СТРУКТУРНО-ФАЦИАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОРДОВИКСКИХ И СИЛУРИЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ

УСТЬ-КУТСКИЙ ВЕК. Отложения усть-кутской свиты. Развитие Присаянского и Прибайкальского прогибов

В распределении мощностей отложений усть-кутской свиты наблюдаются совершенно определенные закономерности. Как уже говорилось, максимальные мощности (до 500 м и более) свита имеет в Прибайкалье. В направлении на северо-запад к центральной части амфитеатра мощность ее быстро уменьшается. На р. Лене у г. Усть-Кута она не превышает 150—170 м, а еще далее на северо-запад, в бассейне р. Непы, отложения свиты, по имеющимся данным, из разреза выпадают. При движении от центральных районов амфитеатра на запад мощность ее вновь растет. Однако наибольшие мощности отложений усть-кутской свиты в Приса- янье намного меньшие, чем в Прибайкалье,— не превышают 150 м, увеличиваясь до 250—28CJCJ м в нижнем течении р. Бирюсы.

Характерно, что существенные изменения мощностей усть-кутской свиты в пределах амфитеатра в основном не связаны с размывом ее верхних горизонтов и определяются мощностями накопившихся осадков.

Размыв отложений свиты наблюдается лишь в северной части амфитеатра; возраст этого размыва — после- или верхнечуньский.

Интересен анализ изменения мощвостей свиты в пределах прогибов и конседиментационного поднятия. В самих прогибах вдоль их простирания мощности свиты возрастают с юга на север. В области конседиментационного поднятия, наоборот, в направлении с юга на север мощность свиты не возрастает, а уменьшается. Такое «обратное» изменение мощностей в прогибах, с одной стороны, и в области конседиментационного поднятия, с другой — естественно, поскольку зона южного сочленения Присаянского и Прибайкальского прогибов совпадает в то же время с осью конседиментационного поднятия. Отложения усть-кутской свиты в южной части амфитеатра отсутствуют. Общий план распределения мощностей свиты показывает, что свита имела здесь мощность минимальную по отношению к областям прогибов и максимальную — по отношению к кон- седиментациопному поднятию.

Развитие Присаянского и Прибайкальского прогибов не было вполне симметричным — отрицательные движения в Прибайкалье были более интенсивными. Характерно, что увеличение мощностей свиты в сторону прогибов не происходит равномерно. При приближении к осевым частям мощности увеличиваются резко, и максимальные их значения приурочиваются к узким зонам, что особенно характерно для Прибайкалья.

Равным образом не одинаков рост мощностей в сторону прогибов для различных горизонтов свиты. Наибольшие мощности осадков в прогибах накапливались в заключительные этапы развития отдельных макроритмов. В смежных со стороны платформы областях мощности заключительных элементов макроритмов были минимальными не только по отношению к прогибам, но и к мощностям нижних элементов макроритмов этих районов, т. е. время наиболее интенсивного опускания в областях прогибов сопровождалось повышенной устойчивостью в области конседиментационного поднятия и, возможно, даже воздыманием с размывом здесь нижележащих отложений. Следы такого размыва иногда фиксируются в основании верхней подсвиты усть-кутской свиты (при разделении ее на две подсвиты), отвечающей второму макроритму нашей схемы.

Колебания в изменении мощностей нижних элементов макроритмов (в сравнении с верхними ) при переходе от области поднятия к прогибам значительно менее резки.

Для отложений усть-кутского яруса (усть-кутской свиты) наблюдается смена терригенных пород карбонатными в направлении от краевых частей амфитеатра к центральным.

Песчаники преобладают в разрезе усть-кутской свиты в некоторых районах Присаянья; в Прибайкалье в изученных разрезах они не являются доминирующими. Песчаники Прибайкалья представлены лишь мелкозернистыми разновидностями, часто хорошо отсортированными, тогда как в Присаянье значительное место занимают разнозернистые песчаники, содержащие нередко гравийные зерна (см.  4). По-видимому, в Присаянье береговая линия была близка к области современного распространения отложений усть-кутской свиты, и мы находим среди них, возможно, фации пляжа. В Прибайкалье же отложения, более или менее близкие к области сноса, отсутствуют.

