(западное забайкалье) в плиоцене

ФЛЮВИАЛЬНЫЕ И ЭРОЗИОННО-АККУМУЛЯТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ НА
ЮЖНОМ СКЛОНЕ ХАМБИНСКОГО ХРЕБТА (ЗАПАДНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ) В
ПЛИОЦЕНЕ
Калмыков Н.П.*, Кобылкин Д.В.**
* Институт аридных зон ЮНЦ РАН, Ростов-на-Дону, kalm@ssc-ras.ru
** Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, Иркутск, agrembrandt@inbox.ru
FLUVIAL AND EROSION – ACCUMULATIVE PROCESSES ON THE SOUTHERN
SLOPE OF THE KHAMBINSKYI RIDGE (WESTERN TRASBAIKALIA AREA) IN
THE PLIOCENE
Kalmykov N.P.*, Kobylkin D.V.**
* Institute of Arid Zones SSC RAS, Rostov-on-Don, kalm@ssc-ras.ru
** V.B. Sochava Institute of Geography SB RAS, Irkutsk, agrembrandt@inbox.ru
Аннотация. Приводится общая картина развития рельефа Западного Забайкалья с мезозоя
до четвертичного периода. Особое внимание уделяется эрозионным процессам, участвующим в
накоплении осадков в местонахождении плиоценовой фауны на южном склоне Хамбинского
хребта. Приводится литологическая характеристика отложений, слагающих предгорный шлейф, и
обосновывается возраст отложений цокольной террасы в месте впадения р. Удунга в р. Темник.
Abstract. The general development pattern of the Western Trasbaikalia area has been given
covering the period of the Mesozoic to the Quaternary. The focus is on the erosion processes contributing
to the sediments’ accumulation in the location of the Pliocene fauna on the southern slope of the
Khambinskyi Ridge. The lithologic characteristics of the sediments, composing the foothills’ trail, have
been given. Sediments’ age of rock-defended terrace in the junction of the Udunga and the Temnik rivers
has been substantiated.
Отличительной чертой Западного Забайкалья является его расположение в СевероВосточной провинции поднятых платформенных равнин и сложно построенных глыбовых гор,
занимающих центральную часть пространства между Сибирской и Китайской платформой [1],
определявшееся длительностью их геологического развития. Отличия рельефа на разных участках
территории по морфоскульптуре обусловлены главным образом приуроченностью их к
определенным вертикальным зонам, обусловившие типы и мощность элювиальных образований,
характер экзогенных процессов, оформляющих склоны. В геоморфологическом ландшафте
помимо морфоскульптур заметную роль играют педименты и делювиальные шлейфы. Обычно
педименты сопряжены со склонами, их ширина зависит от состава пород субстрата, они наиболее
широко распространены на мезозойских терригенных образованиях и обычно являются
структурными [2]. На площадях развития мезозойских эффузивных образований встречаются
структурные педименты, которые распространены у склонов южной экспозиции впадин, иногда
заходя в долины.
