Первые литолого-минералогические исследования четвертичных отложений в Усть-Енисейском районе проводились еще в довоенные годы [Рябухин, 1939; Калинко, 1940]. Позже они были продолжены, но имели в основном рекогносцировочный характер. Минералогия четвертичных отложений, несмотря на обстоятельное изучение их геологии [Сакс, Антонов, 1945; Сакс, Ширяев, 1945; Сакс, 1951_б, и др.], специально почти не изучалась. В последнее время литология и минералогия четвертичных отложений освещены в работе Н.Г. Загорской, 3.И. Яшиной и др. (1965), которая касается более северного участка правобережья Енисейского залива, левобережья Енисея (по р. Большой Хете), Ермаковского, Игарского, Туруханского и Верещагинского районов. К работе приложен большой графический материал по гранулометрии и минералогии четвертичных отложений, который в основном характеризует более глубоко лежащие отложения самаровского и мессовско-санчуговского горизонтов, вскрытых глубокими скважинами, и менее казанцевский комплекс пород.

В настоящей статье рассматриваются результаты литолого-минералогических исследований, проведенных автором по полевым материалам, собранным С.Л. Троицким в 1961-1962 гг. на разрезах морских четвертичных отложений, обнажающихся по правому берегу Енисея между с. Караул и устьем р. Казанцевой, а также прибрежных и континентальных отложений в долине р. Яръяхамал - притока р. Муксунихи (рис. 1).

Эти исследования были поставлены с целью получения возможно большей информации о литолого-минералогических свойствах пород отдельных стратиграфических горизонтов, трудно поддающихся более детальному расчленению и корреляции.

Поскольку все предыдущие исследования по литолого-минералогическому составу четвертичных пород, в том числе и исследования автора (1956, 1958), сводились в основном к получению характеристики качественного и количественного состава минералов и данным по гранулометрии пород, которые нередко не удовлетворяли исследователей и были в достаточной мере формальными, мы попытались расширить методику исследований и провести дополнительные наблюдения и операции.

1. По каждому обнажению были составлены литограммы (см. рис. 2, 3, 5), значение которых достаточно ясно и не требует особых пояснений.

2. Гранулометрический состав пород изображался по методу диаграмм Шепарда, которые показали возможность установления связи между конкретными типами осадочных пород и определенными стратиграфическими горизонтами разреза (рис. 4).

3. Проводились специальные наблюдения над типоморфными особенностями зерен кварца, циркона, граната и сфена с учетом количественного содержания зерен разных типов с целью построения графиков по каждому минералу для отдельных стратиграфических горизонтов (см. рис. 6, 7).

4. Велись наблюдения за диагенетическими изменениями минералов, в частности, кроме подсчета хорошо сохранившихся зерен плагиоклазов и щелочных полевых шпатов, проводился количественный подсчет каолинизированных и серицитизированных зерен (табл. 1).

5. Фиксировалась степень измененности слюд, глауконита, ильменита, пирита-марказита, моноклинного пироксена и других минералов.

В итоге проведенных исследований мы получили комплекс новых признаков пород, который явился важным помощником как для более полной характеристики изучаемых пород, так и для расчленения и корреляции разрезов.

Наиболее древние отложения, выходящие на поверхность и обн. 34 по Енисею выше мыса Каргинского, - относятся к санчуговским. Они представлены здесь однородной толщей суглинков 6урoго цвета неясно горизонтально-слоистых, с оскольчатой отдельностью, содержащих редкую гальку и обломки морских раковин (литограмма, рис. 2). Санчуговские отложения залегают также в основании обн. 7 в 3,5 км выше пос. Караул, где имеют фациально иной состав. Здесь они образуют переслаивание алевритов, суглинков и песков (литограмма, рис. 3). Изменчивость пород проявляется также в пестроте окраски, типах слоистости и в некоторых других литологических признаках.

Гранулометрический состав пород этого горизонта из обн. 34 на диаграмме Шепарда (см. рис. 4) укладывается в поле песчаных алевритов. Образцы пород обн. 7 разбросаны в нескольких полях диаграммы: в полях песков, алевритовых песков, глинистых алевритов и неотсортированных песчано-алеврито-глинистых пород (образцы 46-52). Над этими породами здесь лежит пачка однородных бурых суглинков (образцы 53, 54), весьма близких по литологическим свойствам и гранулометрии к санчуговским отложениям обн. 34. Как и последние, суглинки попадают в поле песчаных алевритов и размещаются на диаграмме близко друг к другу. Им также свойственны оскольчатая отдельность, включения редкой гальки и обломков раковин моллюсков.

Изучение минералогического состава санчуговских отложений, выходящих в основании разреза обн. 34, доказало (рис. 2, табл. 1), что во фракции 0,1- 0,05 мм основная масса зерен представлена кварцем (в среднем 46%) и калиевыми полевыми шпатами в сумме с плагиоклазами (44%). Наряду с зернами плагиоклазов хорошей сохранности, присутствуют нацело серицитизированные зерна (до 8%), содержание основных плагиоклазов достигает 10%. Трещиноватых зерен среди них не отмечается.

Для тяжелых минералов характерно преобладание моноклинных пироксенов (33%), эпидота и цоизита (27%), ильменита и магнетита (16%) и амфиболов (9%). Остальные довольно многочисленные минералы встречаются или единичными зернами или не превышают 1-4%. В эту группу попадают акцессорные минералы: циркон, турмалин, сфен, апатит; метаморфические: гранат, ставролит, дистен, силлиманит, андалузит, хлоритоид. В небольшом количестве встречаются слюды, шпинель, рутил, анатаз. Часть зерен лимонитизирована или разрушена до неузнаваемости.

