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	D3 sl -C1 jar
Каменноугольная система	C
лагерносадская толща	C1 lg
басандайская свита	C1-2 bs
МЕЗОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА	MZ
Кора выветривания	K-P
КАЙНОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА	КZ
Палеогеновая система	P
атлымская свита	P3 at
новомихайловская свита	P3 nm
лагернотомская свита	P3 lg
Неогеновая система	N
абросимовская свита	N1 ab
Четвертичная система	Q
кочковская свита	alaEk č1
нижнекочковская подсвита	aEk č
верхнекочковская подсвита	laEk č2
федосовская свита	laI-II fd
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 (C₁ lg).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 (C₁ bs), 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 (C₁ bs) 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 (P ₃nm+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 (N₂ kc) 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.