Altajs - Sajāni

Latvijas Universitāte

Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultāte

Ģeoloģijas nodaļa

Matrikulas nr.

Altajs - Sajāni

Referāts

Darba vadītājs:

Dr.geol., prof. xxx

 

Rīga 2009

Saturs

Ievads......................................................................................................................... 3

1. Teritorijas raksturojums.......................................................................................... 4

2. Teritorijas ģeoloģiskā uzbūve................................................................................. 6

3. Tipveida ģeoloģiskais griezums, sedimentācijas posmi.......................................... 8

4. Interpretācija.......................................................................................................... 12

Kopsavilkums............................................................................................................. 13

Literatūras saraksts..................................................................................................... 14

Ievads

Altaja – Sajānu krokojuma zona ir ģeoloģiski interesants reģions, kurā vērojamas dažādu ģeoloģisko procesu sekas. Šajā zonā atrodamās struktūras un nogulumi liecina par tās sarežģīto veidošanās vēsturi un ļauj izsekot šīs vietas ģeoloģiskās attīstības posmiem. Interesanti, ka Altajs – Sajāni nav viendabīgs masīvs, bet tektoniskās aktivitātes un akumulācijas, kā arī denudācijas periodu maiņas atspoguļojums.

Altaja nosaukums radies no mongoļu valodas, kurā vārds „altan” nozīmē zelts. Tas saistīts ar to, ka Altaja – Sajānu apgabals ir bagāts ar dažādiem derīgajiem izrakteņiem, kas veicinājis šīs teritorijas ģeoloģisko izpēti, kā arī cieši saistīts ar vietējo iedzīvotāju kultūras attīstību un tradīcijām.

Informācijas avoti tika izvēlēti pēc to kvalitātes un atbilstības referāta tēmai. Referāta sagatavošanai tika izmantota LU ĢZZF pieejamā literatūra, kā arī zinātniskās publikācijas, kas atrodamas internetā. Attēli, kas izmantoti referātā, tika atlasīti pēc to zinātniskā pamatojuma un kvalitātes.

Referāts sastāv no sešām nodaļām – pirmajā sniegts teritorijas fizģeogrāfiskais aprakts, otrajā apskatīta Altaja – Sajānu ģeoloģiskā veidošanās plašākā kontekstā, ņemot vērā pieguļošās teritorijas, nākamajā nodaļā aprakstīta apskatāmās teritorijas stratigrāfija un tektonika, ceturtajā nodaļā sniegta interpretācija par reģiona veidošanās gaitu, un kopsavilkumā vienkāršoti raksturota teritorijas attīstība.

1. Teritorijas raksturojums

Altajs sastāv no sarežģītas kalnu grēdu sistēmas Āzijas centrālajā daļā. Tas stiepjas apmēram 2000 km garumā dienvidaustrumu – ziemeļrietumu virzienā no Gobi tuksneša līdz Sibīrijas platformai un ietilpst Krievijas, Ķīnas, Mongolijas un Kazahstānas teritorijā.

1.      attēls. Altajs – Sajāni (Siberian Institute for Ecological Initiatives, 2006).

Altaja sistēmu var iedalīt trīs apakšgrupās: Altjas, Mongolijas un Gobi Altajs (1. attēls). Augstākais kalnu sistēmas punkts ir Beluha, kas sasniedz 4506 m v.j.l. lielu augstumu.

Sajāni atrodas Krievijas un Mongolijas pierobežā. Krievijā tie aizņem Krasnojarskas reģiona dienvidu daļu, Irkutskas provinci, Tuvas ziemeļus un Burjatijas rietumu daļu.

Sajānus iedala rietumu un austrumu kalnu grēdās, kuru ģeoloģiskās veidošanās vēsture ir atšķirīga. Augstākais punkts – Munkusardiks ir 3491 m v.j.l. augsts.

Kā redzams 2. attēlā, Centrālās Āzijas kalnu masīvu reljefā dienvidrietumu – ziemeļaustrumu virzienā no Džungārijas līdz pat Sibīrijas platformai krasi izceļas Altajs, savukārt Sajānu kali ir salīdzinoši zemāki.

