Геологическое строение юго-западной части гор Бырранга (Южный Таймыр)

Совокупность речных и озерно-болотных осадков - супеси, илы, галечники, валуны.

Озерные  и озерно-болотные осадки связаны с чашами современных озер  и представлены галечниками, гравийно-песчаными отложениями, а местами и песками, супесями, алевритами и глинами, торфами, мощность которых не  превышает первых метров. Речные отложения  приурочены к долинам современных рек и включают в себя  накопления первой надпойменной террасы, низкой и высокой пойм,  а также русел современных рек. Характерной особенностью аллювия  является его заимствованный состав из более древних осадков,  т.е. полигенность. Собственно аллювиальные отложения рек в  местах прорезания ими коренных пород слагаются грубообломочным  материалом со сравнительно низкой окатанностью. [5]

Глава 2. Интрузивные образования

Интрузивные образования широко распространены в юго-восточной и центральной части участка. Они представлены познепермскими-раннетриасовыми нерасчлененными интрузиями основного состава, а точнее Позднепермским - раннетриасовым мафитовым интрузивным комплексом (P2-T1).

Интрузивная фация траппов представлена множеством пластовых интрузий (силлы) и значительно более редкими подводящими каналами к ним (дайки). Силы более или менее равномерно насыщают толщу пермских терригенных отложений, составляя в общей сумме 15-20% от общей мощности последней. Доскообразная форма силлов нарушается только складчатостью, поэтому в сводах складок они нередко изогнуты и напоминают факолиты.

Породы комплекса представлены преимущественно безоливиновыми и оливиновыми долеритами нормального ряда, а также кварцевыми долеритами, габбро-долеритами, и кварцевыми габбро. Как уже отмечалось выше, форма тел комплекса - силлы и дайки. Силлы представляют собой плитообразные или линзовидно-удлиненные тела, залегающие в общем согласно с вмещающими породами. Иногда они имеют многоярусное строение и тогда соединены подводящими каналами — дайками. Силлы имеют площадь от нескольких метров до нескольких десятков метров. По простиранию они прослеживаются на 2—10 км. Для большинства силлов характерны плоские ровные контакты с вмещающими породами. Дайки при средней мощности 5—10 м имеют протяженность 2—3 км. В отдельных случаях мощность их достигает 15—20 м, а протяженность 10—12 км. Наиболее распространенными породами комплекса являются долериты, кварцевые габбро-долериты и габбро.

Долериты и габбро-долериты имеют наиболее широкое распространение. Они слагают силлы и дайки. По структурно-минералогическим признакам эти породы можно условно разделить на три группы: безоливиновые, оливинсодержащие (до 5 %) и оливиновые (до 15 %). Макроскопически они имеют, как правило, кайнотипный облик, пойкилоофитовую или офитовую структуру с элементами толеитовой и порфировидной. Сводный минералогический состав: плагиоклаз (40—60 %), пироксен (25—40 %), оливин (до 20 %), мезостазис (до 15 %), рудные минералы (2— 5 %). Вторичные минералы: тальк, магнетит, биотит, кварц, калиево-натриевый полевой шпат, хлорит, соссюрит. Акцессорные: апатит, редко циркон.

Плагиоклаз образует длиннопризматические индивиды размером от 1 до 3 см и имеет зональное строение. В отдельных случаях плагиоклаз подвергается интенсивной соссюритизации. В тех случаях, когда промежутки между лейстами заполнены мезостазисом, краевая кайма на стороне, обращенной внутрь интерстиции, представлена калиево-натриевым полевым шпатом. В результате автометасоматического преобразования плагиоклаз замещается цеолитом или альбитом с бесцветной слюдой, или карбонатом; он альбитизируется, хлоритизируется, карбонатизируется. Иногда по нему образуется биотит.

Пироксены в виде ксеноморфных кристаллов выполняют интерстиции. Оливин в виде мелких округлых кристаллов, чаще всего собранных в кучные скопления, располагается между индивидами пироксена или включен в пироксен. Ильменит или титаномагнетит в неправильных выделениях размером около 0,3— 1,5 мм располагается по границе между лейстами плагиоклаза и одним из темноцветных минералов, вдаваясь в последний, либо заключен в него. Реже встречаются сульфиды: пирротин, халькопирит или пирит.

Габбро-долериты и габбро так же слагают силлы и редко дайки. Эти породы имеют палеотипный облик, пойкилитовую, офитовую и диабазовую структуры. Почти всегда присутствуют элементы гранофировой или микрографической структуры. Общей характерной особенностью этих пород является сильное зеленокаменное перерождение и обилие уралитового амфибола. Минеральный состав: плагиоклаз (до 40 %), авгит (до 35 %), оливин (до 5 %), роговая обманка, актинолит, кварц (до 10 %), калиево-натриевый полевой шпат, соссюрит, хлорит, ильменит, лейкоксен. По наличию кварца в породах они могут быть названы кварцевыми.