Итак, состав породообразующих минералов в породах санчуговского горизонта здесь является полевошпатово-кварцевым, а характерный для него комплекс тяжелых минералов - эпидот-пироксеновым.

Такие минералы, как глауконит и опал, имеющие в первичном залегании аутигенное происхождение, являются переотложенными из более древних морских толщ (мезозой). Количество их незначительно. Глауконит отличается хорошей сохранностью. Опал представлен органогенной разностью - обломками спикул губок и других частей их скелета, изредка обломками панцирей диатомовых водорослей.

Среди тяжелых минералов аутигенные образования встречаются в виде зерен пирита-марказита весьма хорошей сохранности. Содержание их также незначительное.

Состав минералов в породах санчуговского горизонта обн. 7 весьма близок охарактеризованному выше (см. рис. 2, 3 и табл. 1). Лишь нижняя пачка литологически изменчивых пород показывает заметные колебания также и в количественных соотношениях минералов, что связано с неустойчивым водным режимом бассейна в момент осадконакопления; это можно видеть на графике минералогического состава. Что касается вышележащей пачки суглинков литологически близкой санчуговским песчаным алевритам обн. 34, то она полностью идентична им и по минералогическому составу. Суглинки этой пачки следует считать также санчуговскими (в колонках разрез показан по С.Л. Троицкому).

Помимо переотложенных глауконита и опала, характерных для пород обн. 34, здесь встречаются единичные зерна магнезиально-железистого карбоната. Высокая степень сохранности глауконита и пирита-марказита также остается типичной и для пород обн. 7. Кроме того, здесь также не обнаружены зерна трещиноватого основного плагиоклаза.

Более молодые отложения образуют толщи последующей казанцевской морской трансгрессии. Они расчленяются на три пачки: нижнюю, среднюю и верхнюю [Троицкий, 1966]. В обн. 34 вся толща пород, лежащая на санчуговских отложениях и перекрытая перемытыми ледниковыми образованиями зырянской эпохи, С.Л. Троицким отнесена к нижним и самым низам средних слоев казанцевской свиты.

Исследования минералогического состава этих отложений показали, что они явно подразделяются на две пачки: в них на высоте 12,8 м (см. рис. 2) над уровнем Енисея проходит резкая минералогическая граница, которую нельзя игнорировать и которую, по нашему мнению, следует считать стратиграфической.

Обратимся к фактическому материалу. Нижнеказанцевские отложения представлены в основном песками с прослоями алевритов в средней части толщи. Гранулометрические данные на диаграмме Шепарда (рис. 4) размещают породы в полях чистых песков, алевритовых песков, алевритов и песчаных алевритов (образцы 99-107). Вышележащая пачка пород (образцы 95-98) обладает значительно более слабой степенью сортированности и попадает в поле смешанных песчано-алеврито-глинистых пород.

В нижнеказанцевских отложениях в отличие от санчуговских появляются новые цветовые характеристики. Бурый цвет, типичный для санчуговских алевритов, сохраняется только в нижней части пачки. Выше, с развитием песчаных фаций проявляются вновь палевые и желтые тона, чередующиеся со светло-серыми (см. рис. 2).

Слоистость с неясно-горизонтальной в санчуговском горизонте сменилась в основном горизонтально-линзовидной. В некоторых прослоях она заменяется диагональной и косой слоистостью. Характерно наличие обломков древесины, крошек угля и скоплений гумусированного материала. Все это характеризует значительное усиление движения водных масс и приближение береговой линии.

Что касается мусорных песчано-алеврито-глинистых пород, залегающих в кровле песчаных отложений и имеющих почти 3-метровую мощность, то все литологические признаки их резко меняются. Цвет снова становится бурым и темно-бурым, слоистость - слабая горизонтальная, а из включений встречаются лишь редкие гальки, раковины морских моллюсков и известково-глинистые конкреции радиально-лучистого строения, достигающие 15 см в поперечнике.

Специфичность фациально различных комплексов пород убедительно подчеркивается и данными минералогического состава. По резкой его смене толща отложений (см. рис. 2) отчетливо разграничивается на две пачки. Граница совпадает со сменой песчаных пород (образцы 102, 99) слабо сортированными смешанными породами (образцы 98, 95). Перед нами факт как литологического, так и минералогического несогласия. В то время как состав минералов нижней, в основном песчаной пачки весьма близок породам санчуговского горизонта, отличаясь от него лишь некоторыми деталями, например, заметным уменьшением содержания калиевых полевых шпатов и увеличением содержания амфиболов, породы верхней пачки обнаруживают резкие изменения в составе минералов. Их можно видеть в табл. 2.

Вполне очевидно, что смена двух указанных пачек пород явилась результатом смены состава размываемых пород питающей провинции. Если при формировании нижней пачки большую роль играли мезозойские отложения низменности, отражающие в минералогическом составе комплекс зеленокаменных метаморфических пород, за счет разрушения которых шло их формирование, то верхняя пачка получала обломочный материал с территории, занятой в основном траппами.

Из более мелких, но существенных особенностей, свойственных породам нижних слоев казанцевской свиты, можно отметить, что наряду с зернами хорошо сохранившегося глауконита появляются редкие зерна, окисленные с поверхности (это обычно приписывается переотложению материала), а также зерна основного плагиоклаза, разбитого трещинками, не связанными с направлениями спайности. Необходимо также отметить более высокий процент выхода тяжелой фракции (2,5 % в санчуговских породах и 3-7% - в казанцевских). Что касается окатанности зерен, то она остается по-прежнему слабой. Зерна во фракции 0,1- 0,05 мм имеют в основной массе полуугловатые очертания.

