К проблеме формирования неоплейстоценового аквального структурно-формационного комплекса Усть-Селенгинской впадины (восточное побережье озера Байкал)

Выявление обстановок морфо- и седимен-тогенеза песчаных толщ восточного побережья оз. Байкал является одной из фундаментальных проблем плейстоценовой истории Байкальской Сибири, так как от принципиального решения этих задач зависит определение сущности формирования и эволюции рельефа региона. Особенностью распространения толщ является их принадлежность речным долинам и межгорным впадинам, которые дренируются реками байкальского направления стока. Усть-Селенгин-ская впадина расположена между поднятиями хребтов Хамар-Дабан и Морской, которые обрамляют ее с юга и востока. Западный край ее примыкает к озеру Байкал, а северную оконечность венчает многорукавная дельта р. Селенги. Днище выполнено мощной толщей кайнозойских отложений – от палеоцена до голоцена. Речные и озерно-дельтовые пески относятся к двум террасовым комплексам – высокому: VI (высота 40–50 м), V (30–35 м), IV (18–25 м) террасовые уровни и низкому: III (12–15 м), II (10– 12 м), I (7–8 м) надпойменные террасы (рис. 1).

Фофоновская (шестая) эрозионно-аккумулятивная терраса Селенги исследована в 40-

метровом ее уступе на восточной окраине с. Фо-фоново. Мощность песков здесь около 25-30 м, коренной цоколь на 10-15 м состоит из гранитогнейсов и гранитов фофоновской кристаллической перемычки. Вскрытая до глубины 5,3 м, толща на интервале 0,0-3,2 м имеет вторичную эоловую проработку. Ниже по разрезу залегают осадки аквального генезиса, которые по структурно-текстурным свойствам подразделяются на 3 литологических горизонта. Первый и третий горизонты (интервалы 3,2-3,6 и 4,5-5,3 м соответственно) представлены субгоризонтальнослоистыми песчаными алевритами (средневзвешенный размер частиц, x=0,13 мм). Второй горизонт (3,6-4,5 м) сформирован мелкозернистыми алевропесками (x=0,16-0,18 мм) субгоризонтальной текстуры. Значения коэффициента вариации песков ( ν =0,50-0,77) устанавливают ак-вальный характер среды осадконакопления и относятся к комплексному лимно-аллювиаль-ному генотипу. Песчаные алевриты и алевропе-ски аккумулировались в неглубоких (до 1,5 м) озерных проточных водоемах. Палеопотоки, транспортировавшие в эти озера рыхлые наносы, характеризовались равнинным типом естественных блуждающих русел (число Фруда, Fr=0,0-0,03) с площадью водосбора >100 км² в благоприятных условиях состояния ложа (коэффициент шероховатости, n=44,25-46,91) при близком впадении в конечный водоем (число Лохтина, Λ =1,96-2,22).

Пятая эрозионно-аккумулятивная терраса средненеоплейстоценового возраста (первая половина, РТЛ-дата (ГИН СО РАН-856) - 243±25 тыс. л.н., самаровское время) распространена вдоль северного макросклона хребта Хамар-Дабан. Разрез ее детально изучен в приустьевой части р. Вилюйка. Верхняя толща уровня мощностью до 6 м выполнена песчаным материалом субгоризонтально-слабонаклонного залегания (четыре литологических горизонта). Первый горизонт мощностью 1,3 м представлен тонкозернистым бестекстурным песком эолового генезиса. Второй горизонт (интервал 1,3-3,5 м) сложен мелкозернистым алевропеском (x=0,15-0,20). Третий горизонт (3,5-5,5 м) сформирован алевритово-мелкозернистым (x=0,22-0,26) и среднемелкозернистым (x=0,28) песком наклонной и дельтовой (S-образной) текстуры. Четвертый горизонт (5,5-6,0 м) состоит из наклонно- и S-образнослоистого мелкозернистого алевропеска (x=0,17 мм). Коэффициент вариации определяет происхождение данных отложений (v=0,69-0,84), как аквальное: меньшие значения относятся к области совмещенного аллювиально-лим-нического генезиса, большие - области однонаправленных постоянных потоков с сезонным изменением объема текучих вод. Условия среды седиментации толщи характеризуются наличием неглубоких слабопроточных озеровидных объектов (1,4-2,2 м) с палеопотоками равнинного типа (Fr<0,1), имеющими постоянное, сравнительно чистое русло (n=41-43) в его придельто-вом положении (Л=1,72-2,10).

