Тектоника
Город Томск характеризуется очень сложной тектонической структурой. Его район расположен на северно-западной окраине Саяно-Алтайской складчатой области. Как известно, для этой области характерна герцинская складчатость. Поэтому нас не удивляет, что г. Томск и его окрестности находятся в области погружения герцинид Колывань – Томской складчатой зоны под мезозойско-кайнозойский чехол эпигерцинской Западано – Сибирской плиты.
В истории геологического развития района выделяют два основных геотектонических цикла и соответствующие им структурные этажи: герцинский и мезозойско-кайнозойский.
Нижний
структурный этаж слагается герцинидами,
которые представлены шельфовыми,
преимущественно терригенными,
прибрежно-морскими и лагунно-континентальными
отложениям нижнего карбона, залегающими
с несогласием на сложнодислоцированном
салаирском основании. Отложения нижнего
карбона подверглись интенсивной
складчатости герцинского цикла
тектогенеза, в результате чего были
собраны в напряжённые антиклинальные
и синклинальные складки С-В простирания.
Складки асимметричны, слегка опрокинуты
на северо-запад.
Юго-восточные крылья антиклиналей положе, чем северо-западные. Породы нижнего карбона выглядят так: они интенсивно рассланцованы, сильно раздроблены, имеются часто зоны дробления, перетирания, которые ориентированы параллельно складчатым структурам. Стратифицированные отложения прорваны монцонит-долеритовым комплексом даек. Общая мощность отложений этого этажа составляет около 6 км.
Колывань – Томская складчатая зона является основной структурой Томского района. На востоке и юго-востоке она ограничена Томским надвигом (шарьяжем), а с северной, западной и юго-западной сторон закрыта рыхлыми отложениями чехла.
Ширина Колывань – Томской складчатой зоны составляет 80-140 км. Мощность коры складчатой зоны составляет 41-42 км.
Верхний структурный этаж слагается мезозойско-кайнозойскими платформенными отложениями чехла Западно-Сибирской плиты. Он представлен континентальными терригенными не дислоцированными рыхлыми породами. Мощность отложений верхнего структурного этажа в пределах района достигает первых сотен метров.
На практике мы пронаблюдали глубинный разлом. В дайках на Лагерном саду наблюдаются многочисленные кварцевые жилы. Кварц образовался путем привноса глубинными растворами в постмагматический этап. В кварцевых жилах присутствует мелкодисперсное золото.
Фото 1. Обнажение в Хромовском овраге (левый берег реки Ушайки)
Фото 2. Измерение элементов залегания и трещиноватости в обнажении (Хромовский овраг, левый берег реки Ушайки)
Магматизм
Вещество земной коры и оболочки Земли, согласно современным данным, является твердым телом, несмотря на то, что уже на глубинах в 50-60 км температура Земли настолько высока, что любая порода при давлении, равном атмосферному, могла бы находиться в расплавленном состоянии. Однако существующее на этих глубинах громадное давление удерживает вещество в твердом состоянии.
Термодинамическое равновесие в земной коре и оболочке установилось в процессе длительного развития нашей планеты. Нарушение этого равновесия в том или ином случае (т.е. уменьшение давления или увеличение температуры) вызывает необычайно быстрый переход масс Земли в отдельных локализованных участках из твердого состояния в жидкое. Это сопровождается колоссальным увеличением объема, и в связи с этим устремлением образовавшейся огненно-расплавленной массы – магмы – в ослабленные участки земной коры или даже излиянием ее на поверхность. Магма образуется на больших глубинах, где господствуют температуры, превышающие точку плавления горных пород, т.е. на глубинах свыше 60 км.
При вступлении магмы в земную кору, видимо под гидростатическим давлением, газы, содержащиеся в магме, вследствие уменьшения давления высвобождаются из нее часто путем взрывов, что способствует бурному излиянию магмы.
Внедрение магмы в земную кору называется интрузивным магматизмом, или плутонизмом. Поднимающаяся из недр Земли магма не всегда прорывает земную кору и изливается на ее поверхность. Чаще магма не в силах достичь поверхности Земли и постепенно затвердевает в земной коре, образуя своеобразной формы полуглубинные и глубинные (интрузивные) тела. В естественных условиях становятся доступными непосредственному изучению только после обнажения их процессами денудации. Формы, размеры интрузий, а также соотношение их с вмещающими породами весьма разнообразны. Разнообразны также структуры, текстуры и состав пород.
К полуглубинным интрузивным телам относятся жилы секущие и пластовые, образующие при заполнении магмой трещин в горных породах.
Секущие жилы иногда криволинейны, но чаще ограничены с боков параллельными стенками; расстояние между стенками называется мощностью жилы, а бока жилы – зальбандами. Мощность секущих жил от нескольких сантиметров до сотен метров. Длина их достигает нескольких десятков или сотен километров. Особенно большой длиной обладают жилы с ответвлениями.
Секущие жилы приурочены, главным образом, к замковым частям антиклинальных складок; это указывает, с одной стороны, на то, что секущие жилы образуются при складкообразовании и, с другой стороны, на то, что при складкообразовании возникает растяжение земной коры, создающее открытые трещины, в которые и устремляется магма. Внедрение магмы в свою очередь способствует дальнейшему растяжению земной коры. Нередко секущие жилы представлены порфиритами, гранитами и пегматитами, реже рудными и нерудными (кварц, кальцит, барий) минералами, образующимися за счет газов и паров, выделяющихся из магмы. Секущие жилы называют дайками.
В том случае, если дайка имеет твердость большую, чем породы, ею пересеченные, то под действием экзогенных сил вмещающие ее породы разрушаются быстрее и жила будет выступать в виде стены (положительная дайка). Если жила будет сложена менее стойкими породами, то она разрушается быстрее, чем окружающие породы, при этом образуется расселина (отрицательная дайка).
На практике мы пронаблюдали дайку, находящуюся у подножия скалы «Боец». Изверженные породы в окрестностях города Томска представлены дайками триасового возраста. В маршрутах была зафиксирована одна дайка. Складчатость сопровождалась трещиноватостью и разломами в земной коре, доходящими до мантии. По этим разломам внедрялся магматический расплав, который застывал, образуя дайки. Дайки – гипабиссальные интрузии. Состав дайки основной (плагиоклаз, роговая обманка, пироксен).