Г.С. Голдырев, Л.А. Выхристюк, Ф.И. Лазо, М.К. Шимараева

Лимнологический институт СО АН СССР, Иркутск.

ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА И СТРОЕНИЯ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ ОСАДОЧНОЙ ТОЛЩИ В КОТЛОВИНЕ БАЙКАЛА

Верхняя часть осадочной толщи (10—12 м) опробована посредством отбора колонковых монолитов грунтовыми трубками. Со всей акватории поднято более 200 монолитов среднeй мощностью 8—10 м, 50 колонок средней мощностью 1,5—3 м и 600 колонок длиной в пределах 1 —1,5 м. Подавляющая часть колонок обработана аналитически (гранулометрический, химический, спектральный, термический, спорово-пыльцевой, диатомовый анализы, физико-механические, минерало-литологические исследования). Таким образом, имеющийся фактический материал достаточно представителен.

По всем показателям и, в первую очередь, по фациально-генетическим признакам изученная толща может быть расчленена на байкальскую (верхнюю) часть, сформировавшуюся в глубоководном Байкале, и «добайкальскую»* "(нижнюю) часть, чуждую глубоководному водоему по всем фациально-генетическим характеристикам, накопившуюся в совершенно иных условиях.

* «Добайкальскими» эти отложения названы потому, что сформировались они до образования единого глубоководного Байкала, в отличной от байкальской обстановке, в мелководье.

Байкальские отложения залегают несогласно на различных горизонтах «добайкальской» толщи, стратиграфическая последовательность в залегании которой представляется в следующем виде снизу: плотные и очень плотные глины серого, темно-серого, зеленовато-серого, желтого и коричневого цвета с примесью и маломощными прослоями песка и углистого сланца. Видимая мощность в пределах 10 м. Выше залегают очень тонкие и плотные голубовато-серые глины с прослоями диатомита. Их пройденная мощность около 10 м. Очень плотные глины различных цветов и оттенков с примесью песка, дресвы, гравия, рассеянной по всей породе и в маломощных прослоях. Их мощность 10—12 м. Выше — такие же глины с прослоями полимиктовых песков, мощностью от нескольких десятков сантиметров до метра. Видимая мощность этого горизонта около 10 м. И, наконец, пески, слагающие разрезы, мощностью до 10 м и более. Суммарная мощность разреза «добайкальской» части толщи, конечно, минимальная, составляет 40—50 м.

Краткая характеристика этих осадочных образований сводится к следующему. Плотные и очень плотные глины различных окрасок с прослоями песков и углистых сланцев распространены по юго-восточному подводному склону южной котловины Байкала. Их глинистая часть представлена гидрослюдами и каолинитом. Аналогичные этим отложения по юго-восточному побережью Байкала имеют средне-верхнемиоценовый возраст (Палынин, 1955). Таким образом, среди отложений в котловине Байкала, пройденных грунтовыми трубками, эти глины с прослойками углистых сланцев являются наиболее древними в изученной части разреза толщ.

Очень тонкие и плотные глины голубовато- и темносерого цвета в отличие от пелитовых илов глубоководного Байкала характеризуются высокой степенью сортированности (в глинах ст. 203 Md=0,001—0,005, So=1,41—2,83, процент пелитовой фракции составляет 81,32—91,95), низкой естественной влажностью (29—43%, коэффициент естественной влажности 0,6-1,2), весьма малыми концентрациями органического вещества (Сорг. — 0,25—0,89%, Nорг, меньше 0,1%, Cгум. менее 0,50%, хлорофилла менее 0,040%). Причем, в составе органического вещества преобладает инертная компонента, часто составляющая все 100% его. Содержание сульфатов в «добайкальских» глинах составляет 0,038%. Породообразующими минералами глинистой части являются гидрослюды. В толще этих глин содержатся прослои диатомита, очень плотного, немного хрупкого даже во влажном состоянии, зеленовато-темно-серого цвета обычно однородного по всему разрезу. Мощность его прослоев — от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров. При высыхании диатомит совершенно не изменяет своего объема, как и глина, вмещающая его прослои. Влажность диатомита составляет 70%, удельный вес около 2,0. В диатомите содержится, в основном, инертное органическое вещество. По данным В. А. Федоровой (1975) породообразующей для диатомитов является Stephanodiscus niagarae magnifica верхне-плиоценовая форма, ныне вымершая в Байкале. Аутигенный кремнезем в диатомитах составляет более 50% веса породы. Наиболее широким распространением глины с диатомитом пользуются в пределах Академического хребта, от северных ворот Малого Моря до м. Валукан и в виде небольших «пятен» — в ряде мест северной и средней котловин.