Рис. 1. Террасовый комплекс Усть-Селенгинской впадины (римские цифры - порядковые номера террасовых уровней)

Вскрытая до глубины 11 м нижняя толща представлена алевритово-псаммитовым материалом, структурно-текстурные отличия которого позволяют разделить его на 5 литологических горизонтов. Первый горизонт (интервал 3,2-5,5 м) выполнен алевритово-мелкозернистыми песками (x=0,23). Второй горизонт (5,5-6,1 м) сложен маломощными наклонно-слоистыми алев-ритисто-средне-мелкозернистыми песками (x=0,39). Третий горизонт (6,1-7,3 м) представлен алевритово-мелкозернистыми песками с наклонной текстурой (х=0,27). Отложения четвертого горизонта (7,3-9,2 м) состоят из алевритовомелкозернистого песка и алевропеска (x=0,20-

0,24). Пятый горизонт (9,2-12,2 м) сформирован субгоризонтальным и слабоволнистым мелкозернистым алевропеском (x=0,14-0,15 мм). Коэффициент вариации составляет v=0,66-0,86 и подтверждает водное происхождение осадков, которые принадлежат сектору перекрытия аллювиального и лимнического генезиса (v<0,8) большей части разреза, а также отдельным прослоям речного происхождения (v>0,8). Местом аккумуляции субстрата являлся стационарный озеровидный проточный водоем глубинами 1,32,2 м с наличием сети палеопритоков. По числу Фруда они относились к равнинному (Fr<0,1) типу постоянных, достаточно оформленных русел с водосборной площадью >100 км2, свободным течением воды в комфортных придель-товых условиях состояния ложа (n=39-46; Л=1,57-2,13).

Байкало-кударинская (IV) надпойменная терраса р. Селенга (финал среднего неоплейстоцена) распространена вдоль северо-восточного макросклона Морского хребта и вытянута полосой 1-3 км ширины в придельтовой части впадины. Разрез террасы глубиной 16 м, состоящей из семи литологических горизонтов, изучен в 3 км восточнее с. Байкало-Кудара. Первый горизонт (интервал 0,75-3,75 м) сложен мелкозернистыми песками (x=0,2-0,22 мм) субгоризонтальной слоистости. Значения коэффициента вариации v попадают в поле от 0,34 до 0,39 и подтверждают лимнический генезис отложений. Накопление песков совершалось в неглубоких (до 1,15 м) озерных проточных водоемах в прибрежной и прибрежно-приглубой полосе акватории. Второй - шестой горизонты (интервал 3,75-14,5 м) выполнены мелкозернистым алевропеском (x=0,16-0,17), алевритово-мелкозернистым (x=0,18-0,19) и мелкозернистым (x=0,2-0,23 мм) песками субгоризонтальной и наклонной текстурой смешанной озерно-аллювиальной области седиментации ( v =0,54-0,74). Слабоподвижное русло равнинного типа (Fr<0,1) этого водотока находилось в естественных условиях состояния ложа (n>42) в условиях близкой дельты с делением единого русла на ряд отдельных потоков ( Л =1,91-2,06). Седьмой слой (интервал 14,5-16,0 м) сформирован неясно-слоистым песчаным алевритом (х=0,1-0,14 мм). Коэффициент вариации по всей толще составляет от 0,81 до 0,90 и устанавливает аллювиальное происхождение изучаемых отложений. Палеодинамические характеристики определяют осадкообразовательный процесс водотоками равнинного (Fr=0,01-0,02) типа с постоянными руслами в благоприятных условиях состояния ложа (n>46) при близком впадении в конечный водоем ( Л =2,1-2,5).

Толща третьей террасы (поздний неоплейстоцен - каргинский возраст: 45000±4500 - ГИН СО РАН-775; 35000±5000 л.н. - ГИН СО РАН-776) имеет двучленное строение. Нижняя часть разреза сложена косослоистыми галечниками и крупно-грубозернистыми песками с гравийными включениями. Осадки верхней части, вскрытой до глубины 8 м в районе п. Ильинка, представлены широким тонкообломочным разнообразием - от песчаных алевритов (x=0,08-0,10), алев-ропесков (x=0,16-0,17), алевритовых песков (x=0,18-0,20) до средне-мелкозернистых алевритовых песков (x=0,22 мм). Величина коэффициента вариации v по всей толще составляет 0,54-0,76 и свидетельствует об аквальном происхождении изучаемых осадков области совмещенного аллювиально-лимнического генезиса. Накопление осадков террасы происходило в озеровидных, неглубоких (до 2 м) водоемах при наличии разветвленной фуркирующей сети проток р. Пра-Селенга со слаботурбулентным гидрологическим режимом. Водотоки относились к равнинному (Fr<0,1) типу постоянных русел в обычных условиях состояния ложа (n=42,8-50,7).