Обратимся опять к обн. 7. Выше мы привели характеристику пачки бурых алевритов как санчуговских слоев (образцы 53, 54). По всем литолого-минералогическим данным границу между санчуговскими и казанцевскими слоями следует здесь проводить выше точки взятия обр. 54, а не ниже, как это предполагал С.Л. Троицкий.

Толща алевритов с прослоями песков (образцы 55-61), лежащая непосредственно на пачке пород, предположительно отнесенной нами к санчуговской свите, по всем литологическим свойствам близка к нижнеказанцевским отложениям обн. 34. Характерно такое же разнообразие цвета пород (см. рис. 3), причем вновь появляются желтые, серые и светло-серые тона; аналогичное разнообразие наблюдается и в типах слоистости, среди которых особенно развита линзовидная. По гранулометрическому составу породы также разнообразны и располагаются в различных полях диаграммы Шепарда, начиная от чистых песков через чистые алевриты к глинистым алевритам (см. рис. 4).

Минералогический состав пород этой пачки почти тождествен составу санчуговских отложений и нижнеказанцевских слоев обн. 34. Здесь также отмечается снижение содержания пироксенов и амфиболов и наряду с этим некоторое увеличение содержания эпидота. Кроме того, также присутствуют зерна окисленного глауконита и трещиноватого основного плагиоклаза, которые почти не встречаются в породах санчуговского горизонта и для него не характерны.

Таким образом, отложения, первоначально отнесенные С.Л. Троицким в обн. 7 к низам средней части казанцевской свиты, могут быть отнесены к ее нижней части. Они хорошо коррелируются с аналогичной по литолого-минералогическим свойствам нижней пачкой казанцевской свиты обн. 34. Эта корреляция наглядно проводится при сравнении литограмм на рис. 2 и 3.

Пески (образцы 62 и 63), перекрывающие в обн. 7 толщу пород, отнесенную нами к нижнеказанцевским, возможно, являются средней частью казанцевской свиты. По гранулометрическому составу они характеризуются хорошей сортированностью и попадают на диаграмме Шепарда в поле чистых песков. Литологические свойства их изменились. Они имеют светло-желтую и бурую окраску, горизонтальную слоистость, в массе своей слабо окатаны, в основном полуугловаты. Пески содержат обломки раковин морских моллюсков (см. рис. 3). Для минерального состава особенностью является низкое содержание зерен основного плагиоклаза (в среднем 5%) и наиболее высокое - зерен кварца (58%) и ильменита с магнетитом (32%). Кроме того, здесь установлено наибольшее содержание граната (5%).

По общему сходству минералогического состава с этой пачкой пород может коррелироваться песчаный разрез обн. 62, находящийся выше устья Луковой протоки, в 18 км выше по Енисею от устья р. Казанцевой. С.Л. Троицким он был отнесен как раз к средним слоям казанцевской свиты, что хорошо согласуется с данными НИИГА по минералогии этих песков (см. табл. 1).

Верхние слои казанцевских отложений мы исследовали по материалам из обн. 8, находящегося на р. Яръяхамал в 50 км к востоку от устья р. Казанцевой. Возраст этих отложений, определенный в Геологическом институте АН СССР радиоуглеродным методом, более 45 000 лет.

Литограмма этого обнажения (рис. 5) показывает совершенно иную фациальную и литологическую характеристику пород. Здесь залегают аллювиальные мелко- и среднезернистые очень хорошо сортированные пески, окрашенные в светло- или темно-палевый и иногда в светло-серый цвет. Линзы песчаных алевритов, залегающие в основании разреза, характеризуются голубовато-серой окраской. Пескам свойственна косая и диагональная слоистость. Реже в отдельных прослоях наблюдается горизонтальная слоистость. Очень характерны разнообразные растительные остатки: обломки древесины различного размера и в большом количестве - крошка бурых углей. Окатанность зерен очень слабая, особенно в нижней 6-метровой пачке, где преобладают зерна с угловатыми очертаниями. Наряду с ними, имеется много полуугловатого материала. Выше по разрезу некоторые прослои песков характеризуются средней степенью окатанности, в них преобладают полуугловатые зерна. Во всех исследованных образцах песков характерно наличие редких зерен с хорошо округленными контурами. Они явно многократно переотложенные.

В самой верхней части разреза, ниже песков с галькой, лежит пачка пород мощностью около 2 м , деформированная криотурбациями зырянского времени. В породах нарушено нормальное залегание, отдельные слои перепутаны и перемешаны, местами поставлены на голову. Здесь наблюдаются бурые, темно-бурые, темно- и светло-желтые, а также коричневые оттенки. Окатанность песчаных зерен ухудшается. Выход тяжелых минералов так высок, что в 3-10 и более раз превышает выход их в породах нижележащих морских фаций казанцевского и санчуговского горизонтов.

Минералогический состав яръяхамальских песков также не имеет себе аналогов в морских осадках более древних толщ изученных обнажений. Как свидетельствует табл. 1, пески обн. 8 обладают совершенно особым составом. Среди минералов тяжелой фракции моноклинные пироксены становятся резко преобладающими (в среднем 73%), тогда как содержание эпидотов и амфиболов снижается до 4%. Кварц переходит на место подчиненного минерала (37%), группа полевых шпатов оказывается ведущей и составляет в сумме 41 % от фракции. К ним нужно присоединить еще каолинизированные полевые шпаты и серицитизированные плагиоклазы. В результате общая сумма зерен из группы полевых шпатов и плагиоклазов достигает в среднем 54% от массы легкой фракции. Нужно подчеркнуть также значительное снижение содержания акцессорных минералов - циркона, ильменита, магнетита, частично граната. Кроме того, в этих песках изменяется состав вторичных минералов. Появляются кальцит и цеолит. Магнезиально-железистый карбонат здесь также присутствует; как говорилось выше, он встречается и в породах некоторых более древних толщ. Наконец, только здесь были обнаружены обломки эффузивов, часть из которых хлоритизирована.

