Глава 3. Основные черты геологического строения
Стратиграфия
Территория Томского района находится на юго-восточной окраине Западносибирской плиты, где структуры Томь-Колыванской складчатой зоны, входящие в состав Алтае-Саянской складчатой области, полого погружаются в северо-западном направлении под пологозалегающие мезозойско-кайнозойские отложения Западносибирской равнины. Складчатые комплексы Томь-Колыванской зоны являются, таким образом, фундаментом, перекрытым более молодым осадочным чехлом, мощность которого в пределах района достигает первых сотен метров.
Территория Томской области и всей Западной Сибири, в течении своей геологической истории претерпела изменения. О прошлом той местности можно судить по окаменелым остаткам вымерших организмов.
В 2008 году была опубликована геологическая карта масштаба 1:200 000 листа O-45-XXXI (рис. 2, 3), составленная сотрудниками Томского государственного университета по результатам работ в 2000-2003 годах [2].
Стратиграфическая схема отложений территории г. Томска и Томского района выглядит следующим образом [2]:
| ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА | PZ |
| Девонская и каменноугольная системы нерасчленные | D-C |
| cаламатовская и ярская толщи нерасчленные | D3sl-C1jar |
| Каменноугольная система | C |
| лагерносадская толща | C1lg |
| басандайская свита | C1-2bs |
| МЕЗОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА | MZ |
| Кора выветривания | K- |
| КАЙНОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА | КZ |
| Палеогеновая система | |
| атлымская свита | |
| новомихайловская свита | |
| лагернотомская свита | |
| Неогеновая система | N |
| абросимовская свита | N1ab |
| Четвертичная система | Q |
| кочковская свита | alaEkč1 |
| нижнекочковская подсвита | aEkč |
| верхнекочковская подсвита | laEkč2 |
| федосовская свита | laI-IIfd |
| Проблематичные отложения | prQII |
| верхненеоплейстоценовые образования третьей надпойменной террасы | a3III |
| верхненеоплейстоценовые образования второй надпойменной террасы | a2III |
| верхненеоплейстоценовые образования первой надпойменной террасы | a1III |
| покровные образования | III-H |
| эоловые отложения | vIII-H |
| голоценовые аллювиальные образования пойменных террас | aH |
| озерно-болотные отложения | lbH |
| болотные отложения | bH |
| техногенные отложения | tH |
Наибольший интерес для авторов отчета представляли отложения каменноугольной системы. Эти отложения являются на изучаемой территории самыми древними, обнажающимися на дневной поверхности. Их коренные выходы отмечаются в долинах рек: Томь (разрез Лагерный сад, Приложение 2), Ушайка и Басандайка. К.В. Ивановым в 1949 году визейские толщи разделены на Лагерносадскую и Басандайскую свиты. По новым данным [5], это отложения Лагерносадской толщи и Басандайской свиты.
ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА (PZ)
Каменноугольная система (С)
Отложения визейского века каменноугольного периода являются на территории города самыми древними, обнажающимися на дневной поверхности. Их коренные выходы отмечаются в долинах рек Томь (разрез Лагерный сад), Ушайка и Басандайка. К.В. Ивановым в 1949 году визейские толщи разделены на лагерносадскую и басандайскую свиты.
Лагерносадская толща (C1lg).Сложена глинистыми и алеврито-глинистыми серыми и темно-серыми сланцами с прослоями алевритового состава и органогенных известняков с обломками раковин брахиопод и криноидей.
Примерно в средней части обнажения «Синий утес» (Приложение 8) появляются прослои углисто-глинистых сланцев с глинистыми конкрециями (рис. 4), а это уже отложения Лагерносадской толщи. Конкреции имеют округлую или веретеновидную форму, размеры разные. Немного дальше нам удалось найти реликты первоначальной слоистости, которая, в отличие от сланцеватости, залегает с небольшим наклоном.
Характерной особенностью отложений толщи является наличие сидеритовых линз и обилие углистого вещества, местами окрашивающего сланцы в почти черный цвет. Предполагается, что формирование отложений толща происходило в условиях неглубокого моря, куда с окрестных участков суши сносились продукты размыва. Мелкозернистость отложений толща свидетельствует об относительном удалении (первые километры) от береговой линии.
Главной особенностью толщи является ее слоистая структура: слои то существенного песчаного, то чисто глинистого состава часто чередуется между собой. Наряду с грубой слоистостью имеется хорошо видимая трещиноватость. Хорошо различается тонкослоистая текстура, когда мощность слоев измеряется миллиметрами и их долями. Каждый слой отличается цветом, размером зерен, плотностью, т.е. он сформировался в отличных от соседних слоев условиях. Можно заметить, как часто сменялись условия и сколько произошло таких смен, учитывая, что толща имеет мощность в несколько сотен метров, а в одном слое насчитывается до 20-30 слойков. На поверхности напластования слоев имеются следы волноприбойной ряби, отпечатки и окаменелости организмов, населявших море 350 млн. лет назад. Именно по этим окаменелостям и отпечаткам был определен раннекаменноугольный возраст отложений. Выше упомянутое дает право полагать, что 350 млн. лет назад на месте Томска и его окрестностей плескались волны неглубокого моря. Это мы наблюдали в лагерном саду.
