Строение и история развития долины реки Чарыш в районе Чагырской пещеры

Детальное изучение геологических разрезов в долине р. Чарыш и его притоков в районе Чагырской пещеры, а также их геоморфологического положения позволило получить новые данные, характеризующие основные моменты истории развития этой долины. Исследованный участок долины р. Чарыш расположен в среднегорной зоне северо-западного Алтая, вблизи северного склона Тигерекского хребта. Абсолютная отметка уреза воды в реке под пещерой составляют 337,3 м.

Борта долины сложены палеозойскими породами. На относительных высотах 50-70 м над современным урезом реки отчетливо выделяются сближенные придолинные субгоризонтальные поверхности шириной от 70 м до первых сотен метров, цоколем которых служат палеозойские породы. Они имеют сглаженный тыловой шов и нечеткую бровку. Пещера находится около 25 м над уровнем р. Чарыша, практически в вертикальной стенке уступа террасы высотой около 50 м, сложенного силурийскими известняками. На высоких террасовых поверхностях встречаются разрозненные, крупные, хорошо окатанные гальки разнообразных палеозойских пород до 10 см в поперечнике и редкие, обычно обломанные, но хорошо окатанные валуны до 15 см в поперечнике. Подобные галька также встречаются в отложениях пещеры и подводных каналах идущих сверху от карстовой воронки. Галька входила в состав древнего практически не сохранившегося аллювия, залегающего на высоких террасовидных поверхностях. Наличие переуглубле-ния в долине реки, установленного в ее левом борту у пос. Усть-Пустынка, заполненного отложениями древнее позднего неоплейстоцена, позволяет считать, что формирование высоких террасовых уровней происходило ранее конца среднего неоплейстоцена. По-видимому, высокие террасовидные уровни являются исходным репером последующего поднятия территории и глубокого врезания долины р. Чарыш. Начало врезания долины соответствует времени формирования карстовой полости.

В долинах мелких притоков выходящих в долину Чарыша хорошо сохранились фрагменты древних лессовых покровов, выполняющих их во время аридизаций и похолоданий климата. Так в правом борту долины р. Чарыша, близ западной окраины пос. Усть-Пустынка, в 1,6 км северо-западнее пещеры в руслообразном понижении в палеозойских породах, дренированном сейчас небольшой речкой вскрывается лессовый разрез высотой 11,55 м, состоящий из нескольких горизонтов лессовых отложений, залегающих под современной черноземной почвой. Горизонты лесса разделены отчетливыми денудационными перерывами. Они залегают на ископаемой почве, находящейся на глубине 10 м от бровки обнажения. В верхней части она представлена фрагментами гумусового горизонта (А1 = 0,4 м), сложенного тяжелым, темно-серым с коричневым оттенком, карбонатным, плотным, слабо пористым суглинком с большим количеством дресвы и мелкого щебня. Нижняя граница неровная, нечеткая. Иллювиальный горизонт (Вса = 0,6 м) состоит из суглинка серовато-коричневого цвета, карбонатного, более плотного и менее пористого, чем гумусовый горизонт. В нем встречается мелкий щебень, много нор землероев диаметром 7-10 см, заполненных серовато - белым рыхлым суглинком. Ископаемая почва по морфотипическим признакам аналогична нижней почве бердского комплекса Западно-Сибирской равнины [Зыкина и др., 1981]. Она сформировалась в казанцевское межледниковье, что позволяет рассматривать возраст вышележащих отложений как позднеплейстоценовый.

В настоящее время можно по литологическим признакам, цвету и последовательности формирования провести предварительную корреляцию выделенных горизонтов со слоями, присутствующими в Чагырской пещере. Горизонт лессовидного, светло-коричневого, уплотненного, пористого суглинка с множеством корнеходов, заполненных темным органическим веществом и карбонатным псевдомицелием, залегающий под современной почвой в интервале 1,45-2,4 м от бровки, сопоставим со слоем норм Чагырской пещеры [Деревянко и др., 2009]. Горизонт серовато-коричневого, плотного, пористого суглинка с карбонатным псевдомицелием и большим количеством корне-ходов, залегающий в интервале 2,4-4,75 м от бровки обнажения коррелятен слою 6А пещеры. В нем с глубины 2,05 м от кровли до 2,4 м встречаются мелкие карбонатные пятнышки. В отличие от вышележащего горизонта отмечается увеличение к основанию горизонта песчаных прослоев толщиной от 0,5 до 2 см. Горизонт коричневато-серого, карбонатного суглинка, расположенного в интервале 4,75-5,75 м от бровки соответствует слою 6Б пещеры. Он плотнее вышележащего суглинка, менее пористый, с множеством корне-ходов. В нем редко встречается мелкий щебень от 0,3 см до 1,2 см, песчаные прослои отсутствуют, в самой верхней части встречаются мелкие до 0,7 см рыхлые гипсовые конкреции и тонкие гипсовые прослои.