Итак, пески яръяхамальского обнажения своим минералогическим составом ярко отражают петрографический состав питающей провинции: размыву подвергались трапповые формации Средне-Сибирского плоскогорья. Терригенно-минералогическая ассоциация рассматриваемых песков должна быть названа пироксеновой при кварц-полевошпатовом составе породообразующих минералов.

Более поздние отложения в районе исследований представлены покровом перемытой морены зырянского оледенения. Ими заканчивается разрез обн. 8.

В обн. 34 перемытые моренные накопления перекрыты толщей аллювиально-озерных или лагунных образований (см. рис. 2), обладающих рядом своеобразных литологических признаков. Породам свойственны палево-желтые и бурые цвета. Под шапкой голоценового торфа, залегающей в кровле разреза, породы окрашены в палево-серые и зеленовато-серые топа, что объясняется наличием большого количества гумусовых кислот, связанных с торфами.

Нижняя пачка озерно-аллювиальных осадков обладает линзовидной или косой и диагональной слоистостью. Для верхней половины толщи характерна слабая горизонтальная слоистость. Этой же части отложений свойственны прослои торфа, включения древесины и остатки корневых систем растений.

Гранулометрический состав аллювиально-озерных отложений является своеобразным. Основная часть пород относится к хорошо сортированным алевритам, и лишь отдельные прослои сложены здесь песками и песчаными алевритами.

Минеральный состав был изучен по разрезу обн. 34. Алевритовая часть перемытой морены зырянского оледенения наиболее обогащена основными плагиоклазами (34%). Последние вместе с другими компонентами плагиоклазов и калиевых полевых пшатов превышают в сумме (50%) количество зерен кварца (44%). Собственно эти количественные соотношения полевых шпатов и кварца были установлены и в верхнеказанцевских песках Яръяхамала. Отличительным свойством моренных образований нужно считать сравнительно слабую химическую измененность калиевых полевых шпатов, которая, наоборот, является характерной для верхнеказанцевских песков. Трещиноватость зерен основного плагиоклаза, гидратизация слюд, окисленность части зерен глауконита дополняют особенности пород перемытой морены.

Среди тяжелых минералов характерен высокий процент моноклинных пироксенов (55%) и ильменита с магнетитом (29%), обедненность зернами эпидота и амфиболов, отсутствие вторичных минералов и почти полное исчезновение группы метаморфических минералов (ставролит, дистен, андалузит, силлиманит), а также отсутствие апатита. Такой минеральный состав ближе всего соответствует составу верхней пачки пород, отнесённых в этом же обнажении С.Л. Троицким к самым нижним слоям средней части казанцевской свиты (образцы 95 и 98). Что касается минерального состава послезырянских озерно-аллювиальных отложений, то по результатам изучения образцов обн. 34 он оказывается близким составу перемытой морены, несколько отличаясь от него по количественному содержанию некоторых минералов. Так, например, становятся равнозначными кварц и группа щелочных полевых шпатов вместе с плагиоклазами (см. табл. 1). Снижается (до 18%) количество ильменита с магнетитом и, наоборот, возрастает содержание минералов группы эпидота (12%) к амфиболов (8%).

Так же, как и в перемытой морене, не обнаружены пирит-марказит, железисто-магнезиальный карбонат, кальцит и цеолит. Но отмечены и некоторые минералы из редко встречающихся, такие, как апатит, брукит и силлиманит. Основные плагиоклазы, как правило, трещиноваты, слюды сильно изменены, а значительная часть зерен глауконита окислена.

Окатанность зерен в породах этой аллювиально-озерной толщи весьма слаба. В основном они характеризуются угловатыми и полуугловатыми очертаниями. Лишь редкие зерна можно назвать окатанными.

Здесь уместно остановиться на минералогическом составе пород обн. 74-Т, находящегося на берегу Енисея севернее устья р. Казанцевой, в 5 км выше по течению, чем обн. 34. Эти сведения мы заимствовали у литологов НИИГА [Троицкий, 1966]. В обнажении выступают три разновозрастные пачки пород. Нижняя, песчано-алевритовая пачка казанцевской свиты морского происхождения, перекрывается зырянским моренным плащом, который в свою очередь погребен под третьей пачкой - толщей песков и суглинков, отложившихся в позднеледниковом бассейне. Морские отложения по минералогическому составу тяжелой фракции ближе всего стоят к отложениям самых низов средней части казанцевской свиты обн. 34 (образцы 95, 98).

Можно, таким образом, предположить, что в обнажениях 74-Т и 34 выходят синхронные и весьма своеобразные по минералогическому составу слои казанцевской свиты. По особенностям фауны эти слои, по сообщению С.Л. Троицкого, также однотипны и относятся к самым низам средней части казанцевской свиты. В то же время те и другие по своим минералогическим свойствам близки к зырянским и послеледниковым образованиям, формировавшимся, очевидно, за счет их ассимиляции и переотложения.