Вторая надпойменная терраса (позднекар-гинская, 27000±3500 - ГИН СО РАН-779 и ран-несартанская, 22000±5500 л.н. - ГИН СО РАН-777 эпохи) как и третья, состоит из двух толщ. Низы сложены слоистым псефитово-псаммитовым материалом, верхи - песчано-алевритовыми осадками. В строении основания террасы, изученного в приустьевой части р. Итанца принимают участие гравийно-галечно-песчаные смеси (x=9,55 мм). Показатель коэффициента вариации v =1,25 принадлежит полю однонаправленных постоянных потоков с сезонным колебанием водности ( v >0,8). Здесь получили развитие крупные горные потоки (Fr=0,47) с извилистым крупногалечным строением ложа и неспокойным быстрым течением (n=22,9).

Верхняя толща мощностью 7 м, изученная в карьере на р. Ловцова, наращивает разрез отложений II террасы и сложена массивной лессовидной супесью (залегание 0,0-1,8 м), субгоризонтально- и слабоволнисто-слоистым песчаным алевритом (1,8-3,2 м, x=0,12-0,14), ритмичнотонкослоистыми субгоризонтально-волнистыми алевритово-мелкозернистыми песками (3,8-5,2 м, x=0,17) и субгоризонтально-наклонными мелкозернистыми песками (5,2-7,0 м, x=0,19 мм). Текстура субгоризонтально-волнистая, выдержана по простиранию. Условия среды седиментации - аквальные: речные - v >0,8 на интервале 1,8-3,2 м, смешанные, озерно-речные 0,4< v <0,8 на интервале 3,2-5,9 м и озерные v <0,4 на интервале 5,9-7,0. Аккумуляция верхней части толщи совершалась в мелководных (1,0-1,5 м) проточных озерных бассейнах со слаботурбулентным гидрологическим режимом водотоков, имевшим равнинный (Fr<0,1) тип естественных русел в благоприятном состоянии ложа (n>40).

Первая надпойменная терраса финально-неоплейстоцен-раннеголоценового возраста описана в береговом уступе к северу от с. Татауро-во. Характерна двучленность строения - сверху залегают тонкообломочные породы - песчаные алевриты (x=0,07), мелкозернистые алевропески (x=0,1) и пески (x=0,19), ниже, с глубины 2,5 м -галечники с малыми валунами и гравийнопесчаным заполнителем (x=13,5 мм). По коэффициенту изменчивости аккумуляция алевритово-песчаных частиц происходила в водной среде - при постепенном замещении неглубоких (0,81,1 м) озеровидных условий на нединамичные речные. Нижняя толща накапливалась в крупном стационарном русловом потоке горно-грядового типа (ν=1,46, Fr=0,46).

Таким образом, осадки высоких террасовых уровней (VI – IV-й) аккумулировались в маловодных проточных стационарных озерных водоемах со слабым волнением и придонным течением (субгоризонтально-слоистые алевритово-тонкопесчаные разновидности береговых и прибрежных фаций лимнической макрофации), поступательных слабо мобильных подпорных речных потоках в дельтовых и придельтовых условиях положения русла (наклонно- и косослоистые мелко-среднезернистые пески русловых и пойменных фаций речной макрофации). Продолжительный период озерных условий осадконакопления во впадине следует соотнести с ингрессиями вод Байкала (не менее 3-х) в прилегающие понижения его горного обрамления, на фоне охвативших Прибайкалье дифференцированных движений 3-х фаз тектонической активизации – от позднеприморской (800-700 тыс. лет) до хубсугульской (600-300 тыс. лет) и тый-ской (150-100 тыс. лет) [1, 2].

Низкие надпойменные террасы (III – I-я) имеют общие черты строения. Для них характерно наличие двух толщ – нижней, песчаногрубообломочной аллювиального и верхней, алевритово-псаммитовой смешанного аллювиально-озерного и лимнического происхождения. На основании выявленных особенностей протекания седиментации на протяжении от каргин-ского времени позднего неоплейстоцена до границы с голоценом, во впадине установлено несколько мелководных проточных озерных водоемов, гидродинамическая ситуация накопления осадков в которых была примерно равной. Реки, транспортировавшие рыхлый материал, также неоднократно претерпевали существенные изменения своего гидрологического режима – от горно-грядового типа до равнинного. В полном соответствии с вышеуказанным положением находится фациальная природа исследуемых отложений, принадлежащая двум основным макрофациям – речной (русловые и пойменные фации) и озерной (береговые и прибрежные фации). Одной из возможных причин возникновения лимнических обстановок образования осадков были кратковременные поднятия уровня вод Байкала. Эта черта свойственна и другим впадинам центральной части Байкальской рифтовой зоны, открытых к озеру (Котокельская, Нижне-туркинская, Налимовская, Усть-Баргузинская) – в строении низких надпойменных террас присутствуют толщи лимнического генезиса, что указывает на одни и те же региональные неотек-тонические и палеоклиматические факторы се-диментогенеза.