Палеогеография Горного Алтая

Конечные ледниковые гряды перегораживают долину реки Чаганузун  на протяжении 4 км, охватывают ее полукольцом с востока на юг. Среди конечных морен четко выделяются две разновозрастные системы валов – внутренняя и внешняя. Внутренняя представляет серию фронтально расположенных гряд высотой 40-50 м, сложенных валунно-галечным материалом с супесчано-песчаным заполнителем в пониженных, выполненных отложениями приледниковых озер.

Расположенная в 1-3 км ниже по долине внешняя система гряд более  мощная. Развитая на пьедестале из коренных пород, она достигает относительной  высоты 200м и более. Слагающий ее валунно-галечный материал более грубый. Гряды конечноморенных холмов обращены в сторону Чуйской степи в виде двух крупных языков. С внешней стороны склоны холмов мелко террасированы водами древних ледниковых озер.

Вдоль левого коренного  борта долины реки Чаганузун на высотах 40 и 200-250 м прослеживаются гряды боковых морен конусовидной формы, сложенные валунно-галечным материалом. Боковые морены уровня 40 м, по-видимому, оставлены ледником, образовавшим внутренние конечноморенные гряды долины Чаганузуна. Выше их, на отметках 150-200 м, на склоне, сложенном зеленокаменными породами палеозоя, отмечаются следы ледниковой пришлифовки и крупные глыбы эрратических валунов.

Боковые морены высокого уровня по всей видимости принадлежат  леднику максимальной стадии горно-долинного оледенения Алтая.

Вдоль правого борта  долины нижнего течения реки Чаганузун  развиты холмистые гряды боковой  и фронтальных морен Чаганузункого  ледника. Ниже, на протяжении 1,5 км, река течет в узком эпигенетическом  ущелье, а после выхода из него слева принимает ручей Кзыл-Чин. В приустьевой части долина расширяется, здесь прослеживается пойма высотой 1-1,5 м и две аккумулятивные террасы высотой 2-3 и 5-10 м.

2. Разрез Чаган.

Местоположение. Горный Алтай, северо-западная периферия Чуйской котловины, правый приток реки Чаганузун – река Чаган.

История изучения. Разрез Чаган в 1937г. описан Е.Н.Щукиной (1960), выделившей тайминскую и катунскую  нижнеплейстоценовые морены, разделенные  флювиогляциальными и озерно-ленточными осадками и подстилаемые флювиогляциальными башкаусскими галечниками. Сходное строение чаганского разреза отмечают О.А.Раковец и Г.А.Шмидт (1963). По мнению Е.В.Девяткина (1965), башкаусские отложения имеют аллювиальное происхождение. Среди вышележащих отложений Е.В.Девяткин выделяет морену максимального оледенения с линзой ленточных глин, перекрытую мореной постмаксмального оледенения.

Краткое рассмотрение разреза. По левому борту долины реки Чаган  изучено дав разреза, основной в 3,5 км выше уровня устья в 200-метровом обрыве, где вскрывается строение всех основных толщ разреза, и вспомогательный – в 0,5 км ниже в уступе оползневых холмов, наращивающий разрез нижней (бекенской) толщи. Общая мощность отложений превышает 215 м, в разрезе выделено 19 слоев. (Приложение Б)

Слои 1-9 разреза представляют мощную ледниковую толщу, в верхней части (слой 1) затронут процессами выветривания и состоящую из прослоев морены (водная морена, слои 3,5,7,9) и флювиогляциальных накоплений (слои 2,4,6 и 8). Слои 10-12 имеют озерно-ледниковое происхождение и включают в верхней и нижней частях прослои флювиогляциальных и ледниковых образований. Осадки слоя 13 представляют нижний горизонт ледниковой толщи. Отложение слоев 14-15 всеми исследователями принимались за башкаусские. Судя по литологическому облику, это в основном аллювиальные и озерно-пролювиальные, реже склоновые, накопления. Осадки слоев 16-19 представляют водные образования (преимущественно озерные) бекенской свиты, разделенные многочисленными перерывами со следами размывов. В них (верхняя часть слоя 19) А.Н.Мотузко найдены кости Hipparion sp., Elephantidae gen. Bovidae gen.