Современный рельеф Западного Забайкалья унаследовал много черт от рельефа неогена и
мезозоя. Мезозойские осадочные и вулканогенные образования занимают менее четверти его
территории, другая часть сложена интрузивными и метаморфическими породами протерозоя,
палеозоя и мезозойскими гранитоидами, прорывающими триасовые вулканогенные толщи. В
мезозое имели место широкие, но прерывистые во времени проявления вулканизма, оказавшего
влияние на формирование и изменение контуров морфоструктур [3]. В начале мезозоя
осадконакопление и формирование рельефа проходило на фоне интенсивного вулканизма, горные
хребты были расчленены долинами с крутым продольным профилем. Юрские отложения сложены
вулканогенными породами, осадочные и вулканогенно-осадочные образования – маломощными
слоями и пачками алевролитов, аргиллитов и конгломератов. Погребенный рельеф, по всей
видимости, был горным, грядовым крутосклонным, на месте современного хребта Хамар-Дабан и
части Малого Хамар-Дабана располагалось крупное поднятие [4]. На месте современного
Хамбинского хребта находилось Хамбинское вулканическое поле, которое протягивалось в север
– северо-восточном направлении почти на 50 км. Здесь были широко распространены
субщелочные и щелочные вулканические ассоциации пород с участием трахибазальтов,
трахиандезитобазальтов, фонолитов, эссекскитов, трахитов, трахириолитов, трахидацитов и
комендитов. Его формирование связано с 4 этапами проявления магматической активности [5]: 1
этап (159-155 млн. лет назад) – дифференцированная субщелочной базальт-трахиандезит-трахиттрахириолит-комендитовая с возрастом, 2 этап (127-124 млн. лет назад) – дифференцированная
субщелочной базальт-трахиандезит-фонолит-трахит-трахириолитовая, 3 этап (121-117 млн. лет
назад) – эссекситтефрифонолитовая; 4-й этап (102-100 млн. лет назад) – щелочные оливиновые
базальты. В строении Хамбинского хребта основную роль играют вулканиты ичетуйской свиты
(возраст в пределах 155–150 млн. лет), представленные дифференцированной серией пород
субщелочного ряда – трахибазальтами, трахиандезитами, трахитами, трахириолитами,
комендитами и пантеллеритами. Эти породы залегают на палеозойских гранитоидах,
перекрываются раннемеловыми осадками и дислоцированы в виде крупной антиклинали с углами
падения пород на крыльях до 30º [6]. На подобных эффузивных породах основного состава
формировалась кора выветривания в условиях жаркого и влажного климата при хорошем дренаже,
который обеспечивал красную окраску элювия, формирующегося на границе гранитоидов и
вулканогенных пород. Не исключено, что эта реликтовая кора выветривания, которая вскрывается
местами на Хамбинском хребте, в результате переотложения позже стала исходным материалом
для формирования красноцветных отложений, содержащих остатки разнообразных животных,
обитавших на южном склоне этого хребта в неогене.
В поздней юре и раннем мелу происходит перестройка морфоструктурного плана,
существовавшего в ранней и средней юре. Она сопровождалась увеличением количества
положительных и отрицательных структур и уменьшением их размеров. Морфоструктурная
дифференциация рельефа достигает максимума, начинает преобладать сильно расчлененный
горно-котловинный ландшафт. В раннем мелу осадконакопление происходило в сравнительно
узких, четкообразно расположенных впадинах, разделенных горными хребтами [4]. В позднем
мелу – палеогене имели место неглубокие межгорные понижения с маломощным покровом
аллювиальных и субаэральных отложений, подвергнувшиеся в неоген-четвертичное время
полному размыву. В это время происходило формирование поверхностей выравнивания, которые
выражены на водоразделах большей части хребтов, в морфологическом плане они представляли
слегка всхолмленные поверхности с уплощенными вершинами гор и останцами. Рельеф
становится низко- и среднегорным. О реликтах древней поверхности выравнивания
свидетельствуют элювиальные глины и структурный элювий в пределах вершинных выровненных
поверхностей, хемогенный глинистый элювий вскрывается эрозионными промоинами на южном
склоне Хамбинского хребта и по небольшим падям р. Удунги (урочище Галтай). Элювий в
основном приурочен к поверхности долинных педиментов, речных террас в пределах горных
массивов, а также обширных педиментов близ бортов межгорных впадин. Элювиальные и
делювиальные глины восточной части хребтов Хамар-Дабан, Хамбинский и других,
сформированные на докембрийских образованиях, имеют разный минеральный состав и покрыты
неоген-четвертичными отложениями. В миоцене рельеф, по всей видимости, был несколько
сглаженным, на поверхности различались реликты хребтов и межгорных впадин, образованных в
позднем мезозое. В условиях общего выравнивания реки, приуроченные к денудационным
понижениям поверхности, сильно меандрировали. Иногда они покидали морфологически слабо
выраженные впадины и сдвигали свои русла в смежные участки сильно денудированных
положительных морфоструктур. На это указывают глубокие коленообразные ущелья врезанных
меандр, свидетельствующих о положении русел рек до начала неотектонических движений [7].