Остановимся на результатах изучения типоморфных особенностей кварца, циркона, граната и сфена, которые были получены нами при микроскопических исследованиях пород. На приведенных графиках (рис. 6, 7) можно наблюдать за изменением типоморфных особенностей минералов по отдельным стратиграфическим горизонтам. Для граната по морфологическим свойствам нами выделены восемь разновидностей (типов):

I - осколки бесцветные, плоские, неправильной формы, с включениями кварца, рутила, циркона и мельчайших пузырьков газов; II - осколки бесцветные, неуплощенные, неправильной формы, гладкие, без включений или с малым содержанием газово-жидких включений, со скорлуповатыми сколами; III - «грязный гранат», бесцветный, серый, участками полупрозрачный, участками двупреломляющий, переполненный мельчайшими включениями. Форма зерен неправильная, поверхность округлая, мелкобугорчатая; IV - кристаллы додекаэдрического габитуса, бесцветные, с минеральными включениями; V - бесцветные зерна неправильных очертаний со столбчатым рельефом, с бесцветными минеральными включениями или без них; VI - золотисто-розовые, розовые, изредка красные, неправильные зерна, единично кристаллы, с малым количеством газово-жидких включений или без них; VII - желтовато-бурые, темно-бурые, изометричные, гладкие зерна со скорлуповатыми сколами, с включением кварца и рудных минералов; VIII - зеленые и темно-зеленые неправильные зерна, иногда кристаллы, без включений, полуугловатые (возможно шпинель).

Среди цирконов были охарактеризованы следующие типы: I - кристаллы (1:1; 1:1,5; 1:2, реже 1:3) - бесцветные, симметричные или несимметричные призмы с бипирамидками; II - обломки кристаллов I типа; III - кристаллы и обломки их розовые или розовато-буроватые, симметричные, иногда тонкозональные, иногда плеохроичные до бесцветных; IV - обломки широкие, неправильной формы, бесцветные, с большим количеством минеральных включений; V - бесцветные или серые зональные кристаллы с включениями игл циркона, рутила: VI - желтовато-зеленоватые зональные кристаллы, частично обломанные; VII - бурые пятнистые зональные кристаллы, трещиноватые, мутные; VIII - полуокатанные бесцветные и серые зерна с редкими включениями жидкостей.

Сфен подразделяется на четыре типа: I - серовато-медовый, изометричный, оскольчатый, чистый, прозрачный, без включений; II - бесцветный, уплощенный, почти округленный, с непрозрачными включениями; III - серовато-желтый, мутный, изометричный, как бы разрушенный, с бугорчатой поверхностью, полуугловатый или полуокатанный; IV - сильно плеохроирующий от бесцветного до янтарного или красновато-золотистого, неправильной формы, угловатый, с раковистым изломом.

Среди зерен кварца выделялись семь типов: I - зерна чистые и прозрачные, без включений или с очень малым их количеством; II - зерна с мельчайшими пылевидными включениями газообразных и жидких веществ, расположенными беспорядочно; III - то же, что и предыдущий тип, но с потоковым, направленным расположением мельчайших газово-жидких включений; IV - зерна с включением призматических кристалликов турмалина, апатита, циркона, рутила; V - зерна с включением кристалликов рудного минерала (магнетита, ильменита); VI - зерна с включениями игл силлиманита; VII - зерна дымчатые, полупрозрачные, иногда с лиловым оттенком, переполненные газово-жидкими включениями.

Анализируя графические изображения фигур (рис. 6), обозначающих количественные содержания различных типов циркона, граната и сфена, можно прийти к следующим выводам:

1. Типы циркона особенно резко отличаются от остальных в верхних слоях казанцевской свиты (обн. 8); в них совершенно отсутствуют зерна циркона II типа (обломки бесцветных кристаллов), преобладающие в группе циркона во всех других отложениях. Здесь характерны цельные бесцветные кристаллы I типа и полуокатанные бесцветные и серые зерна с редкими включениями жидкостей (VIII тип). Во всех других горизонтах зерна циркона по своим типоморфным признакам имеют большое сходство. Фигуры их количественных соотношений подобны. Изменения в этих соотношениях есть, но они незначительны.

2. Типы граната своими особенностями выделяются в том же горизонте верхнеказанцевских отложений. Кроме того, они отличаются своеобразием и в первой алевритовой пачке среднеказанцевских слоев в обн. 34 (образцы 95, 98), которые по минеральному составу выделяются нами в особую пачку. В остальных горизонтах типы граната дают подобные графические изображения, отличаясь лишь в деталях. В то время как во всех последних резко преобладают бесцветные осколковые зерна граната неправильной формы с включениями кварца, рутила, циркона и мельчайших пузырьков газа (I типа), в породах верхнеказанцевского горизонта обн. 8 состав граната более разнообразен. Здесь часты золотисто-розовые и розовые, иногда красные гранаты (VI тип), к ним в значительном количестве примешиваются бесцветные осколковые гранаты I типа, а также нередко встречаются зерна «грязного граната» III типа и, кроме того, зерна чистого бесцветного граната, почти не содержащего включений (II тип).

Для первой алевритовой пачки среднеказанцевских отложений (обн. 34, образцы 95, 98) характерен особый состав зерен граната: здесь в основном присутствует смесь зерен I, II и III типов граната, тогда как VI тип, характерный для верхнеказанцевских пород обн. 8, почти отсутствует.

3. Типы сфена наиболее подвержены изменениям; состав их изменяется значительно по отдельным горизонтам. Так, например, состав типов сфена в послезырянских отложениях характеризуется резко преобладающими зернами сильно плеохроирующего сфена (IV тип), тогда как верхнеказанцевские (обн. 8) и санчуговские (обн. 7) отложения бедны такими сфенами. Уловить еще какие-либо закономерности в поведении различных типов сфена пока трудно.

4. По типам кварца, содержание которых оценивалось нами не количественно, а приблизительно (по градациям «преобладает», «обычен», «редок»), было выявлено следующее (рис. 7): во всех горизонтах преобладает кварц I типа - зерна с мельчайшими пылевидными включениями, расположенными беспорядочно. В перемытой морене, помимо такого типа, обычны зерна кварца III типа, в котором мельчайшие газово-жидкие включения расположены направленными потоками. Иных типов здесь не отмечено. Наоборот, в речных песках обн. 8 было констатировано большое разнообразие кварца (присутствуют все семь типов). Нижние пачки казанцевской свиты, как и санчуговской, в обн. 34 характеризуются более однообразным составом кварцевых зерен. При преобладании зерен II типа обычными здесь являются зерна кварца I типа - прозрачного, без включений или с их незначительным количеством. Редкие зерна кварца относятся к III типу. Состав кварца разнообразнее в нижнеказанцевских и санчуговских отложениях обн. 7, где дополнительно обнаруживаются IV, V и VI типы.