Абсолютные датировки. По разрезу 9 термолюминесцентных датировок: 1. МГУ-КТЛ-2. линза алеврита средиморенного валунника в верхней части ледниковой толщи, 145±13 тыс.лет. 2 МГУ-КТЛ-3. Ленточные глины, глубина 110 м (слой 12), 266±30 тыс.лет. 3. МГУ-КТЛ-40. Супесь и песок, глубина 135 м (слой 13), 476±51 тыс.лет. 4. МГУ-КТЛ-4. Супесь, глубина 140 м (слой 14), 560±60 тыс.лет. %. МГУ-КТЛ-113. Алеврит светлый, глубина 140-145 м (слой 15), 625±71 тыс.лет. 6. МГУ-КТЛ-105. Алеврит и супесь, глубина 164 м (слой 16), 910±100 тыс.лет. 7. МГУ-КТЛ-5. Суглинок желтый, глубина 180 м (слой 18), 1,2±0,1 млн.лет. 8. МГУ-КТЛ-114. Алеврит, глубина 186 м (слой 18), 1,2±0,1 млн.лет. 9. МГУ-КТЛ-6. Суглинок желтый, глубина 210 м (слой 19), более 1,5 млн.лет.

Палеомагнетизм.

Магнитная восприимчивость пород варьирует от8∙10^-6 СГС в осадках бекенской свиты до 600∙10^-6 СГС в ленточных глинах. Наименьшие колебания магнитной восприимчивости наблюдается в отложениях бекенской свиты 8÷30∙10^-6 СГС.

Заключение о разрезе. В настоящее время разрез Чаган по представительности слагающих его отложений и степени их изученности сопряженным анализом не имеет равных в Горном Алтае. В разрезе выделяют три крупные толщи осадков: нижняя – отложения бекенской свиты, перекрывающие ее галечники башкаусской свиты, и верхняя – полифациальные ледниковые образования. (Приложение В)

Бекенские отложения  видимой мощностью 55 м, по составу  относительно тонкие – песчано-гравийные, с прослоями алевритов и мелкой галькой. Основным минеральным компонентом является эпидот. Отложения представляют преимущественно озерные и озерно-аллювиальные накопления периферической части обширного древнего озера. Местами отложения весьма сходны с перекрывающими их башкаусскими осадками, а наличие внутри толщи следов перемывов и многочисленных внутриформационных размывов существенно затрудняет диагностику кровли осадков. Учитывая стратиграфическое положение осадков бекенской свиты, находки в них костных остатков, отложения, слагающие видимую часть свиты, можно отнести к верхнему плиоцену. Время накопления этих осадков было весьма длительным, по крайней мере более 1 млн. лет, данные спорово-пыльцевых спектров указывают, что в это время происходила смена лесостепных ландшафтов степными.

Башкаусские отложения  более грубые и менее сортированные, чем бекенские, и состоят из аллювиальных и пролювиально-склоновых преимущественно  галечных накоплений желто-серого цвета  мощностью около 22 м. По минералогическому составу они близки к подстилающим породам.  Положение осадков в разрезе и данные палеомагнитного анализа свидетельствуют, что формирование башкаусской свиты, по-видимому, началось в конце позднего плиоцена, а закончилось в начале раннего плейстоцена. Судя по палинологическим материалам, в это время для Горного Алтая были характерны лесостепные и степные ландшафты со значительной долей участия ксерофитной растительности.

Разрез Чаган венчается  мощной толщей полифациальных ледниковых образований – мореной, водной мореной, озерно-ледниковыми и флювиогляциальными накоплениями.

В отличие от подстилающих образований ледниковые отложения  имеют серые расцветки, а в  минералогическом спектре – высокие  содержания ильменита. Если рассматривать  какое-либо сечение разреза изолированно от смежных с ним, то в любом из них можно выделить большое количество морен, разделенных водно-ледниковыми осадками. Большая мощность отложений указывает на продолжительный срок формирования ледниковых осадков разреза Чаган. Накопление их, возможно, началось еще в раннем плейстоцене и с перерывами продолжалось весь средний плейстоцен.