В конце миоцена – начале плиоцена неотектонические движения способствовали
формированию основных морфоструктурных элементов (горных хребтов и межгорных впадин),
обусловившие общий характер современной морфоструктуры Западного Забайкалья.
Дифференцированные движения земной коры и новые поднятия горных хребтов вызвали врезание
рек, формирование глубоких долин прорыва (антецедентные участки) через хребты Хамар-Дабан,
Джидинский и другие хребты, отмечающиеся по Селенге и Орхону от Байкала до Хангая [4].
Врезание рек, углубление долин и формирование серии высоких эрозионных террас и
террасоувалов наиболее интенсивно происходило на участках пересечения реками поперечных
хребтов (антецедтные долины). Тектоническая обстановка в начале плиоцена способствовала
дальнейшему раскрытию Байкальской рифтовой зоны, где горные сооружения были представлены
низкогорными структурами [2, 4, 8]. В денудации преобладали селективные процессы,
отложившие отпечаток на механический состав отложений, в том числе и содержащие
палеонтологические объекты. В начале плиоцена орогенез достигает особенно большой
интенсивности, процессы выветривания получают дальнейшее новое развитие. Рельеф становится
более контрастным, эрозионные процессы и процессы селективной седиментации преобладали над
климатическими факторами. Они способствовали накоплению отложений красноцветной
монтмориллонит-карбонатной формации с более грубыми и плохо отсортированными осадками,
чем в миоцене. Образование этой формации стало новым этапом в осадконакоплении и развитии
рельефа бассейна оз. Байкал и сопредельных территорий, ставшего началом коренной перестройки
древнего рельефа, сложившегося в мезозое и раннем кайнозое.
Рис. 1. Местоположение (А), геоморфологическая схема (Б) и геологический разрез (В)
района местонахождения Удунга (Западное Забайкалье). Б: 1 – склоны с лесом; 2 – пологие
склоны; 3 –поверхности подгорных шлейфов и террасовидных поверхностей; 4 – конусы выноса
оврагов и балок; 5 – средние террасы; 6 – низкие террасы и пойма; 7 – скалистые обрывы; 8 –
уступы подгорных шлейфов и террасовидных поверхностей; 9 – овраги и балки; 10 – линии
водоразделов; 11 –местонахождение ископаемой фауны; 12 –скальные останцы. В: 1 – валунногалечный и песчаный материал, 2 – щебень, 3 – дресва, 4 – песок, 5 – глина, 6 – суглинок, 7 –
современная почва, 8 – карбонатизация, 9 – остатки крупных млекопитающих, 10 – остатки
мелких млекопитающих
На южном склоне Хамбинского хребта в долине р. Темник в районе впадения в него
р. Удунга отчетливо прослеживается участок наклонной террасовидной поверхности (рис. 1),
выполненной рыхлыми отложениями, образующих предгорный шлейф. Он расчленяется
многочисленными оврагами, которые прорезают террасовидную поверхность на разную глубину.
Одним из них она была вскрыта почти на всю глубину, что позволило описать разновозрастные
отложения [9], отличные друг от друга по возрасту и фациальной обстановке седиментации.
Отложения в геологическом разрезе расчленяются на три толщи: первая снизу, наиболее ранняя по
времени накопления, представляет собой аллювиальные отложения цокольной террасы древней
реки, фрагмент ее долины был погребен под отложениями предгорного шлейфа после изменения
ее русла, обусловленного, по всей видимости, неотектоническими движениями. Вторая толща
сложена продуктами переотложенной коры выветривания, которые в целом сформировали в
Западном Забайкалье и Северной Монголии так называемую красноцветную монтмориллониткарбонатной формацию с грубыми и плохо отсортированными осадками. Она содержит
многочисленные костные остатки мелких и крупных млекопитающих, которые не подвергались
четкой водной сортировке по величине. Третья толща лежит с размывом на второй, в
литологическом плане это образования пролювиально-делювиального типа, накопление которых
происходило в разные эпохи плейстоцена.