2. attēls. Centrālās Āzijas reljefs dienvidrietumu – ziemeļaustrumu virzienā (Dehandschutter, 2001).

Altajs – Sajāni atrodas mērenajā klimata joslā, augsumjoslojuma dabas zonā. Reģiona klimats ir stipri kontinentāls: ziemas ir ilgas un ļoti aukstas. Janvāra vidējā temperatūra mainās no −14 °C piekalnēs līdz −32°C starpkalnu ieplakās austrumu daļā. Vietām atrodamas arī mūžīgā sasaluma joslas. Jūlija vidējā temperatūra ir 24°C, zemākajās kalnu nogāzēs tā var sasniegt pat 40 °C, tomēr augstākajās vietās vasaras ir aukstas un īsas. Rietumu daļā, kur kalnu augstumi ir no 1500 – 2000 m, nokrišņu daudzums ir salīdzinoši liels – 500 – 1000 mm, bet rietumu daļā nokrišņu apjoms ir par trešdaļu mazāks un vietām sniega nav vispār. Augstākās virsotnes sedz ledājs, kopumā tas aizņem apmēram 650 km².

Altaja - Sajānu kalnu sistēmu šķērso strauju upju tīkls, kas barojas no sniega kušanas un lietus ūdeņiem. Altajā atrodas Katunas, Buhtarmas un Bijas iztekas. Upes Gobi Altajā ir īsākas, seklākas un bieži aizsalst ziemā un izžūst vasarā. Te atrodami arī vairāk nekā 3500 ezeru. Sajānos sākas Jeņiseja un vairākas tās pietekas (S.I.E.I., 2006).

Augšņu un veģetācijas izvietojums Altaja – Sajānu reģionā ir pakārtots vertikālās zonalitātes principiem. Augstākajās vietās raksturīgas kalnāju augsnes un skujkoku mežu saslaumaugsnes; ieplakās atrodamas purvu augsnes, kā arī stepju un mežastepju melnzemes (Pasaules ģeogrāfijas atlants, 2004).

2. Teritorijas ģeoloģiskā uzbūve

Altajs – Sajāni atrodas diezgan tālu no plātņu robežām, tuvākā no tām atrodas Himalaju kolīzijas zonā, apmēram 2000 km uz dienvidiem. Aktīvā Zemes garozas deformācija centrālajā Āzijas daļā iespaido plašus reģionus starp Himalajiem un Sibīrijas platformu. Kopumā uz ziemeļiem no Himalajiem līdz Baikāla rifta zonai kalnu grēdām vērojama pa labi vērsta pakāpienveida konfigurācija (Hindukušs, Pamirs, Tjanšans, Altajs, Sajāni). To sauc arī par Centrālāzijas kalnu joslu (3. attēls).

3.      attēls. Centrālāzijas deformācijas zona (Dehandschutter, 2001).

Altaja – Sajānu reģions ietilpst Urālu – Mongolijas ģeosinklinālajā joslā. Rietumos atrodas Altajs un Salairas skrausts, ko veido hercīnās oroģenēzes struktūras, kas kopumā ir Tjanšana ziemeļu daļas ģeoloģiskās attīstības turpinājums. Uz austrumiem no tā atrodas Rietumsajāni, kuros krokošanās režīms beidzās agrajā paleozojā. Austrumsajāni savukārt pieder baikalīdiem, tāpēc to ģeoloģiskā veidošanās ir samērā atšķirīga no pārējās teritorijas.

Altaja – Sajānu zonas kopējais garums ir apmēram 3500 km, ietverot Altaju, Rietumu un Austrumu Sajānus, kā arī Tuvas plakankalni. Altajā kalnu grēdas ieņem vēdekļveida izvietojumu. Šajā reģionā ir notikuši vairāki krokošanās posmi – baikāla, kaledonijas un hercīnijas. Teritorijas ziemeļaustrumos atsedzas pirmsbaikāla krokošanās posma vidēji augstie masīvi, vidusdaļā – kaledonīdi, dienvidrietumos – hercīnās oroģenēzes krokojumi, ieplakas un ielieces (Карлович, 2006).