Плагиоклаз присутствует в форме призматических или лейстовидных кристаллов. Он почти нацело замещен серицитом или соссюритом. Повсеместно наблюдается интенсивная деанортизация плагиоклаза, сопровождающаяся появлением небольшого количества вторичного кварца. Последний или самостоятельно, или в микрографическом срастании с калиево-натриевым полевым шпатом располагается в интерстициях между лейстами плагиоклаза, либо образует оторочку вокруг последних. Если интерстиции узкие, они выполняются только кварцем. Иногда единый кристалл кварца захватывает 2—3 интерстиции. В случае широких интерстиции появляются участки микрографического срастания с калиево-натриевым полевым шпатом. Он слегка пелитизирован и имеет правильную таблитчатую форму. Такие участки обогащены мелкими чешуйками ярко-коричневого биотита и акцессорного апатита.

Клинопироксен (авгит) располагается между лейстами плагиоклаза. Часто по краям обрастает бурой роговой обманкой, которая замещается актинолитом. Повсеместно, иногда нацело, пироксен замещается актинолитом. Оливин встречается редко, но почти всегда нацело замещен хлоритом.

Контактовый метаморфизм, связанный с позднепермским-раннетриасовым комплексом, развит локально и довольно однообразен. Эндоконтакты интрузии сопровождаются зоной закалки шириной в несколько сантиметров и сложены долерито-базальтами или плагиоклазовыми порфиритами. Экзоконтактовый метаморфизм более разнообразен и зависит от глубины залегания интрузий, их размера, характера контактов, состава боковых пород и самих интрузий. Контактовое воздействие небольших тел на вмещающие породы незначительно и макроскопически выражается в некотором осветлении темных глинистых пород. Редко проявляется слабое окремнение пород. Сильное воздействие на вмещающие породы оказывают относительно мощные силлы в терригенных породах эвенкской свиты. Зона контактового воздействия достигает ширины в несколько десятков метров. Глинистый и глинисто-карбонатный цемент песчаников подвергается перекристаллизации с образованием хлорита, серицита и кальцита. Амфиболы актинолит-тремолитового ряда появляются только в непосредственной близости к контакту.

Возраст описываемых интрузивных образований определяется однозначно — поздняя пермь—ранний триас. Имеющиеся редкие цифры абсолютного возраста по этим породам, полученные калий-аргоновым методом, — 186—248 млн. лет, что не противоречит этому. [6]

Глава 3. Тектоника

В тектоническом отношении описываемая территория располагается на стыке Центрально-Таймырской и Южно-Таймырской мегазон Таймыро-Североземельской метаплатформенной области, разделенных между собой Пясино-Фаддеевским надвигом.

Центрально-Таймырская зона.

На данном листе имеет выход в северной и северо-западной частях района.

Центрально-Таймырская зона, вероятно, наиболее сложная по своему строению, сложена - дорифейскими(?) и рифейскими осадочными, вулканогенными и интрузивными образованиями, претерпевшими метаморфические и гидротермально-метасоматические изменения разных фаций и типов. Они собраны в аккреционный пояс и перекрыты отложениями, начиная с вендского, заканчивая среднекаменноугольным возрастом. Сложность строения - широкое развитие надвиговых структур и "немых" докембрийских метаморфизованных комплексов. [3]

Южно-Таймырская (Быррангская) мегазона

На северном краю мегазоны этот комплекс несогласно налегает на метаморфизованное и сильно деформированное верхнепротерозойское основание, а на большей части площади, судя по сходству разреза с разрезом чехла северо-западной части Сибирской платформы, скорее всего подстилается раннедокембрийским метаморфическим фундаментом.

Характерные отложения:

V – доломиты

€ - толща глинисто-карбонатных отложений (около 1 км) с терригенной

пачкой в основании

O, S, D, C1  - выделются две фациальные подзоны —

северная и южная.

Северная: относительно глубоководные глинисто-кремнисто-карбонатные, частично битуминозные отложения, которые накапливались в условиях некомпенсированного погружения.

В южной - мелководные известняки, мергели и доломиты, а в нижнем и среднем девоне — гипсы общей мощностью до 6—7 км, сходными с соответствующими отложениями северо-запада Сибирской платформы.

Средний-верхний карбон и нижняя пермь – сероцветные песчано-алеврито-глинистые толщи с прослоями известняков (до 5 км) (мелководно-морские условия). [3]

В разрезе отложений можно выделить три структурных этажа, отделенных друг от друга поверхностями региональных несогласий. (Приложение 1)

Нижний структурный этаж (Vpr) представлен морскими и терригенными отложениями прозрачнинской свиты, на которых с угловым несогласием залегают породы среднего структурного этажа. Средний структурный этаж (О2tl - C2mk) характеризует платформенный режим, о чем говорят сравнительно небольшая мощность отложений, их состав, и отсутствие угловых несогласий. Здесь преобладают карбонатные, терригенно-карбонатные, глинистые осадки.