Аллювий цокольной террасы – это валунно-галечные отложения с песчано-гравийным
заполнителем, которые в коррелятивной связи с бассейновой и русловой эрозией перемежались с
маломощными слоями алевритов. Мощность аллювия не превышает 3 м. Петрографический
состав валунов и гальки аналогичен составу горных пород, которые слагают горные хребты в
месте впадения р. Удунга в р. Темник – Хамбинский, Хамар-Дабан и Малый Хамар-Дабан.
Древний аллювий залегает на кристаллическом массиве, сложенного нижнепалеозойскими
гранитами джидинского комплекса на южном склоне Хамбинского хребта. Он включает весьма
разнообразные породы – от габброидов до гранит-аплитов, формирование которых происходило в
три фазы: первая – габбро, габбро-диориты, диориты, плагио-граниты и гранодиориты; вторая –
сиениты, граносиениты, кварцевые сиениты, порфировидные граниты; третья – лейкократовые
граниты [10]. Аллювиальные отложения палео-Темника накапливались в начале плиоцена,
возможно, в конце миоцена, когда тектоническая обстановка способствовала дальнейшему
раскрытию Байкальской рифтовой зоны. Об этом свидетельствует время аккумуляции осадков
вышележащей второй толщи, которая содержит многочисленные остатки млекопитающих. Они
представлены как мелкими (Hypolagus transbaicalicus, H. multiplicatus, Ochotonoides complicidens,
Ochotona aff. sibirica, Ochotona sp., Castor sp., Orientalomys cf. sibiricus, Kowalskia sp., Gromovia
daamsi, Cricetinus cf. varians, Prosiphneus praetingi, Villanyia ex gr. eleonorae, Promimomys cf.
gracilis, P. cf. stehlini, Mimomys cf. minor), так и крупными (Parapresbytis eohanuman, Nyctereutes
sp., Canis sp., Ursus ex gr. ruscinensis-minimus, Parailurus sp., Gulo sp., Ferinestris sp., Parameles
suillus, Pachycrocuta pyrenaica, Lynx shansius, Acinonyx sp., Homotherium sp., Mammut sp.,
Archidiskodon sp., Postschizotherium cf. chardini, Hipparion tchicoicum, H. houfenense, Dicerorhinus
sp. I, Dicerorhinus sp. II, Axis shansius, Orchonoceros gromovi, Capreolus constantini, Bovidae gen.
indet. I, Bovidae gen. indet. II, Bovidae gen. indet. III, Bovidae gen. indet. IV, Antilospira zdanskyi,
Gazella sinensis, Ovis sp.) животными [11-15]. Они составляют так называемый удунгинский
фаунистический комплекс, который сформировался во второй половине раннего плиоцена
(русциний, NN 15).
Этому выводу не противоречит и спорово-пыльцевой спектр, выделенный из отложений
костеносного горизонта. Южные склоны Хамбинского хребта и хребта Хамар-Дабан, северный
склон хребта Малый Хамар-Дабан, а также долины рек Темник и Удунга были покрыты как
хвойными, так и широколиственными лесами: Tsuga sp., Picea sp., Larix sp., Pinus sibirica, P.
sylvestris, Abies sp., Betula sp., Alnus sp., Alnaster sp., Corylus sp., Ulmus sp., Tilia sp., Quercus sp.,
Acer sp., Carpinus sp., Juglans manshurica, Salix sp., Ribes sp., Humulus sp. Травянистый покров
состоял из Artemisia sp., Ericales, Gramineae, Chenopodiaceae, Polygonaceae, Asteraceae, Onagraceae,
Caryophyllaceae, Rubiaceae, Valerianaceae, Sphagnum, Botrychium, Polypodiaceae, Lycopodiacea [16].
После того, как русло палео-Темника изменило свое направление, у подножия южного
склона Хамбинского хребта оставалась старица или сезонно действующая протока, которая в
результате активных эрозионных процессов стала заполняться красноцветными осадками,
представляющих в основном продукты переотложенной коры выветривания. Об этом
свидетельствует находки остатков рыб Esox lucius и Silurus sp., которые обитали в пра-Темнике и
пра-Удунге, в самом нижнем слое второй толщи на контакте с аллювиальными отложениями. Об
условиях стариц и небольших протоков говорят и раковины наземных моллюсков, которые в
местонахождении Удунга представлены Gastropoda.
