и более дробная дифференциация поверхности хребта, выражающаяся в чередовании относительно небольших выходов тех или иных структурных этажей и подэтажей, отмечающих наличие преимущественно антиклинальных и преимущественно синклинальных структур, названных автором зонами. В пределах антиклинальных зон на дневную поверхность обычно выходят либо древние отложения, относящиеся к протерозойскому и каледонскому структурным этажам, либо отложения девонской системы, участвующие в формировании нижнего и среднего подэтажей герцинского антиклинория. В синклинальных структурах располагаются главным образом толщи каменноугольного возраста.

Зоны характеризуются довольно сложным взаимным расположением, причем сочетание их друг с другом обусловливает в плане появление неправильных по форме кольцеобразных и овало-подобных сооружений. В Центральном Каратау, как уже отмечалось ранее, выделяются три антиклинальные (Мынжилгинская, Миргалимсайская и Кызылатинская) и четыре синклинальные (Караадырская, Тегистык-Беркутинская, Оргайлысай-Бельмазарская и Майдантальская) зоны.

Таким образом, охарактеризовав общие черты геологического строения района, можно обратиться теперь к детальному, рассмотрению всех развитых в его пределах складчатых и разрывных нарушений, относящихся к наиболее хорошо сохранившемуся и наиболее полно обнаженному герцинскому структурному этажу.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.