| Рисунок 2 - Фрагмент карты донеогеновых образований и полезных ископаемых листа O-45-XXXI (Томск) [2], (масштаб 1:200 000), условные обозначения приведены на рис. 3 |
МЕЗОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА(MZ)
Меловая система(K)
Симоновская свита (K2sm) представлена континентальными сероцветными
сл
| Рисунок 3 - Условные обозначения к фрагменту карты донеогеновых образований и полезных ископаемых листа O-45-XXXI (Томск) [2] |
Басандайская свита (C1bs), отложения которой залегают на лагерносадских сланцах с признаками размыва, представлена серыми песчаниками и алевролитами с редкими прослоями алевропелитовых сланцев и пропластками каменного угля (мощностью до 5-10 м). Относительная грубозернистость образований басандайской свиты, выраженная в преобладании песчаников, а также наличие остатков наземной флоры свидетельствует о доминирующем прибрежно-континентальном характере генезиса отложений. Мощность отложений свиты составляет около 1100 м. В обнажениях Лагерного сада песчаники и углистые сланцы басандайской свиты, которая формировалась в прибрежно-морских условиях, залегают выше отложений лагерносадской толщи. Встречались глинистые сланцы, алевролиты. Было видно, что обнажение длительное время подвергалось воздействию воды, вследствие чего образовались эрозионные промоины (Приложение 2).
На «Синем утесе» у уреза воды (маршрут №8) мы наблюдали глинистые сланцы, сланцеватость в которых ориентирована практически вертикально (рис. 4). Во время маршрута периодически замеряли элементы залегания пород, сланцеватости и трещиноватости (Приложение 8).
Рисунок 4 – Глинистые сланцы басандайской свиты (C1bs) на месте взятия образца конкреции (диаметр 4 см), обнажение «Синий утес» (фото Шептухина А.В., июль 2017 г.)
Кора выветривания палеозойских пород развита практически повсеместно. Мощность ее уменьшается в северо-западном направлении по падению структур, (фундамента) и в руслах рек. Максимальные значения мощности, достигающие 50 метров, установлены в западинах поверхности каменноугольных глинистых и алевритоглинистых сланцев, в наибольшей степени подверженных выветриванию. Главным глинистым минералом коры выветривания является каолинит. В наиболее представительных разрезах коры выветривания (например, мыс «Боец» в Лагерном саду) (Приложение 2) фиксируется последовательная смена слабоизмененных коренных пород полностью гидролизированными и выщелоченными белыми и пестрыми глинами, залегающими в кровле разреза коры (рис. 5).
В полных разрезах образований коры выветривания условно выделяется несколько зон.
· Зона дезинтеграции материнских пород с нарушением их монолитности, проявлениями процессов лимонитизации и хлоритизации.
· Зона гидратизации и выщелачивания с образованием структурного элювия – глин с сохранившимися «теневыми» структурами и текстурами материнских пород. Глины обычно имеют почти белый цвет с зеленоватым оттенком.
· Зона гидролиза и конечного выщелачивания с характерными белыми или пестрыми цветами глин, увеличением содержания глинозема и окиси титана.
Рисунок 5 - Кора выветривания мел-палеогенового возраста, г. Томск, Лагерный сад
(фото Шептухина А.В., июль 2017 г.)
КАЙНОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА (KZ)
Отложения кайнозойской эратемы развиты на территории города и района в разной степени. Так, образования палеогена выходят на дневную поверхность преимущественно в северо-западной части города, в то время как отложения неогена и четвертичного периода повсеместно фиксируются в долинах р. Томи и ее притоков.
Палеогеновая система (P)
Отложения палеогена имеют повсеместное распространение. Отсутствие лишь в долине реки Ушайки, где неоген-четвертичные осадки залегают непосредственно на палеозойских сланцах и глинах коры выветривания.
Включает отложения объединенных новомихайловской и лагернотомской свит (P3nm+lg) олигоценового возраста, пользующихся широким распространением в пределах города и отсутствующих на южной и юго-восточных окраинах городской территории, где неоген-четвертичные отложения залегают на эродированной поверхности палеозойских отложений. Образования объединенных свит сложены чередованием песчанистых и глинистых прослоев; при этом нижняя часть разреза (7,5 м) имеет существенно песчанистый, а верхняя часть разреза (около 7 м) – существенно глинистый состав. Мощность отложений объединенных свит достигает 36 м (в северо-западной окраине города).
Неогеновая система (N)
Кочковская свита (N2kc) широко развита в пределах города, отсутствуя лишь в долинах рек, где она перекрыта террасовыми отложениями. Отложения свиты представлены песчано-гравийно-галечниковым материалом, слагающих нижнюю пачку, и разноцветными алевритистыми карбонатсодержащими глинами верхней пачки. Общая мощность отложений свиты изменяется от 7 до 34м. Особая значимость отложений кочковской свиты для стратиграфии кайнозоя западносибирского региона обусловлена тем, что по кровле ее нижней пачки проводится граница между неогеном и четвертичной системой.
Четвертичная система (Q)
Четвертичная система – это толщи слоистых пород, образовавшихся в четвертичный период. Четвертичный период – современный период геологической истории, начавшийся 1,8 млн. лет назад с момента появления на Земле человека, как вида млекопитающих. Период закончится с исчезновением человека. Четвертичные отложения из-за своей молодости сложены рыхлыми и слабо сцементированными породами разного происхождениями. В основном это аллювиальные, делювиальные, пролювиальные, эоловые и озерные отложения.