Немногочисленные исследования типоморфных особенностей кварца в осадочных породах, проведенные Г.Г. Леммлейном и В.С. Князевым [1951], Л. В. Пустоваловым [1951], Б В. Поляниным [1957] и Д.Г. Коссовской [1962], пока еще не приводят к полным серьезным и обоснованным обобщениям, так как многие типы кварца генетически не привязаны к материнским породам. Пока только отдельные типы кварца могут быть с ними скоррелированы. Например, кварц с мельчайшими газовыми и жидкими включениями (II и III типы нашей классификации), расположенными в виде потоков, полос, по В.Н. Лодочникову [1933] и другим, связан с зернистыми изверженными породами, гнейсами и кристаллическими слепцами; кварц с довольно крупными включениями кристаллов турмалина, циркона, рутила - с изверженными породами; кварц с игольчатыми включениями силлиманита, апатита и роговой обманки - с кристаллическими сланцами; кварц прозрачный и чистый, лишенный включений, - с метаморфическими породами; кварц с облачным угасанием связывается также с метаморфическими породами, но подвергавшимися динамометаморфизму.

На основании приведенных данных можно сделать предварительные заключения.

1. Основная масса кварцевых зерен в четвертичных отложениях изученных разрезов своим происхождением обязана размыву изверженных пород. Значительная часть кварца (I тип) связана с древними метаморфическими толщами пород; последние почти полностью отсутствуют в обломочном материале перемытой морены.

2. Наибольшим разнообразием типов кварца отличаются верхнеказанцевские речные пески в долине р. Яръяхамал. Это объясняется, по-видимому, интегрированием обломочного материала по пути следования речного потока, размывавшего не только породы трапповой формации, но и другие комплексы пород, которые как источник питания играли в общем балансе весьма скромную роль. Только в верхнеказанцевских песках обнаруживается довольно значительная часть зерен кварца, отнесенного нами к VII типу. С какими материнскими породами они были связаны, сказать пока трудно (по устному сообщению С.Л. Троицкого, кристаллы лилового аметиста он встречал в обломках зеленых туфов из морены на р. Сухой Дудинке в 10- 15 км от обн. 8).

3. В нижнеказанцевских и санчуговских отложениях, наряду с массой зерен кварца, типичного для комплекса изверженных пород, всегда присутствуют значительные количества зерен прозрачного кварца, лишенного включений, указывающего на генетическую связь его с метаморфическим комплексом пород.

В результате проведенных исследований мы убеждаемся в том, что каждый стратиграфический горизонт четвертичных отложений в районе наших исследований обладает комплексом литологических и минералого-петрографических свойств, которые в сумме достаточно полно и четко его характеризуют. Это позволяет их более правильно сравнивать и расчленять.

Мы считаем, что количественные соотношения минералов, характеризующие породы дробного стратиграфического горизонта в рамках каких-либо фациальных зон бассейна осадконакопления, являются достаточно устойчивыми показателями и внутри горизонта не дают значительных отклонений. Последние оказываются заметными лишь при переходе к породам другого детального стратиграфического подразделения. Это доказывают многочисленные анализы, выполненные нами для четвертичных отложений различных районов низменности. Эта устойчивость должна быть особенно присуща морским толщам, когда устанавливается постоянство фациального и гидродинамического режима бассейна.

*    *    *

В результате можно прийти к следующим основным выводам:

1. Во всей толще изученного разреза глинистые породы почти отсутствуют. Пелит входит как примесь в песчаные и алевритовые породы или образует тонкие прослойки.

2. Санчуговские отложения отличаются в основном слабой сортированностью и разнородны по гранулометрическому составу. Среди них встречаются разности от чистых песков до глинистых алевритов и несортированных смешанных пород. Чистые алевриты отсутствуют.

3. Нижнеказанцевские отложения классифицируются в тех же пределах, но среди них попадаются чистые алевриты и исчезают смешанные породы.

Первая пачка среднеказанцевских слоев особенная. Она характеризуется отсутствием сортированности. Залегающие выше песчаные отложения того же возраста сменяются хорошо промытыми разностями. Такое сочетание литологических типов пород может свидетельствовать о сравнительной мелководности морского бассейна и о нахождении его в зоне взмучивания, в которой тонкие пелитовые частицы в большой массе вымывались из осадка и увлекались водой дальше от берега. Волнения, приливно-отливные явления создавали весьма сложные гидрологические условия, являвшиеся причиной в общем слабой сортированности обломочного материала, приносимого в море. Последний перемешивался с местным материалом, вымываемым со дна бассейна и накопленным здесь ранее. Пески более высоких слоев казанцевской свиты могут быть названы чистыми, хорошо промытыми.

4. Послезырянские озерно-ледниковые образования в значительной мере характеризуются чистыми алевритами, что вероятно, может объясняться достаточно длительным перемывом в водных бассейнах.

5. Санчуговские отложения являются полевошпатово-кварцевыми с характерным эпидот-пироксеновым комплексом тяжелых минералов. Последние создают типичные для горизонта количественные соотношения, когда пироксены составляют 32-38%, а эпидот - 21-27%. Характерными корреляционными особенностями этих пород являются, кроме того, наличие зерен пирита и марказита, а также глауконита высокой степени сохранности.