Вероятная береговая линия в Прибайкалье, таким образом, находилась на значительно большем расстоянии от современной границы распространения отложений усть-кутской свиты, чем в Присаянье.

Песчаники в направлении к центральным частям амфитеатра могут замещаться глинистыми породами или же непосредственно карбонатами. Так, в Прибайкалье лилово-красные песчаники средней части свиты (р. Окунайка) замещаются на оолитовые известняки (р. Орленга), минуя какие-либо промежуточные члены. Песчаники непосредственно замещаются карбонатами, по-видимому, в центральной и северной частях бассейна, хотя для окончательных выводов здесь материала недостаточно. С другой стороны, в Присаянье все карбонатные пачки при фациальных замещениях проходят зону глинистых пород.

Интересно поведение на площади амфитеатра глинистых и алевритовых пород. Наиболее развиты эти отложения в зонах, несколько отдаленных от областей сноса и протягивающихся параллельно направлению вероятной береговой линии, тяготея к зонам максимального осадконакоп- ления, что связано, возможно, с максимальной глубиной бассейна.

В направлении и к областям сноса, и в сторону центральных районов амфитеатра роль алевролитов и аргиллитов в разрезе уменьшается. Особенно характерно это положение для Прибайкалья, где мощные ритмичные пачки глинисто-алевролитовых пород, приуроченные к узкой полосе вдоль горного сооружения и обладающие значительной мощностью, выклиниваются в1 сторону моря. В отдельные отрезки времени, отвечающие верхним элементам макроритмов, осадконакопление в пределах предгорных прогибов имело иногда ясно выраженный флишоидный характер.

В Присаянье глинистые породы первого и третьего макроритмов замещаются в сторону моря карбонатами, а в направлении к береговой линии — песчаниками. Глинисто-алевритовые породы, отвечающие в Присаянье второму макроритму, фациально устойчивы и даже в разрезе р. Бирюсы содержат значительное количество глинистого материала.

Рассмотрим соотношение известковых и доломитовых пород среди отложений усть-кутского бассейна на различных стадиях его развития.

В восточной части амфитеатра карбонатные породы в составе усть- кутской свиты представлены исключительно известняками (бассейны рек Окунайки и Орленги в верхнем и среднем течении). Первые доломиты в этой части амфитеатра появляются в нижних горизонтах усть-кутской свиты в верхнем течении р. Таюры; в средней и верхней частях свиты карбонаты здесь представлены еще известняками. И лишь к северу и северо- западу известняки замещаются доломитами и в верхней части свиты.

В бассейне р. Лены в районе г. Усть-Кута известняки в составе уже не встречаются.

В направлении от центральных частей амфитеатра к западным,_в сторону Восточного Саяна, происходит обратный процесс — последовательное замещение доломитов известняками, а еще далее — аргиллитами и песчаниками.

При этом, как и ранее, доломиты нижней части свиты наиболее устойчивы на площади. Более того, если в Прибайкалье доломиты нижней части свиты к краевой части амфитеатра полностью замещаются известняками, хотя процесс этот в низах свиты значительно запаздывает от верхних горизонтов свиты, в Присаянье, даже в наиболее западных районах (р. Бирюса), карбонаты нижней части свиты представлены не известняками, а доломитами, преимущественно строматолитовыми, и лишь в верхних горизонтах свиты в Присаянье доломиты отсутствуют, и карбонаты здесь представлены водорослевыми и оолитовыми известняками. Однако в цементе песчаников и алевролитов и в верхних горизонтах свиты в Присаянье доломит нередко преобладает над кальцитом.

Принимая положение, что доломиты отвечают режиму более высокой солености вод бассейна, чем известняки, из изложенного вытекает вывод о том, что в период отложения осадков нижних горизонтов свиты в центральной и западной частях амфитеатра море имело повышенную соленость.

В восточной же части амфитеатра соленость бассейна была относительно ниже, на что указывает накопление здесь в это время известняков. Связано это, очевидно, с более интенсивным распреснением бассейна восточной части амфитеатра, нежели в других местах, за счет более обильного притока пресных вод реками.