3. Разрез Чаганузун.

Местоположение: Горный Алтай, Чуйская котловина, правый берег реки Чаганузун, в 2 км ниже поселка Бельтыр.

История изученности. Всеми исследователями (Щукина, 1960; Лунгерсгаузен, Раковец, 1961; Девяткин, 1965; Попов, 1962; и др.) отложения, слагающие фронт конечных морен вблизи поселка Бельтыр, относились ко времени позднеплейстоценового оледенения. Озерно-ледниковые осадки рассматривались как межледниковые (Щукина, 1960; Девяткин, 1965) либо ледниковые (Ефимцев, 1961) образования.

Краткое рассмотрение разреза. На правом борту долины реки Чаганузун в уступе III 25-метровой террасы сверху залегает галечник в супесчано-песчано-гравийном заполнителе грязно-серого цвета, с редкими мелкими валунами. В основании слоя располагается базальный горизонт из мелких и средних валунов. Мощность слоя 0,0-2,5 м. Галечник с размывом лежит на валуннике с супесчано-песчано-гравийным заполнителем желтовато-серого цвета, местами ожелезненном (морена), видимая мощность 2,5-25,0 м. (Приложение Г)

В 30 м выше течения реки видно, как  к морене прислоняется крупная линза  озерно-ледниковых осадков, представляющая переслаивание алеврита и алевритистой глины, желто-серых, тонкогоризонтальнослоистых, с плитчатой отделанностью. В основании разреза слой сортированных галечников. Видимая мощность 25 м.

Несколько ниже уступа, по правому  борту долины вскрывается строение II 15-17-метровой и I 4-5-метровой надпойменных террас, высокой и низкой пойм реки Чаганузун.

Абсолютные датировки. 1. МГУ-ИОАН-65. Углистые обломки из прослоя ленточных  алевритов с глубиной 9,5 м, 25,3±0,6 тыс. лет. 2. МГУ-ТЛ-1. Алевриты из линзы озерно-ледниковых глин, глубина около 10м, 32±4 тыс. лет. 3. МГУ-КТЛ-93. Супесь из заполнителя морены конечноморенной гряды (разрез 25-метровой террасы), 58±6,7 тыс. лет.

Минералогия. Ведущими компонентами тяжелой фракции отложений разреза  Чаганузун является ильменит (средн. 42%), сростки и обломки пород (20%); эпидот (12%); в несколько меньших и примерно равных количествах присутствуют роговая обманка (6%), гранат (6%), псевдоморфозы лимонита по пириту (5%). Аутигенные минералы встречаются в небольших количествах, в отдельных горизонтах разреза и представлены пиритом, гидроокислами железа и марганца, глинисто-карбонатными отложениями.

Отложения конечной морены характеризуются  высоким содержанием тяжелых и устойчивых к выветриванию минералов: ильменита (53,5%), граната и невысоким содержанием эпидота (5,5%), роговой обманки (1,5%), слюд (0,5%), КУ тяжелой фракции максимальный по разрезу (8,18). Источником сноса являлись коренные породы горного обрамления впадины (сростки и обломки пород) и переотложенные красноцветные породы палеоген-неогена (окисленный ильменит, псевдоморфозы лимонита по периту и т.д.).

В слое озерно-ледниковых осадков  по сравнению с мореной уменьшается  содержание ильменита, возрастает роль роговой обманки и эпидота. Качественный состав терригенных минералов в  слое остается неизменным, однако количественные показатели меняются в соответствии с изменением фациального состава отложений. В основании разреза, обогащенном галькой, относительно концентрируются тяжелые и устойчивые минералы (КУ=3,22). Вероятно, эта часть осадков накапливалась в достаточно динамичной водной среде. Основная масса ленточных осадков в составе терригенных минералов содержит много неустойчивых и обладающих более низким удельным весом минералов, например содержание роговой обманки нарастает от 1 до 14%, слюд – от 0 до 5%, эпидота – от 14 до 25%. Напротив, содержание ильменита снижается в 3 раза, в связи с чем уменьшается и КУ (2,13). Отличительная особенность пачки – появление аутигенных минералов.  В тяжелой фракции они представлены пиритом (2%).оолитовыми стяжениями гидроокислов марганца, гидроокислами железа. В легкой фракции отмечаются водоустойчивые глинисто-карбонатные стяжения, в отдельных прослоях слагающие до 65% легкой фракции. Особенности вещественного состава пород позволяет отнести отложения слоистой пачки к озерным образованиям с замедленным темпом осадконакопления и хемогенной садкой.