Ископаемая почва приведенного разреза залегает на отметках близких поверхности современной высокой поймы. Ниже почвы на глубину 0,5 м вскрыты легкие серовато-желтые, карбонатные суглинки с полыми корне-ходами и мелким щебнем до 0,5 см.

В следующем разрезе также расположенном в правом борту долины р. Чарыш в средней части пос. Усть-Пустынка, в правом борту долины ру- чья Речка в нижней части склона в субаэральной лёссовой толще на глубине 5 м от бровки обнаружена нижняя почва бердского комплекса. Она залегает, как и почва вышеописанного разреза, на том же гипсометрическом уровне и имеет сходные с ней морфотипические признаки, соответствующие нижней бердской почве. Однако в этом разрезе почва имеет профиль лучшей сохранности, позволяющий выделить в её развитии две стадии - луговую и лугово-чернозёмную. Под почвой залегает лёгкий опесчаненный, серовато-желтоватый, карбонатный суглинок, видимой мощность 1,5 м, слагающий верхнюю часть отложений, выполняющих переуглубление долины р. Чарыш.

Таким образом, в описанных разрезах присутствуют субаэральные отложения, в которых присутствует нижнебердская ископаемая почва. Следует отметить, что вне зависимости от денудационных и склоновых процессов горизонты лессов сохраняют основные закономерности строения и морфологические особенности, характерные для них в Западной Сибири. Это позволяет сопоставлять лёссовые горизонты долины р. Ча-рыша с лессово-почвенной последовательностью Сибири [Добрецов, Зыкин, Зыкина, 2003].

В районе пещеры в долинах р. Чарыша и ее левого притока р. Ини отчетливо прослеживаются более низкие террасовые уровни, представленные первой и второй террасами, низкой и высокой поймой. Строение второй террасы наиболее полно представлено в ее уступе в левом борту долины р. Ини высотой 17,5 м, около 13 км выше устья. В основании террасы залегает хорошо окатанный преимущественно крупный галечник мощностью 3,2 м с мелкими валунами и большим количеством грубозернистого песка близкий по строению современному русловому аллювию рек Ини и Чарыша. Выше расположенные темные, серовато коричневые, глинистые, слабо слюдистые алевриты, в верхней части которых встречается щебень сланцев, слагающих борта долины в данном месте, формировались в пойменном водоеме. Для этих образований в долинах рек Чарыша и Ини В.В.Бутвиловский [1993] приводит радиоуглеродные даты – 30400±300, 33950±400 и 35800±750 лет т.н., свидетельствующие о каргинском времени их формирования. Верхнюю часть разреза слагают лессы мощностью 10,6 м, представленные светлыми, серовато-желтыми, карбонатными алевритами с вертикальной отдельностью и многочисленными полыми корнеходами. Они полностью выполняют долину р. Ини, что свидетельствует об отсутствии в ней в это время магистрального стока. Их залегание на хорошо датированных каргинских отложениях свидетельствует об их формировании во время последнего сартанского оледенения. В лессах на разных уровнях слоя часто встречаются линзы толщиной до 1,5 м и протяженностью до 7 м очень слабо окатанного галечника и щебенки, состоящих преимущественно из сланцев слагающих борта долины. В них присутствует большое количество грубозернистого, полимиктового песка. Гальки и щебень слабо наклонены против течения современной реки. Наличие линз слабо окатанного местного материала с наклонным положением галек позволяет предполагать периодическое возобновление слабого стока в долине во время накопления в ней эолового материала во время похолодания и аридизации климата последнего оледенения.