6. Нижние слои нижнеказанцевской подсвиты отлагались при интенсивном размыве и переотложении санчуговских пород. Это приводило к тому, что минералогический состав оказывался очень близким к санчуговским слоям. Отличия, кстати, очень тонкие, заключаются в появлении зерен окисленного глауконита и трещиноватого основного плагиоклаза.

7. С началом накопления нижней пачки среднеказанцевской толщи, совпадающей с резким развитием морской трансгрессии, захватившей новые области сноса в пределах Средне-Сибирского плоскогорья, внезапно и резко меняется минералогический состав пород. Последние обогащаются основными плагиоклазами и моноклинными пироксенами, чем приближаются к послезырянским породам водно-ледникового происхождения.

Минералогический состав более высоких слоев среднеказанцевской толщи свидетельствует о спаде трансгрессии и возвращении морского бассейна в его прежние границы; в связи с этим значительно сократилась связь с питающей провинцией траппового состава, но восстановились прежние источники сноса, богатые кварцем, калиевыми полевыми шпатами, магнетитом и ильменитом. По сравнению с санчуговскими и нижнеказанцевскими отложениями рассматриваемая толща обладает своими минералогическими свойствами, которые заключаются в сокращении содержания эпидота и роговой обманки, но в заметном увеличении процента рудных и граната.

8. Наиболее насыщены моноклинными пироксенами (73%), а также очень богаты плагиоклазами и щелочными полевыми шпатами верхнеказанцевские пески долины р. Яръяхамал. В них наиболее высокий процент каолинизированного ортоклаза, самое низкое содержание эпидота и очень бедное содержание акцессорных минералов. Только здесь встречаются оригинальные лепестковые кристаллы аутигенного кальцита.

9. В перемытой зырянской морене и послезырянских водно-ледниковых породах количественные соотношения минералов близки к породам первой пачки среднеказанцевской толщи (обнажения 34 и 74-Т). Это все полимиктовые породы с преобладанием полевых шпатов, плагиоклазов и пироксенов, отличающихся высокой степенью сохранности. В них акцессории и кварц наиболее разнообразны по типоморфным особенностям, а слюды и глауконит наиболее часто окислены.

10. Анализ минералогического состава пород в целом по изученным разрезам убеждает нас в том, что на протяжении формирования всей толщи морских санчуговско-казанцевских отложений существовали две основные питающие провинции.

Одна из них связана с мезозойскими толщами, которые были доступны размыву в результате резко расчлененного дочетвертичного рельефа мезозоя. Так, формирование санчуговской свиты происходило в значительной степени за счет размыва и переотложения пород мезозоя. Последний, судя по составу минералов, входящих в его породы, черпал обломочный материал из метаморфических зеленокаменных толщ, преимущественно таймырских [Сакс, Ронкина, 1957]. Небольшое участие в питании мезозойского бассейна принимали кристаллические сланцы, о чем говорят зерна дистена, ставролита, граната, силлиманита, андалузита, породы контактные (андалузит, гранат, сфен) и кислые (кварц, циркон).

Другая питающая провинция, сложенная изверженными основными породами (траппами), непосредственно связана с районами Средне-Сибирского плоскогорья. Наиболее активно она стала проявляться со среднеказанцевского времени.

11. Аутигенные процессы в отложениях развиты весьма слабо. В санчуговских и нижнеказанцевских слоях они выявляются в единичных зернах пирита-марказита, в среднеказанцевских - в единичных зернах магнезиального карбоната, в верхнеказанцевских - кальцита. В более молодых отложениях аутигенных минералов не обнаружено. Глауконит, минерал по природе своей аутигенный, во всех отложениях является переотложенным из мезозойских и третичных морских горизонтов, причем в санчуговских породах он характеризуется весьма хорошей сохранностью, а в более молодых отложениях подвержен процессам окисления.

12. Касаясь одного из сложнейших вопросов палеогеографии, а именно, оценки климатических условий прошлых эпох, необходимо остановиться в нескольких словах на одном, ныне определившемся направлении, которое стремится доказать, что в четвертичных отложениях спектры минералов способны отражать изменения климата. Появились работы, конкретно доказывающие эти положения. В частности, по Западно-Сибирской низменности в таком плане выполнена работа А.В. Гольберта, В.И. Гудиной и Г.М. Левковской [1965]. В ней делается попытка расчленить санчуговские четвертичные отложения по минералогическому составу на шесть зон и наметить связь этих зон с изменениями климата. Основным критерием похолодания авторы выдвигают высокое содержание в породах неустойчивых к выветриванию минералов (пироксены, амфиболы, полевые шпаты), потеплениям же соответствуют их сниженные количества.

Такая постановка вопроса нам кажется интересной. Но решать эту задачу следует в широком плане на большом аналитическом материале. Нужно тщательно собирать и накапливать факты. При этом необходимо иметь в виду следующие обстоятельства: удаленность изучаемого района от питающих провинций и возможность проявления процессов перемыва и переотложения ранее накопленных местных отложений.

13. Наблюдения показывают, что диагенетические процессы протекают и в северных широтах. Так, химическое выветривание плагиоклазов, ортоклазов, слюд, глауконита проходило и в четвертичное время, причем с разной интенсивностью в различных климатических обстановках. Нами, в частности, выявлено, что наибольшее количество каолинизированных щелочных полевых шпатов связано с верхнеказанцевскими отложениями, где более интенсивными были также процессы окисления. Наоборот, минералы в породах из перемытой морены зырянского времени и послезырянские озерно-ледниковые отложения лишены каолинизированных полевых шпатов. При этом процессы серицитизации плагиоклазов не прекращаются; они протекают все время и также заметно изменяют свою интенсивность во времени. Такие наблюдения за процессами выветривания минералов, на наш взгляд, имеют немаловажное значение. В частности, по-видимому, они должны учитываться при решении вопросов о характере климатического режима той или иной эпохи.

