Карьер Сады. Складчато-разрывные деформации среднеплейстоценового аллювия р.Караталы-Аят

А.В. Тевелев , Б.В. Георгиевский, Е.В. Гаврилова

Деформации четвертичных образований Южного Урала

В долинах рек восточного склона южного Урала (бассейны Тогузака и Аята) обнаружены деформационные структуры в отложениях четвертичного возраста. Их основными разновидностями являются нептунические дайки и складки. Наиболее ярко эти структуры выражены в долине реки Нижний Тогузак, на отрезке долины между поселками Горный и Кызыл-Маяк.

Нептунические дайки описаны в нескольких точках в окрестностях пос. Кызыл-Маяк. Лучше всего они представлены в карьере строительного камня, на левом берегу Нижнего Тогузака. В южной части карьера, выработанного в террасовидной площадке высотой 6 - 8 метров над урезом реки, вложенной в коренной склон, вскрыт разрез элювиально-делювиальных образований среднеплейстоценового возраста. Главных членов разреза два. Внизу расположены интенсивно элювиированные базиты-ультрабазиты ордовикского возраста, в нижней части бурые, в средней - обохренные, вверху выбеленные (карбонатизированные), которые по неровной карманной поверхности перекрыты покровом сложного строения, представленным почвенным горизонтом и бурым песчаным делювием. Последний сложен линзовидно-слоистыми песками в переслаивании с палевыми суглинками, мощностью до 0.7 м. Вниз от него отходит серия нептунических даек до 2 м длиной и до 0.4 м мощностью. Встречены два типа даек. В наиболее развитом случае дайки образуют нижнюю часть достаточно пологих вложений, и сложены тем же материалом, что и последние - промытыми песками разной зернистости, резко отличными от песков подпочвенного делювиального горизонта, которые как бы запечатывают эти вложения. В этом случае конфигурация всей даечной структуры полностью соответствует профилю речной долины, с кляммами - дайками, базальным горизонтом и аллювием наслаивания в основном вложении. Слоистость в дайках вертикальная или крутая, края даек обычно угловато-рваные. Как правило зернистость песков максимальна в осевой части дайки и асимметрично уменьшается к ее краям. Другой разновидностью даек являются "гвозди" - длинные структуры с небольшой головкой или без нее, с длинным хвостиком, и с почти параллельными стенками, одна из которых довольно ровная, а вторая клиновидно-ступенчатая, угловатая. В редких случаях встречаются слепые нептунические дайки, обычно небольшие по размеру, не имеющие видимого выхода на поверхность. Дайки ориентированы под разными углами к поверхности стенки карьера и соответственно имеют разную горизонтальную мощность нормально к стенке - от первых сантиметров до 40 см видимой (на самом деле намного большей).

К востоку от Кызыл-Маяка нептунические дайки наблюдались в стенке большой канавы водного коллектора, субширотной ориентировки, примерно в той же геоморфологической позиции, что и в предыдущем случае. Однако здесь они были вложены в слоистые перемытые коры выветривания, главным образом глинистые, и имели несколько иное строение. Большинство даек представляло собой близвертикальную перемычку в целом Z - образных структур, сложенных крупнозернистыми, хорошо промытыми песками. Дайки соединяют верхнее вложение с нижним занорышем или даже песчаным прослоем, но встречаются и самостоятельные дайки, как и в предыдущем случае. Слоистость в дайках также близка к вертикальной, причем в некоторых структурах наблюдается косая слоистость.

Вертикальная слоистость даек является показателем их постепенного развития. Видимо во всех случаях дайки представляют собой заполнение каналов для текучих вод, которые развиваются по зияющим трещинам. Раскрытие трещин происходит постепенно, и связано, вероятно, с гравитационным разваливанием блоков элювиированных пород, с морозными эффектами и карстованием.

Складчатые структуры в четвертичных образованиях наблюдались в нескольких естественных обнажениях по Нижнему Тогузаку и Караталы-Аяту, лучшие из них находятся в долине Нижнего Тогузака, к западу от пос. Солнце, и в долине Караталы-Аята, западнее города Карталы. Складки развиты в аллювиальных отложениях первой и второй надпойменных террас реки, имеющих соответственно верхнеплейстоценовый возраст; возможно, что нижняя часть разреза этих террас более древняя (среднеплейстоценовая). Складки встречаются как в виде изолированных структур, так и целыми связными группами. Характерная амплитуда складок - первые дециметры, все они приурочены к хорошо расслоенным пачкам, включающим горизонты тонкого переслаивания в разной степени глинистых песков и песчанистых глин, исполняющих роль компетентных горизонтов, и сыпучих песков - некомпетентых горизонтов. Преобладающей складчатой формой являются асимметричные антиклинали, причем в ядре каждой практически непременно находится линза сыпучего песка. В большинстве складок степень сжатости и крутизны залегания крыльев увеличивается снизу вверх, но встречаются и концентрические структуры.

Сочленяются антиклинали друг с другом через килевидные синклинали, в редких случаях - через концентрические и подобные синклинали. Иногда складки образуют многоэтажные пакеты сложной морфологии, в которых складки имеют разную вергентность и разную ориентировку осевых поверхностей. Важной особенностью складчатых структур является их сопряжение с малоамплитудными разрывами как правило взбросовой, реже сбросовой кинематики, которые служат ограничениями складчатых пакетов и очевидно развиваются одновременно с ними. Соответственно морфологии складок разрывы меняют амплитуду и степень выраженности (от флексур до разрывов с амплитудой в первые сантиметры - первые десятки сантиметров).

Мы предполагаем, что основными факторами развития складчатости в молодых аллювиальных образованиях района являются факторы экзогенные - морозное вспучивание и гравитационное оползание вдоль достаточно крутых погребенных долинных врезов. Об этом свидетельствует приуроченность линз сыпучих песков к ядрам складок, несоответствие объемов песков объему межпластовых ниш, в которых они расположены, резкое преобладание антиклинальных структур и связь редких синклиналей с поверхностями сбросов, грубо параллельных поверхностям врезов.

Хотя непосредственные механизмы развития молодых нептунических даек и складчатых деформаций района являются по сути экзогенными, опосредованно они находятся под тектоническим контролем. Ареалы развития молодых деформаций не являются случайными - во всех известных случаях они расположены в долинных сегментах, ограниченных подновленными на новейшем этапе киммерийскими или позднепалеозойскими сдвиговыми зонами. В случае Солнцевского сегмента долины Нижнего Тогузака эти разрывы выбивают блок правосторонней транспрессии, который четко выделяется внутридолинным поднятием с резко увеличенным врезом относительно соседних сегментов. В этом блоке сжатие ориентировано поперек долины, а относительное растяжение - вдоль нее. Нептунические дайки имеют простирания, грубо параллельное блоковому сжатию, развиваются в обстановке относительного растяжения и сконцентрированы в обнажениях, параллельных долине. Ориентировки шарниров складок грубо параллельны направлению блокового растяжения, так что развиваются складки в обстановке относительно сжатия и наблюдаются в прирусловых обнажениях, перпендикулярных общему направлению долины.

Тезисы доклада на Тектоническом Совещании, Москва, 2003 г.