Altaja – Sajānu reģions līdzīgi kā Tjanšans eocēna beigās un oligocēna sākumā piedzīvoja tektonisko aktivizāciju (4. attēls), kuras laikā kalni ieguva pašreiz redzamo reljefu. Sarežģītā ģeoloģiskā vēsture kainozojā daļēji noteica šī reģiona reljefa neviendabību (Dehandschutter, 2001).

4. attēls. Zemes garozas bloku pārvietošanās pēc Indostānas sadursmes ar Eirāziju eocēna beigās un oligocēna sākumā (Dobretsov u.c., 1996).

3. Tipveida ģeoloģiskais griezums, sedimentācijas posmu izdalīšana

Stratigrāfija

Altaja – Sajānu apgabals sastāv no kaledonītiem austrumos un hercinīdiem rietumos. Kaledonijas krokošanās posms sākās agrajā paleozojā un noslēdzās silūra perioda beigās. Savukārt hercīnijas krokošanās posms ilga no vēlā paleozoja līdz perma beigām. Altaja – Sajānu reģionā pie hercinīdiem pieder Altajs un Salairas skrausts, pie kaledonijas posma struktūrām – Kuzņeckas Alatau, Rietumsajāni u.c.

Altaja – Sajānu apgabalā plaši izplatīti pirmskembrija veidojumi – arhaja un proterozoja ieži. Centrālajā Austrumsajānu daļā atrodami gneisi, marmori, konglomerāti un kristāliskie slānekļi. Kopējais šo iežu biezums pārsniedz 5 km.

Kembrija nogulumi apskatāmajā teritorijā ir atšķirīgi dažādās vietās. Austrumsajānos un Altajā šī vecuma nogulumos dominē terigēnie un efuzīvie ieži. Vietām apakšējā kembrija slāņkopās atrodami marmori, dolomīti un oļaini ogļu slāņi. Vidējais kembrijs sastāv no efuzīvajiem iežiem, smilšakmeņiem un kaļķakmeņiem. Augšējā kembrija nogulumi atsedzas Kuzņeckas Alatau, un tos veido kaļķakmeņi un smilšakmeņi. Kopējais kembrija nogulumu biezums Austrumsajānos svārstās no 7 – 10 km. Altaja – Sajānu apgabala rietumu daļā kembrija sistēmas nogulumi sastopami pilnībā. Apakšējā kembrija slāņkopa sastāv no efuzīvajiem iežiem, marmoriem un kvarcītiem, kuru kopējais biezums ir 5 km. Vidējais kembrijs pārstāvēts ar raibiem slānekļiem ar trilobītu fosilijām un vulkanogēno iežu starpkārtām. Savukārt augšējais kembrijs sastāv no 500 m bieza kaļķakmeņu slāņa.

Ordovika perioda nogulumi bez būtiskas diskordances pārsedz kembrija nogulumus. Apakšējā ordovika nogulumi galvenokārt sastāv no terigēnajiem iežiem ar konglomerātu starpslāņiem. Vidējā un augšējā ordovika slāņkopas veido konglomerāti, smilšakmeņi, kā arī merģeļi. Kopējais ordovika sistēmas biezums sasniedz 3 km.

Silūra nogulumi teritorijas rietumu daļā sastāv no karbonātiskiem aleirolītu un mālu slāņiem, kuru biezums ir 3,7 km, bet ziemeļu daļā - no smilšainiem slāņiem, vulkanogēniem iežiem un kaļķakmeņiem. 