14. Проведенный опыт показал, что углубленные литолого-минералогические исследования дают возможность корреляции разрезов четвертичных отложений на протяжении 50 км (в рассмотренном случае). Это может явиться большим подспорьем в работе геолога при решении ряда геологических, палеогеографических и тектонических вопросов, в частности при изучении отдельных нефтяных структур.

ЛИТЕРАТУРА

Гмид Л.П. Опыт изучения обломочного кварца в песчано-алевритовых породах чокрака северо-восточного Кавказа. Докл. АН СССР, 1952, 86, № 2.

Гольберт А.В., Гудина В.И., Левковская Г.М. Некоторые особенности минералогического состава и условий образования морских четвертичных отложений на севере Западной Сибири. В кн.: «Основные проблемы изучения четвертичного периода». М., Изд-во «Наука», 1965.

Загорская Н.Г., Яшина 3.И., Слободин В.Я., Левина Ф.М., Белевич А.М. Морские неоген(?)-четвертичные отложения нижнего течения р. Енисея. Труды НИИГА, 1965, 144.

Золотарев А.Г. Опыт применения данных минералогических анализов для изучения палеоклиматических условий формирования аллювиальных отложений четвертичного периода. Бюлл. МОИП, отд. геол., 1963, 38, вып. 5.

Зорин Л.В. Отражение роли климата и возраста в минералогических спектрах аллювия. Бюлл. Комис. по изуч. четвертичн. периода, 1965, № 30.

Калинко М.К. Гранулометрический состав четвертичных отложений юго-западной части Таймырской депрессии. Проблемы Арктики, 1940, № 10.

Князев В.С. Некоторые данные о характере обломочного кварца в породах продуктивной толщи Азербайджанской ССР и ряда других отложений. Изв АН СССР, серия геол., 1951, № 4.

Коссовская А.Г. Минералогия терригенного мезозойского комплекса Вилюйской впадины и Западного Верхоянья. Труды ГИН АН СССР, 1962, вып. 33.

Леммлейн Г.Г. и Князев В.С. Опыт изучения обломочного кварца. Изв. АН СССР, серия геол., 1951, № 4.

Лодочников В.Н. Главнейшие породообразующие минералы. Л.-М., Гос. геол.-развед. изд-во, 1933.

Полянин В.А. Литологические исследования четвертичных отложений долин Волги и Камы на территории Татарии. Уч. записки Казанского ун-та, 1917, 117, кн. 4.

Пустовалов Л.В. Об обломочном кварце из продуктивной толщи Апшеронского полуострова. Изв. АН СССР, серия геол. 1951, № 4.

Рябухин Г.Е. Использование тяжелых минералов для корреляции осадочных толщ в низовьях Енисея. Проблемы Арктики, 1939, № 12.

Сакс В.Н. Меловые отложения низовьев Енисея и бассейна Пясины. Труды НИИГА, 1951_а, 19.

Сакс В.Н. Четвертичные отложения северной части Западно-Сибирской низменности и Таймырской депрессии. Труды НИИГА, 1951_б, 14.

Сакс В.Н., Антонов К.В. Четвертичные отложения и геоморфология района Усть-Енисейского порта. Труды Горно-геол. упр. Главсевморпути, 1945, вып. 16.

Сакс В.Н., Ронкина З.З. Возможные источники сноса при формировании юрских и меловых отложений Усть-Енисейской впадины. Труды НИИГА, 1956, 86.

Сакс В.Н., Ронкина З.З. Юрские и меловые отложения Усть-Енисейской впадины. Труды НИИГА, 1957, 90.

Сакс В.Н., Ширяев И.Е. Основные итоги маршрутных исследований по левым притокам Енисея - Пелятке, Яре и Танаме. Труды горно-геол. упр. Главсевморпути, 1945, вып. 16.

Страхов Н.М. и др. Образование осадков в современных водоемах. М., Изд-во АН СССР, 1954.

Судакова Н.Г. Особенности минералогических ассоциаций четвертичного аллювия. Автореф. канд. дисс. М., 1965.

Троицкий С.Л. Четвертичные отложения и рельеф равнинных побережий Енисейского залива и прилегающей части гор Бырранга. М., изд-во «Наука», 1966.

Шамрай И.Н., Орехов С.Я. О стратиграфическом выделении четвертичных отложений на юге европейской части СССР по минералогическим критериям. Материалы Всес. совещ. по изуч. четвертичн. периода, 1961, 2.

Шумилова Е.В. Материалы к литолого-минералогической характеристике мезо-кайнозойских отложений северо-восточной части Западно-Сибирской низменности. Труды Горно-геол. ин-та ЗСФ АН СССР, 1956, вып. 16.

Шумилова Е.В. Особенности состава терригенно-минералогических провинций четвертичных отложений Западно-Сибирской низменности в связи с условиями их формирования. Тезисы докл. Всес. Межведомств. совещ. по изуч. четвертичн. периода 16-27 мая. М., 1957.

Шумилова Е.В. Материалы по минералогии мезозойских и кайнозойских отложений северо-восточной окраины Западно-Сибирской низменности. Изв. СО АН СССР, 1958, № 5.

Шумилова Е.В. Терригенные компоненты мезозойских и кайнозойских отложений Западно-Сибирской низменности и их роль в палеогеографических реконструкциях. Новосибирск, Изд-во СО АН СССР, 1963.

Ссылка на статью: 

 Шумилова Е.В. Материалы к литолого-минералогической характеристике четвертичных отложений Усть-Енисейского района. Неогеновые и четвертичные отложения Западной Сибири. М. «Наука». 1968. с. 112-131.