Во время формирования плиоценовой красноцветной монтмориллонит-карбонатной
формации, частью которой являются отложения второй толщи, базис денудации склонов резко
изменился, о чем свидетельствует зона размыва, отделяющая вторую и третью толщу. Стал
формироваться делювиально-пролювиальный шлейф, перекрывший верхнемиоценовый нижнеплиоценовый аллювий, осадки красноцветной монтмориллонит-карбонатной формации и
захоронивший небольшой участок древней речной долины. Необходимо отметить, что сейчас
очень трудно определить, какие изменения в разрезе на южном склоне Хамбинского хребта
связаны с интенсивностью тектонических движений, какие – с изменениями климата, так как в
склоновых отложениях не все врезы или перерывы в осадконакоплении можно достаточно твердо
установить.
Литература
1. Симонов Ю.Г. Региональный геоморфологический анализ. М.: Изд-во МГУ, 1972. 252 с.
2. Антощенко-Оленев И.В. Кайнозой Джидинского района Забайкалья. Новосибирск: Наука. Сиб.
отд-ние, 1975. 128 с.
3. Антощенко-Оленев И.В. История природных обстановок и тектонических движений в позднем
кайнозое Западного Забайкалья. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1982. 157 с.
4. Логачев Н.А. Саяно-Байкальское становое нагорье // Нагорья Прибайкалья и Забайкалья. М.:
Наука, 1974. С. 16-162.
5. Жаворонкин О.В. Морфоструктура и неотектоника Юго-Западного Забайкалья. Автореф. дис. на
соиск. уч. степ. канд. г.-м. наук. Саратов, 2007. 24 c.
6. Андрющенко С.В. Петрографическая характеристика вулканитов Хамбинского хребта //
Современные проблемы геохимии: Материалы конференции молодых ученых. Иркутск:
Издательство Института географии СО РАН, 2007. С. 4-6.
7. Базаров Д.Б. Четвертичные отложения и основные этапы развития рельефа Селенгинского
среднегорья. Улан-Удэ: Бурят. кн. изд-во, 1968. 166 с.
8. Базаров Д.Б. Кайнозой Прибайкалья и Западного Забайкалья. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние,
1986. 182 с.
9. Калмыков Н.П. Новое местонахождение гиппарионовой фауны млекопитающих в Западном
Забайкалье // Бюл. Комис. по изуч. четвертич. периода АН СССР. 1989. № 58. С. 133-138.
10. Никитин А.В., Ненахов В.М. Проблемы геологии Ангаро-Витимского батолита // Вест.
Воронеж. гос. ун-та. Сер. Геология. 2002. № 2. С. 8 -19.
11. Калмыков Н.П. Фауна млекопитающих и биостратиграфия плиоцена Забайкалья. Новосибирск:
Наука, 1992. 97 с.
12. Калмыков Н.П. Палеогеография и эволюция биоценотического покрова в бассейне оз. Байкал.
Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 2003. 240 с.
13. Kalmykov N.P., Maschenko E.N. The Oldest Representative of Elephantidae (Mammalia,
Proboscidea) in Asia // Paleontol. J. 2005. Vol. 39. No. 6. P. 652-659
14. Matishov G.G., Kalmykov N.P. Red Pandas (Mammalia, Carnivora: Parailurus) in the Biomes of
North Eurasia and North America // Doklady Earth Sciences. 2011a. Vol. 438. № 1. P. 727–729.
15. Matishov G.G., Kalmykov N.P. Find of the Remains of North American Ferinestrix (Carnivora,
Mustelidae) in the Western Transbaikalia Region // Doklady Earth Sciences. 2011b. Vol. 440. № 2. P.
1467-1469.
16. Kalmykov N.P., Malaeva E. M. Continental biota of the Western Transbaikalia Early Pliocene //
Doclady Earth Sciences. 1994. Vol. 339. P. 764-767.