Devona sistēmas nogulumi sastopami daudzviet Altaja – Sajānu reģionā, turklāt tie atšķiras kaledonijas un hercīnijas krokojumu zonās. Hercīnijas krokojumu apgabalos devona perioda nogulumi pārsvarā sastāv no masīviem, pārkristalizētiem kaļķakmeņiem, kuru kopējais biezums sasniedz līdz 400 m. Vidusdevona nogulumi galvenokārt sastāv no terigēnajiem iežiem, ko pārsedz kaļķakmeņu slānis. To biezums ir apmēram 3 km. Reģionos, kur izplatītas kaledonijas krokošanās posma struktūras, devona nogulumus veido smilšakmeņi (Old red). Jāatzīmē, ka devonā sāka veidoties nozīmīgākās starpkalnu ieplakas.

Karbona perioda veidojumi kaledonītu struktūrās galvenokārt ir lagūnu un kontinentālie nogulumi. Tā, piemēram, Minusinskas ieplakā šīs slāņkopas biezums ir 1500 – 2300 m, to veido aleirolīti, merģeļi, kaļķakmeņi ar tufogēnā materiāla piejaukumu un akmeņogļu starpslāņiem (1 – 13 m). Ogļainais slānis Kuzņeckas baseinā sastāv no smilšakmeņiem, aeirolītiem un mazāk mālainiem slāņiem ar ogļu starpslāņiem. Kopējais karbona sistēmas nogulumu biezums sasniedz 8,5 km.

Perma perioda nogulumi uzkrājušies galvenokārt ieplakās. Kuzņeckas baseinā uzkrājušās ogles, bet Minusinskas ieplakā – smilšakmeņi, aleirolīti, argilīti ar ogļu starpslāņiem. Kopējais augšējā paleozoja nogulumu biezums šajās ieplakās sasniedz 8 km.

Mezozoja vecuma kontinentālās izcelsmes nogulumi Altaja – Sajānu apgabalā atrodami tā robežjoslās. Triasa perioda nogulumus izdala tikai Kuzņeckas ieliecē, juras oglēm bagātie nogulumi atrodami Tuvinskas ieplakā (biezums – 1,7 km). Krīta nogulumi – raibas smiltis un māli - visvairāk atrodas Minusinskas ieplakas ziemeļos.

Kainozojā izdala paleogēna, neogēna un kvartāra periodu nogulumus. Paleogēna nogulumi sastāv no kontinentālas izcelsmes smiltīm, smilšakmeņiem un māliem, kas kopumā veido 30 m biezu slāņkopu. Kvartāra periodā notika visa apgabala celšanās, bazaltu vulkānisms, bet ieliecēs veidojās morēnas nogulumi (Карлович, 2006).

Tektonika

Altaja – Sajānu tektonika ir ļoti sarežģīta. Kā jau iepriekš minēts, šeit izpaudušies dažādi krokošanās posmi: baikāla, kaledonijas un hercīnijas. Altaja – Sajānu zonā var izdalīt divus galvenos tektoniskos apgabalus: austrumu - Kuzņeckas – Sajānu – Tuvas, kurā attīstība beidzās vēlajā silūrā (pirmsbaikāla struktūras piedzīvoja reģenerāciju kaledonijas ciklā), un rietumu – Salairas – Altaja – Irtišas, kurā izpaudās praktiski visi tektoniskās aktivizācijas cikli – kaledonijas, hercīnijas un pēchercīnijas.

Centrālās Āzijas krokojuma joslas sarežģītā uzbūve (5. attēls) parāda, kā šajā vietā ir izvietojušās dažāda vecuma struktūras – platformas, mikrokontinenti un sedimentācijas baseini.

5. attēls. Centrālās Āzijas krokojumu josla (Buslov u.c., 2001).1, 2 - platformas un mikrokontinenti: 1 - Sibīrijas platforma, 2 - Gondvanas grupa (T - Tarima, NC - Ziemeļķīnas platformas, Kch - Kokčetava, U - Ulutau, AM - Akatau – Mointina, I – Ilija, NT – Ziemeļtjanšans, J – Džungārija, TM – Tuva – Mongolija, CM – Centrālmongolija, SG – Dienvidgobi mikrokontinenti); 3 – 5 – akrēcijas zonas: 3 – vēlais rifejs, 4 – agrais kaledonijas (KA – Kuzņeckas Alatau, WS – Rietumsajāni), 5 – kaledonijas (S – Sailaira, GA –Altajs, AM – Mongolijas Altajs); 6, 7 – sedimentācijas baseini: 6 – kaledonijas, 7 – agrais hercīnijas posms, 8 – 11 – kolīzijas joslas: 8 – kaledonijas, 9 – agrais hercīnijas (Z – Zaisana), 10 – vēlais hercīnijas, 11 – mezozojs; 12 – Pirmskunluņa sinklināle; 13 – lieli lūzumi.

