Древние массивы, зоны салаирид, поздних каледонид, ранних и поздних герцинид
В составе Алтае-Кузнецкой зоны выделяются следующие массивы. На севере Кузнецкого Алатау располагается Мартайгинский массив, получивший наименование по Мариинской тайге, входящей в его пределы. В средней части Кузнецкого Алатау обособляется Хакасский массив, на западе ограниченный разломами, а на востоке -- нормальной границей с Минусинской котловиной. Дальше к юго-западу следует Шорский массив, занимающий часть современной Горной Шории в бассейнах рек Томи и Мрассу и ограниченный с запада Ташелгинско-Кондомской зоной разломов. Еще дальше к западу располагается Бийский массив. В границы последнего включается также его структурные продолжения как на севере, в Тельбесско-Темиртаусском районе, так и на юге, в пределах современного Горного Алтая. Бийский массив продолжается на юг в область междуречья Катуни и Телецкого озера и, постепенно сужаясь, доходит до Курайского хребта и окраин Чуйской степи в Юго-Восточном Алтае. Для структуры этого массива характерно плавное изменение простираний складчатых структур фундамента от северо-восточных на севере, в пределах Горной Шории через меридиональные до юго-восточных в самой южной оконечности массива.
На западе к Бийскому массиву примыкает Катунский горстовый массив, включающий в себя, Катунский горст Северного Алтая, и его структурное продолжение в пределах Южного Салаира. Здесь также отчетливо выступает дугообразный изгиб простираний складчатых структур фундамента, вырисовывающих дугу, обращенную выпуклостью на запад. Катунский массив является крайним западным звеном Алтае-Кузнецкой складчатой зоны салаирид. Характерная особенность Катунского и Бийского массивов заключается в том, что в их южных частях имеет место погружение фундамента с довольно широким развитием толщ верхнего структурного этажа, в данном случае верхнесилурийских и среднедевонских свит. Дальнейшие южные продолжения массивов погружены и, по--видимому, переработаны в каледонском и варисском геосинклинальных прогибах Горно-Алтайской зоны.
Восточными структурными продолжениями зоны салаирских складок служат массивы хребта Арга и Восточного Саяна. Для всех этих массивов и для Алтае-Кузнецкой зоны салаирид в целом характерен следующий типовой разрез древних толщ фундамента. В основании разреза лежат гнейсы и кристаллические сланцы, а также гранитоиды предполагаемого нижнего протерозоя, слагающие ряд горстовых выступов, наиболее крупным из которых является так называемый Томский массив в средней части Кузнецкого Алатау. Выше залегают мощные карбонатные формации с подчиненными им горизонтами эффузивных и осадочных пород, в том числе характерных кремнистых. Еще выше залегают существенно эффузивные зеленокаменные толщи. Большинство исследователей относят те и другие к протерозою, хотя допускают, что верхние горизонты их могут входить в состав нижнего кембрия. Эти образования пользуются в пределах всей зоны широким площадным развитием и очень для нее характерны. В большинстве массивов именно они слагают основание стратиграфического разреза. В различных районах они выделялись под разными наименованиями. В Кузнецком Алатау они широко известны под названием енисейской и кутень--булукской свит. В Горной Шории среди этих образований выделялась так называемая сибирская группа формаций среднего и верхнего протерозоя. В Горном Алтае те же свиты, известны как баратальская и порфиритовая формации.
Салаирские складчатые и складчато-глыбовые зоны (салаириды) -- это участки древней позднепротерозойской и кембрийской геосинклинальной области, окаймлявшей протерозойскую Сибирскую платформу претерпевшие полную консолидацию в салаирский этап развития геосинклинали и не испытавшие позднейшей существенной перестройки в геосинклинальных условиях. В структурном отношении салаириды Алтае - Саянской области характеризуются обычно наличием интенсивно дислоцированного жесткого фундамента и резко отличного от него верхнего структурного этажа, развитого в различной степени и нередко (в приподнятых массивах) полностью отсутствующего. В составе фундамента салаирид участвуют геосинклинальные формации протерозоя и кембрия, обычно интенсивно дислоцированные и прорванные салаирскими, т. е. средне- и верхнекембрийскими интрузиями. Нижнесилурийские отложения в салаиридах или отсутствуют совершенно, или представлены незначительными по мощности, относительно слабо метаморфизованными осадками верхнего структурного этажа. В составе последнего шире развиты верхнесилурийские, девонские и верхнепалеозойские отложения. Обычно они относительно слабо дислоцированы. Салаириды выделены как древнейшие структуры Алтае-Саянской складчатой области.