На более поздних этапах развития усть-кутского бассейна концентрация солености в нем понижалась; при этом область относительного рас- преснения последовательно расширялась. Однако режим устойчивой пониженной солености бассейна был характерен лишь для Прибайкальской структурно-фациальной зоны и, по-видимому, для юго-западной части Присаянской зоны. В северных районах Присаянской зоны во время накопления осадков средних и верхних горизонтов свиты концентрация бассейна изменялась от относительно пониженной до относительно повышенной, и лишь в центральных районах амфитеатра продолжал непрерывно сохраняться режим повышенной солености.

Интересно отметить, что если при отложении осадков верхних горизонтов свиты максимальная соленость бассейна отвечала современному Илимо-Ленскому району, то в нижне-усть-кутское время область максимальной солености располагалась в районе современного среднего течения р. Ангары и Ангаро-Илимского междуречья, где в породах нижней части свиты наряду с явно эпигенетическими кристаллами гипса встречаются редкие и маломощные, возможно, сингенетические его прослои, отсутствующие в бассейнах рек Илима и Лены.

Различными исследователями отмечаются следы мелководья в отложениях усть-кутской свиты.

На основании вышесказанного выделяются четыре генетических типа бассейнов осадконакопления усть-кутской свиты, каждому из которых отвечает одна или несколько фациальных зон.

В основном мелководный, в осевых частях прогибов, возможно, более глубоководный, бассейн с нормальной   (относительно пониженной) соленостью, охватывающий восточную, южную и отчасти юго-западную области амфитеатра в течение всего усть-кутского века.

Мелководный бассейн, характеризующийся чередованием относительно повышенной и нормальной концентрацией солей в зависимости от степени распреснения за счет речного стока в области суши.

Мелководный бассейн с относительно повышенной соленостью, характерный в течение всего усть-кутского века для центральной и отчасти северной областей амфитеатра, а в начале усть-кутского века — также и для западной и отчасти восточной областей.

Бассейн северо-восточной части амфитеатра, в котором происходило чередование обстановок морского режима нормальной солености с режимом повышенной солености.

Каждому из выделенных типов бассейнов соответствует одна или несколько фациальных зон ( 16). Бассейну первого типа отвечает зона преимущественно песчаных пород в юго-западной части амфитеатра и две зоны изсчано-глинисто-ка.рбонатных пород в восточной части амфитеатра. Различия между двумя последними зонами заключаются в количестве глинистых пород; на большей части площади бассейна первого типа содержание слоев аргиллитов и алевролитов колеблется в пределах 10— 20%, а в центральной части прогиба превышает 20%. Карбонатный материал в породах, приуроченный к бассейну данного типа, исключительно известковый.

Так же две фациальные зоны (в целом для свиты) выделяются в западной части амфитеатра в отложениях, накапливавшихся в бассейне второго типа; как и в предыдущем случае, эти зоны определяются различиями в содержании глинистых пород. К этому же типу бассейна следует отнести фациальную зону, охватывающую нижнее течение р. Оки, район г. Братска. Для разреза свиты в этой зоне по сравнению с более западными районами характерно повышенное содержание карбонатов, представленных в нижних горизонтах доломитами и в верхних — известняками.

Для бассейна третьего типа, характеризующегося повышенной соленостью, обеспечивающей накопление доломитов, выделяется три фациальные зоны. В краевых (особенно южной) частях бассейна преобладают песчаники; в центральной части количество песчаников и доломитов примерно одинаково.

Бассейн четвертого типа, отвечающий почти исключительно площади карбонатных известково-доломитовых пород, на зоны не подразделяется. Береговая граница бассейна седиментации в усть-кутское время на западе, как уже было сказано, лишь незначительно отличалась от современного распространения свиты. На востоке же море должно было захватывать, как это видно на  16, значительную часть Северо-Байкаль- ского нагорья, на что уже было указано Г. Г. Лебедем (1960). Подобное положение береговой линии в нижнем ордовике амфитеатра показывалось и на более ранних палеогеографических картах (Лю Хун-юн, 1962).

Контур современного распространения отложений усть-кутской свиты почти везде связан со сравнительно молодыми размывами в краевых частях амфитеатра. Лишь в северных районах область распространения отложений в значительной мере контролируется древними размывами — внутриордовикским в северо-восточной части амфитеатра, где отложения среднего ордовика залегают на породах верхнего кембрия, и послесилурийским в Нижнем Приангарье, где на породах верхнего кембрия залегает комплекс отложений пермо-карбона, срезающих отложения ордовика и силура.