Austrumsajānu krokojumu uzbūve izpaužas kā horstveidīgi izciļņi, kas sastāv no arhaja un proterozoja iežiem. Uz dienvidiem no tiem seko Derbinskas antiklināle, ko veido stipri deformēti apakšējā proterozoja ieži. Citas pozitīvās reljefa formas šajā apgabalā sastāv arī no venda un kembrija nogulumiem.

Rietumsajānu veidojumi sastāv no diviem malējiem pacēlumiem, ko vidū sadala sinklinālā zona. Šie pacēlumi galvenokārt sastāv no venda un kembrija vecuma terigēnajiem iežiem, bet sinklinālē uzkrājušies kembrija, silūra, devona un karbona, kas šeit saspiesti lineārās krokās.

Kuzņeckas malējā ieliece (Kuzņeckas baseins) austrumos ir aizpildīta ar devona terigēnajiem un vulkanogēnajiem iežiem, bet rietumos – karbona, perma un triasa karbonātiskajiem un terigēnajiem nogulumiem, ko pārklāj juras perioda limniskie nogulumieži. Galvenais krokošanās laiks šeit bija triasā.

Altajā redzami kaledonijas krokošanās cikla veidojumi, kas reģenerāciju piedzīvojuši hercīnijas posmā, kas arī iespaidojis pārklājošos, jaunākos iežus. Gandrīz visās Altaja struktūrās sastopamas karbona un perma vecuma granitoīdu intrūzijas. Ziemeļrietumos Altaja struktūras iegrimst un paiet zem Sibīrijas plātnes. Altaja perifērijā atrodas sarežģītas hercīnijas posmā veidojušās dziļas ielieces, kas ir kā kontūra kaledonijas etapa izciļņiem (Карлович, 2006).

4. Interpretācija

Ģeoloģiskās attīstības vēsture Altaja – Sajānu reģionā ir cieši saistīta ar ģeosinklinālajiem procesiem, kas notika pirmskembrijā Paleoāzijas okeāna dienvidu galā, un pakāpenisko kontinentālās garozas veidošanos. Ģeosinklinālajā zonā, kurā attīstījās Altaja – Sajānu apgabals izdala trīs galvenos attīstības etapus: 1) posms līdz vēlajam rifejam, kas notika vēl pirms Urālu – Mongolijas joslas izveides; 2) vēlais rifejs līdz agrais triass, aptuvenais laika posms, kurā attīstījās šī ģeosinklinālā josla; 3) mezo - kainozoja pēcģeosinklinālais etaps (ieskaitot vēlā kainozoja aktivizāciju).

Arhajā un agrajā proterozojā radās protoģeosinklināles. Izveidojās metamorfiska kontinentālā bāze, uz kuras vēlajā rifejā sāka veidoties Urālu – Mongolijas ģeosinklinālā josla. Kembrija beigās šeit attīstījās kaledonijas tektoģenēze, kas izpaudās kā vairāku salu loku sadursme ar Sibīrijas paleokontinentu, kas noveda pie ģeosinklinālā režīma beigām pie Kuzņeckas Alatau robežas. Kaledonijas krokošanās posma beigās vidējā un vēlajā silūrā notika krokotās uzbīdījumu struktūras izveide Rietumsajānos un visā Altajā; izveidojās vienots, pacelts ģeobloks. Silūra beigās ģeosinklinālā attīstība beidzās Altaja – Sajānu apgabala rietumos; aizvērās šī Paleoāzijas okeāna daļa, bet pats apgabals kļuva par Angarīdas paleokontinenta daļu. Pēc tam uz šī pamata radās starpkalnu ieplakas.