Верхний структурный этаж (C3-P1ev - P1ub) отражает орогенный этап развития территории и характеризуется накоплением угленосных отложений и интенсивным вулканизмом.

Пликативные дислокации. В целом, можно сделать вывод, что общей пликативной структурой, т.е. структурой 1-го порядка, описываемого региона является резко асимметричный синклинорий, имеющий сложное внутреннее строение, с общим погружением зеркала складчатости к югу.

В крыльях синклинория встречаются протяженные зоны крупных разрывных нарушений. Они отграничивают синклинорий как от смежной зоны протерозойской складчатости, так и от смежной зоны триасовых структур. В строении северного крыла синклинория принимают участие отложения верхнего протерозоя и нижнего палеозоя. Они слагают серию довольно узких линейных складок, протягивающихся на расстояние до 100-150 км. Эти складки обычно имеют довольно простое строение. В строении осевой части синклинория принимают участие отложения О, S, D, C и отчасти P. Складки здесь часто относительно короткие, значительно более пологие и местами приобретают четко выраженный брахиморфный характер. Нередко они располагаются кулисообразно. [5]

Пликативной структурой 2го порядка, характерной для описываемого района, является Снежнинская синклиналь. Синклиналь имеет северо-восточное простирание и прослеживается на расстояние более 50 км. Ширина ее не менее 20—25 км. Строение ее сложное. В ядре обнажаются породы нижней перми, а крылья сложены породами от ордовика до верхнего карбона включительно; крылья осложнены дополнительными складками высоких порядков и многочисленными дизъюнктивными нарушениями. Углы падения пород в ядре Снежнинской синклинали  достигают 60—80° и до запрокидывания. Юго-восточное крыло через углы 25—30° постепенно выполаживается, породы имеют полого-наклонное и даже горизонтальное залегание. Северо-западное крыло значительно круче. Оно многократно осложнено дополнительными складками разных порядков, но в конечном итоге так же выполаживается. [6]

Дизъюнктивные дислокации, как уже отмечалось выше, довольно широко распространены на данном участке. В их распределении наблюдается зональность: в направлении с севера на юг, их количество увеличивается. Одновременно имеются участки (зоны), где разрывные нарушения встречаются довольно часто, относительно других зон, независимо от их характера и амплитуды перемещения.

Главным же, крупнейшим региональным разломом, является здесь – Пясино-Фаддеевский надвиг - граница между Центрально- и Южно-Таймырской зонами. Эта самая протяженная шовная зона Таймыра (около 1000 км в длину и 30—40 км в ширину) состоит из более мелких кулисообразно расположенных разноамплитудных надвигов или представляет собой сложную систему чередования пластин и тектонических клиньев, вдоль которой существенно терригенные относительно глубоководные отложения Центрально-Таймырской зоны тектонически сближены и надвинуты на палеозойские карбонатные отложения пассивной окраины Сибири. [4]

Основные особенности Пясино-Фаддеевского надвига:

--  линейность складок с падением осевых поверхностей к северу под углом 60°. Такой же угол падения и ориентировку имеют и сопутствующие им взбросы с вертикальной амплитудой 1000—2000 м.

  -- структуры разорваны и смещены серией субширотных кососекущих правосторонних сдвигов, образующих с надвигами единую систему.

  -- горизонтальные амплитуды перемещения по надвигам на этом участке могут оцениваться от 10— 12 до 20—25 км, вертикальные — до 2,5—3,0 км, а смещения по сдвигам — от 2,5 вплоть до 17 км.

В целом, пликативные и дизъюнктивные нарушения конформны основным структурам области, а их амплитуда постепенно снижается в направлении к платформе, что говорит о формировании структуры в условиях сильного тектонического давления со стороны Центрально- и Северо-Таймырской зон. [3]

Глава 4. История геологического развития

Рассматриваемая территория имеет весьма своеобразную историю геологического развития и структуру района. Выделяются три основных этапа развития описываемой территории: байкальский, каледонский и герцинский.

Практически все зоны Таймыра сформировались в условиях платформенного режима, начиная с кембрия и по крайней мере до верхнего карбона, о чем говорят сравнительно небольшая мощность отложений, их состав, и отсутствие угловых несогласий. Начиная с конца верхнего карбона наблюдается оживление тектонических движений, режим становится близким к орогенному и происходит накопление угленосных отложений и трапповой формации. Другими словами, платформа образовавшаяся на месте каледонид, отличающаяся повышенной подвижностью, испытала тектоническую активизацию в позднем палеозое в связи с проявлением герцинской складчатости. [1]