Весьма широко распространены очень плотные различных цветов и оттенков (серые, темно-серые, желтовато-серые и др.) глины, содержащие примесь обломочного материала (песок, дресва и гравий), обычно рассеянного по разрезу или сконцентрированного в маломощные прослои или гнезда. Непосредственно под байкальскими отложениями они прослежены по бортам котловины озера. На крутых участках подводных склонов и положительных формах мезорельефа эти глины либо обнажены, либо перекрыты маломощным слоем байкальских илов, а в центральных частях котловины — более мощным слоем отложений глубоководного Байкала. При этом всегда четко выражена граница между байкальскими и «добайкальскими» отложениями, что обусловлено контрастами в консистенции, составе, окраске, текстурах тех и других отложений. Минеральный состав глинистой части гидрослюдистый, кое-где в качестве примеси содержится каолинит. Минеральный состав обломочной примеси довольно однообразен по бассейну, хотя местами состав ее своеобразен, будучи сформирован исключительно за счет локальных источников сноса. Судя по содержащимся в этих глинах остаткам спор и пыльцы четвертичного облика, они должны считаться более поздними по сравнению с глинами, содержащими прослои диатомита.

Вверх по разрезу этих засоренных глин появляются прослои песка, а еще выше начинается переслаивание, когда слои песка и глины обладают примерно одинаковой мощностью. Границы тех и других прослоев обычно очень четкие. В плотных глинах хорошо выражены следы размыва поверхностей глин, на которых лежат пески. Состав последних полимиктовый со значительным преобладанием легкой фракции (кварц, полевые шпаты). Сортировка песка неравномерная. Глины характеризуются повышенными плотностями, низкой естественной влажностью, малым содержанием органического вещества, преимущественно инертного.

Венчающие разрез «добайкальской» толщи пески широко распространены в котловине Байкала, в основном, они приурочены к центральным частям водоема. Минеральный состав песков в легкой фракции представлен кварцем, полевыми шпатами, мусковитом, биотитом, хлоритом. Тяжелая фракция: пироксены, амфиболы, гранат, оливин, турмалин, апатит, эпидот. Не всюду в тяжелой фракции присутствуют: карбонат, рутил, монацит, циркон, дистен, магнетит, флюорит. Редко — силлиманит и ставролит. Окатанность обломочного материала весьма слабая, сортированность обычно плохая. Местами в толще песков отмечается косая слоистость, хорошая сортированность и высокая окатанность зерен. Все это, несомненно, свидетельствует о подвижной водной среде, о проточной ее системе во время формирования песчаной толщи.

Выше разрез осадочной толщи в котловине Байкала продолжается отложениями глубоководного Байкала. Они залегают на генетически различных «добайкальских» плотных глинах и песках, а также на коренных кристаллических породах и их корах выветривания. Ложе байкальских осадков имеет довольно сложный рельеф, что особенно хорошо видно по всему юго-восточному борту котловины. Здесь это выражено в современном рельефе, а в центральных частях котловин неровности рельефа снивелированы осадконакоплением. По этой причине мощности отложений глубоководного Байкала различны даже в центральных частях водоема.

Современные отложения Байкала распределяются вполне закономерно согласно комплексу условий седиментации в этом сложном морфологически и глубоком водоеме. В краевой прибрежной зоне размещается грубый материал, включая пески. Далее следует область несколько больших глубин, занимающая склоны котловины, здесь распределяются крупные алевриты и смешанные по гранулометрическому составу, осадки. Центральные участки котловины характеризуются распространением мелкоалевритовых и пелитовых илов, образующих большие поля. В современных пелитовых илах пелитовая фракция составляет 51,15—56,06%, Md=0,0089— 0,0097 и So=1,60—2,42. Байкальские осадки характеризуются высокой пористостью (60—90%), большой влажностью (до 80%, коэффициент которой составляет 3-30), значительным содержанием органического вещества (Сорт.— 1,50—3,50%> Nорг. — 0.13—0,27%) и небольшим содержанием сульфатов (0,008—0,019%), т. е. приведенные показатели значительно отличают отложения Байкала от «добайкальских».

Значительную долю осадков центральных частей котловины (пелитовые и мел ко алевритовые илы) составляет диатомовый компонент (20—50%). Глинистые минералы в байкальских отложениях представлены монтмориллонитом и гидрослюдами.

Для глубоководных отложений многих участков Байкала характерна ритмичность в строении разреза, что может рассматриваться как результат особых условий седиментации в глубоководном водоеме котловинного типа, находящемся в сейсмически и тектонически активной зоне и в условиях влажного умеренного климата.

Таким образом, общая закономерность в распределении новейших (байкальских) отложений в современном Байкале заключается в уменьшении их зернистости от периферии к центру водоема, чего не наблюдается в размещении различных по составу отложений в «добайкальской» части разреза. Следовательно, две составные части разреза верхних 10— 12 метров осадочной толщи — байкальская и «добайкальская», отличные по литологическому составу, строению их разрезов, фациальному облику и генезису, относятся к совершенно различным стадиям в развитии котловины Байкала и различным эпохам лимногенеза.