Пойменный аллювий реки Чаганузун  отличается максимально высоким  по разрезу содержанием роговой  обманки (15%), слюд и хлоритов; присутствием сростков минералов (роговой обманки  с ильментом, слюды со сфеном, ильмента с кварцем); коэффициент устойчивости относительно невысок – 0,93. Если в эпоху накопления ледниковых образований в составе источников сноса значительное участие принимали красноцветные палеоген-неогеновые отложения, то в настоящее время размываются преимущественно палеозойские породы горного обрамления Чуйской впадины.

Палинология поверхности проб современного аллювия пойменных и русловых фации реки Чаганузун показала, что  они содержат примесь пыльцы экзотических хвойных и широколиственных пород, ясно свидетельствующую о пререотложении в результате размыва осадков разного генезиса и возраста. Аналогичное отмечается и в образцах из ленточных глин разреза Чаганузун, где наряду с пыльцой растений, произрастающих в настоящее время в Горном Алтае, встречаются зерна, принадлежащие таким породам, как, например, Tsuga, Podocarpus, Cedrus, Keteleeria, Juglans, Corylus, Carpinus, Ulmus, Tilia. Переотложенные пыльца и споры отличаются плохой сохранностью, большинство имеют нарушения (сплющены, разорваны, смяты, покрыты бурой пленкой ожелезнения, метаморфозованы и т.д.). Растения, которым принадлежат подобные зерна, не сходны с остальными по экологическим условиям.

Торговая долина реки Чаганузун  глубоко врезана в неогеновые и более древние породы, поэтому в некоторых образцах морены долинного ледника встречается до 70% переотложенной пыльцы и спор. Судя по переотложенной пыльце, в строении озерно-ледниковых и аллювиальных отложений высоких террас реки Чаганузун, по-видимому, также участвовали породы размываемого рекой коренного ложа. Чрезвычайно высокий процент переотложенных пыльцы и спор разреза Чаганузун не позволил провести их полное разделение, поэтому пыльцевая диаграмма не может считаться вполне достоверной и не приводится.

Сравнение спорово-пыльцевых спектров из отложений средней и позднеплейстоценовой морены в разрезах Чаган и Чаганузун указывает на значительно больший процент переотложений в последней. Это в первую очередь связано с активным выпахивающим действием позднеплейстоценового горно-долинного ледника на свое ложе, сложенное породами от палеозоя до неогена. Если в среднеплейстоценовых ледниковых отложениях пыльца хвойных пород, и прежде всего кедра, имеет, как правило, одинаковую сохранность, то в позднеплейстоценовой морене эта пыльца сильно метаморфизована и, вероятно, полностью переотложена. В составе пыльцы трав и кустарников из морены последнего оледенения преобладает пыльца эфедры и лебедовых.

Для спорово-пыльцовых  спектров озерно-ледниковых отложений  характерно большое количество пыльцы древесных пород (преимущественно  широколиственных и хвойных), в основном также переотложенных. Пыльца березы, в составе которой абсолютно преобладают кустарниковые виды, отличается хорошей сохранностью. В группе пыльцы трав и кустарников наибольший процент составляет пыльца вересковых (до 67%) и разнотравья (до 31%). Время накопления ленточных отложений разреза Чаганузун было связано с развитием ландшафтов тундростепного и лесотундрового типа, широкого распространения кустарниковой березы и представителей вересковых. Сходный тип пыльцевых спектров получен при анализе образцов из аллювия III террасы реки Чаганузун. Лишь некоторое увеличение процента пыльцы лебедовых, преобладание которых имеет место в спектрах голоценовых и современных отложений по сравнению с ее количеством в спектрах из озерных отложений, указывает на более позднее происхождение аллювия.