Каледонские складчатые зоны (каледониды) представляют собою структуры, которые пережили салаирский тектогенез, а затем продолжали существовать в качестве геосинклинальных зон в силурийский период. Важнейшими при этом оказались ранние, доверхнесилурийские фазы, которые проявились в виде линейной складчатости геосинклинальных толщ нижнего силура и сопровождались синорогенными гранитными интрузиями. Структурно каледонские складчатые зоны характеризуются наличием в их фундаменте интенсивно дислоцированных докембрийских, кембрийских и силурийских, главным образом ордовикских толщ, прорванных как салаирскими, так и каледонскими интрузиями. Более молодые, девонские и верхнепалеозойские отложения образуют верхний структурный этаж и в большинстве случаев сняты денудацией. Типичными к каледонскими зонами являются Западно-Саянская, Алтае-Салаирская складчатые зоны.
Стратиграфия
Горные породы представлены комплексами скальных вулканогенных образований, сосредоточенных в восточной части Алтае - Саянского региона, и нескальных осадочных несцементированных грунтов, в составе которых по условиям залегания и инженерно-геологическим особенностям различают палеоген-неогеновые отложения, приуроченные главным образом к многочисленным межгорным впадинам, и четвертичные накопления, неравномерно распределённые на всех элементах рельефа. Палеоген-неогеновые отложения могут залегать как под покровом более молодых образований, так и непосредственно на дневной поверхности; чаще всего их выводы приурочены к окраинным частям межгорных впадин. Все четвертичные накопления, как правило, выходят на дневную поверхность.
Вулканогенный комплекс формировался с раннего миоцена до верхнего плейстоцена в Саяно-Сангиленском и Тувинском регионах. Он представлен туфогенно-осадочными и эффузивными породами. Туфогенно-осадочные породы образуют обычно широкие поля, сложенные пирокластическим материалом, частично смешанным, а частично переслаивающимися с нормально-осадочным материалом. Эффузивы представлены в основном базальтами, образующими сплошные покровы и потоки, выполнявшие понижения древнего рельефа, часто заполнявшие долины. Мощность базальтов достигает 700 м, в направлении на запад и восток она снижается до нескольких десятков метров.
Комплекс озёрных и болотных отложений в эоцен-олигоценовой части разреза представлен пачками алевритов с прослоями глин, песков и гумусированных глин, сменяющимися вверх по разрезу глинами, иногда песчанистыми или содержащими гальку. Породы могут быть смяты в пологие складки и имеют суммарную мощность до 100 - 130 м.
В нижнем - среднем миоцене формируются преимущественно озёрные плотные карбонатные глины с прослоями мергелей и известняков, которые иногда могут замещаться песками, галечниками и конгломератами в краевых частях впадин. Толща карбонатных глин всегда является региональным водоупором, мощность её может достигать 150 м. Озёрные отложения верхнего миоцена представлены горизонтальнослоистыми песками с прослоями суглинков и глин, а в прибортовых частях впадин песчано-галечными накоплениями мощностью до 60 м.
Комплекс полигенетических грубооломочных отложений верхнего миоцена - плиоцена представлен преимущественно мелкозернистым, грубослоистыми валунно-галечными отложениями, конгломератами, щебнями, реже песками и глинами. Суммарная мощность комплекса достигает 100 м.
Комплекс четвертичных ледниковых отложений состоит в основном из морен средне- и верхнеплейстоценового возраста, в меньшей мере из морен голоценовых, камовых и озовых формирований. В составе морен преобладает грубообломочный материал - глыбы, щебни, валуны, галька, песок, иногда почти без заполнителя, но чаще перемешанные с глинистым, суглинистым, или песчано-глинистым материалом в самых разнообразных соотношениях, изредка встречается «глинистая морена», почти не содержащая обломков. Морены выполняют понижения рельефа, залегают на склонах, но иногда представлены обрывочными нагромождениями, встречаемыми чаще всего на плоских водоразделах, обладают бугристой или бугристо-западинной поверхностью, мощность их от нескольких до десятков метров
Комплекс озёрных отложений четвертичного возраста главным образом голоценового встречается на территории Алтае-Саянского региона не очень часто. Эти отложения выполняют небольшие озёрные впадины. Чаще всего они представлены слоистым песчано-глинистым материалом, но иногда в них встречаются галечные горизонты, а в горных озёрах компленкс может быть представлен уплощёнными крупными гальками с очень небольшим количеством песчаного или глинистого заполнителя. Мощность озёрных отложений невелика, обычно не превышает нескольких десятков метров.