Mezozojā Altaja – Sajānu apgabalā notika postģeosinklinālais attīstības etaps. Reģionā attīstījās Zemes garozas bloku savstarpējā pārvietošanās, pastiprinājās kontrasts starp reljefa pacēlumiem un ieplakām. Kuzņeckas ieplakas malā veidojās lineāras krokas.

Sākot ar triasu apgabals piedzīvoja arī plātņu attīstības etapu. Starpkalnu ieplakās juras periodā uzkrājās ogles saturoši nogulumi. Norisinājās arī bazaltu vulkānisms.

Kainozoja aktivizācijas etapā notika kalnu reljefa atjaunināšanās, kas saistīta ar Zemes bloku kustību un diferenciāciju (Карлович, 2006).

Kopsavilkums

Altaja – Sajānu ģeoloģiskā attīstība nav bijusi vienkārša. Līdz vēlajam rifejam izveidojās bāze, uz kuras kaledonijas krokošanās etapā, Sibīrijai saduroties ar vairākiem salu lokiem, varēja izveidoties Urālu – Mongolijas ģeosinklinālā josla. Kaledonijas beigu posmā izveidojās salīdzinoši vienotas uzbīdījumu struktūras, kā arī aizvērās daļa Paleoāzijas okeāna. Vēlāk, notiekot Zemes garozas bloku kustībai, veidojās ne tikai raksturīgās deformāciju struktūras, bet arī palielinājās reljefa kontrasts. Paleozoja otrajā pusē, iestājoties hercīnijas krokošanās posmam, daļa kaledonijas etapa struktūru tika pārveidotas, kā arī izveidotajās starpkalnu ieplakas, kur vēlākajos periodos varēja notikt nogulumu uzkrāšanās. Kopumā var secināt, ka Altaja – Sajānu apgabals sastāv no kaledonītiem austrumos un hercinīdiem rietumos. Mezozoja vecuma kontinentālie nogulumi Altaja – Sajānu apgabalā atrodami tā robežjoslu ieplakās, kas liecina par denudācijas pārsvaru pār tektoniskajiem procesiem. Apskatāmajā teritorijā atrodami visu kainozoja ēras periodu veidojumi, kuros dominē terigēnie nogulumi. Īpaši nozīmīgs notikums kainozojā bija Indostānas sadursme ar Eirāziju, kā rezultātā notika būtiska tektoniskā aktivizācija un kalni ieguva mūsdienās redzamo reljefu.

Izmantotā literatūra

Publicētā literatūra

Buslov M. M., Saphonova Yu I., Watanabe T., Obut O.T., Fujiwara Y., Iwata K., Semakov N. N., Sugai Y., Smirnova L.V., Kazansky A.Yu. 2001. Evolution of the Paleo-Asian Ocean (Altai−Sayan Region, Central Asia) and collision of possible Gondwana-derived terranes with the southern marginal part of the Siberian continent, Geosciences Journal, vol. 5, No. 3, p. 203 – 224.

Dobretsov N. L., Buslov M. M., Delvaux D., Berzin N. A. and Ermikov V. D. 1996. Meso- and Cenozoic tectonics of the Central Asian mountain belt: effects of lithospheric plate interaction and mantle plumes. International Geology Review 38: 430-466

Pasaules ģeogrāfijas atlants. 2004. Jāņa sēta, Rīga. 128 lpp.

Карлович И.А. 2006. Академический проект Москва, Геологическое строение и полезные ископаемые Северной Евразии. Учебник для вузов, 496 стр.

Nepublicētā literatūra

Dehandschutter B. 2001. Study of recent structural evolution of continental basins in Altai –Sayan: doktora disertācija, Briseles Brīvā universitāte, 185 lpp.

Interneta avoti

Siberian Institute for Ecological Initiatives (S.I.E.I.) 2006. Altai mountains,

 http://info.siberia-eco.org/html/altai_mountains.html, skat. 6.04.2009.