Комплекс лёссовидных покровных суглинков плейстоценового возраста встречается только на севере Алтае-Саянской горной страны в пределах Кузнецкого и Минусинского регионов. Это субаэральные суглинки и супуси часто пылеватые, иногда с прослоями глин и горизонтами, обогащёнными гравием и мелкой галькой и с горизонтами погребённых почв, или такого же состава и строения породы, возникшие за счёт облёссования верхних горизонтов озёрных и ледниковых отложений. В общем случае мощность покровых суглинков находится в пределах 10 - 30 м.
Комплекс склоновых и элювиальных отложений голоценового возраста представлен осыпными, обвальными, элювиальными и другими, в том числе и смешанными, типами образований. В их составе преобладают обломки, глыбы, щебень, в разных пропорциях сочетающиеся с полуокатанными и окатанными обломками, суглинками, дресвой и гравием, глиной. Состав обломочных пород зависит от состава исходных коренных пород, крутизны и протяжённости склонов, длительности переработки обломочного материала. Почти все виды склоновых отложений в процессе переноса концентрируются в промоинах и логах. Они могут перекрывать речные террасы, смешиваться с аллювием, перерабатываться речным потоком. Мощность комплекса на склонах возрастает сверху вниз от долей и первых метров до нескольких метров.
История развития
В тектоно-геодинамической истории развития Алтае-Саянской области можно выделить несколько этапов:
1. Ранняя стадия развития Палеоазитского океана (PR3), связанная с рифтогенезом. Индикаторами этого события являются рифейские авлакогены древних платформ, а также периферические прогибы кратонов. В пределах новообразованного океана шел процесс наращивания океанической коры. На ней формировались внутриплитовые вулканические поднятия с кремнисто-карбонатным чехлом. Первые зоны субдукции по периферии малых океанических бассейнов, расположенных между кратоном и континентальными блоками типа Сангиленского, Дербинского и др.,появились уже в рифее. В пределах области рифейские океанические и островодужные комплексы известны в зоне Главного разлома Восточного Саяна.
2. Стадия активной океанической окраины западнотихоокеанского типа (V). Это стадия характеризуется заложением протяженных зон субдукции и связанных с ними систем островных дуг. Характерными представителями этого этапа развития области являются вулканогенно-осадочные комплексы сохранившиеся в Западном Саяне, Кунецком Алатау, Гоном Алтае, Салаирском кряже.
3. Стадия коллизии и пассивной окраины (O-S) Характеризуется практически повсеместным прекращением островодужного вулканизма, орогеническими событиями, которые сопровождались интенсивной деформацией каледонской континентальной окраины, формированием моласс, олистостром, широким внедрением гранитных интрузий. Начиная с середины ордовика и до силура включительно на окраине Сибирского континента наступил режим пассивной окраины и связанное с ним преимущественно терригенное и терригенно-карбонатное осадконакопление.
.
4. Cтадия континентального рифтогенеза (D1). Первопричиной рифтогенза могли являться либо поднятие мантийных плюмов над горячими точками, либо глубокий раскол литосферы в результате активизации крупноамплитудных сдвиговых перемещений вдоль континента. В раннем девоне в результате континентального рифтогенеза начали формирование вулканические впадины наиболее крупными из которых являются Северо- и Южно-Минусинская, Тувинский и Кузнецкий прогибы.
5. Стадия формирования активной континентальной окраины и вулканических островных дуг (PZ2), связана заложением новых зон субдукции по периферии каледонской структуры области. В тылу активной континентальной окраины, на месте крупных рифтогенных впадин в это время накапливались сначала морские отложения, а затем толщи континентальных моласс.
6. Позднепалеозойская коллизионная стадия. В это время были сформированы основные черты современной структуры области. Коллизионных комплексы этого возраста развиты по западной периферии Алате-Саянской обалсти. После закрытия океана накапливались осадочные и вулканогенно-осадочные в различной степени угленосные молассы.
7. Мезо-кайнозойская стадия развития характеризуется континентальным режимом. В это время область испытывала сложные деформации обусловленные крупными сдвиговыми перемещениями по разломам, в значительной степени унаследованным от палеозойских движений. Периоды МZ-KZ тектонической активизации можно рассматривать как отражение двух основных событий - развитие и
закрытия Тетиса и Монголо-Охотского океанических бассейнов и коллизии Индостана с Азией (Индо-Австралийской плиты с Евразийской).
Полезные ископаемые
Ведущие полезные ископаемые: руды железа, полиметаллов, редких металлов, марганца, уголь, асбест, фосфориты и бокситы, поваренная соль.