Средний отдел. 
Геология и полезные ископаемые Северной Хакасии

Безымянная свита впервые была выделена Г. А. Иванкиным и др., в 1964 г. в составе толщи грязно-зеленовато-серых песчаников, алевролитов и гравелитов, вскрывающихся в окрестностях Ефремкино, мощность ее на этом участке составляет около 400 м. В Кошкулакском разрезе безымянная свита представлена пачкой серых гравелитов и песчаников мощностью 30 м и белыми известняками — 160 м. Во многих пунктах (г. Колкулак, рудник Юлия, рч. Сухая Ерба и др), в породах свиты в большом количестве встречаются разнообразные трилобиты амгинского яруса среднего кембрия. На подстилающей ефремкинской свите безымянная залегает с резким фациальным переходом без видимого перерыва.

Кошкулакская свита также выделена Г. А. Иванкиным и др., в 1964 году как вулканогенная толща, сопоставляется с берикульской свитой западного склона Кузнецкого Алатау. В других пунктах района породы этой свиты достоверно не установлены, по вещественному составу свита представлена в основном андезитами и их лавобрекчиями, а в ее нижней части наблюдается маломощные прослои и линзы конгломератов, красноцветных косослоистых песчаников и алевролитов. Мощность свиты превышает 2 км. Возраст кошкулакской свиты по стратиграфическому положению условно датируется верхами среднего кембрия (майский ярус). На подстилающих безымянной и ефремккнской свитах кошкулакская залегает с размывом и конгломератом в основании.

Девонская система

Нижний отдел

Нижнематаракская толща широко развита в южном борту котловины оз. Иткуль, а также слагает западный и восточный берега оз. Матарак, где имеет тектонический контакт с нижнепалеозойскими докембрийскими отложениями, свита сложена преимущественно покровами и послойными телами базальтов, андезито-базальтов, трахиандезитов, их туфов, трахириодацитов с редкими прослоями терригенных пород. Ее видимая мощность в стратотипе не превышает 300 м.

Заметно типичные вулканогенные образования представляют собой в основном многочисленные сближенные потоки лабрадоровых порфиритов, разделенные пропластками аргиллитов и потоками базальтов при незначительной роли трахириодацитов и трахиандезитов (плагио — порфиров). Здесь с запада на восток континентальные вулканогенно-осадочные фации сменяются подводными, при этом растет полнота вулканогенных разрезов нижнего девона Общая мощность отложений нижнематаракской толщи оценивается в 800 — 850 м. Находки отпечатков псилофитовой флоры плохой сохранности в двух линзах песчаников влево — и правобережье р. Карыш позволяют датировать возраст подсвиты, как раннедевонский.

Придорожная свита, выделена в 1973 г. Н. А. Макаренко и по литологическому составу расчленена на три пачки.

Раннедевонский возраст придорожной тощи надежно обоснован многочисленными находками ископаемой проптеридофитовой (риниофитовой) флоры. Доминирует вид Margophyton goldsmidti (Halle) Zach., который встречается практически во всех выявленных месторождениях.

По наблюдениям, на данном участке вскрыты самые верхние пласты придорожной толщи имеющей субширотное простирание с падением слоев на север под углом 10−15° Схематический послойный разрез, следующий (снизу вверх):

• 1 Тонкоплитчатые желтовато-серые песчаники, переслаивающиеся с алевролитами и аргиллитами, содержащими отпечатки проптеридофитов (риниофитов) хорошей сохранности, > 10 м
• 2 Серые известняки с различными структурно-текстурными особенностями. В восточной части это строматолитовые желваковые образования, на западном окончании и в центре линзы, прослеженной по простиранию на 500 м, — массивные, участками слабо слоистые породы с оригинальной трубчатой макротекстурой, 0,2−2,0 м
• 3 Кремовые песчаники и алевролиты с отпечатками риниофитов плохой сохранности, 3−8 м
• 4 Сиреневые псефито-псаммитовые туфы трахитов, 7−9 м
• 5 Желтовато-серые плитчатые песчаники с линзой розовато-серых окремненных известняков близких по строению к слою 2, 25 м

Темно-серые до черных долериты марченгашской толщи мощностью более 30 м со скрытым несогласием перекрывают карбонашо-терригенные отложения придорожной толщи.

Среди корбанатных пород выявлены две наиболее характерных генетических типа.

• 1 тип — строматалитовые постройки со сложной внутренней слоистостью, окремненные. Строматолиты имеют форму желваков диаметром до 20 см с унаследованной слоистостью и соответствуют форме Collenia undosa. В постройках наблюдаются строматоктоидные текстуры заполнения пустот, участки дробления слоистых осадков и окремнения. В редких случаях в строматолитовых постройках в виде корочек, желвачков (диаметр около 1 мм), или единичных нитей булавовидной формы присутствуют известковые синезеленые водоросли рода Hedstroemia.
• 2 тип — известняки пелитоморфные темно-коричневые, участками слабо слоистые, содержащие многочисленные трубчатые образования. Макроскопически «трубки» имеют различную конфигурацию: прямые, слабо изогнутые, извилистые, дихотомически разветвляющиеся. Длина «трубок» варьирует в широких пределах: от нескольких мм до 2−3 см, максимальный диаметр в раздувах достигает 0,5 см. Отчетливо различается центральная часть «трубок», выполненная молочно-белым кальцитом. Внешняя темно-коричневая оболочка сверху дезинтегрирована, Центральная часть трубок может быть выщелочена.

Под микроскопом известняки тонкозернистые с включением дисперсных примесей глинисто-органического вещества, гидроксидов железа, кремнистого и вулканогенного материала. Известняки содержат образования не только трубчатой, но и других форм (порой весьма причудливых), имеющих аналогичное внутреннее строение. Контуры поперечного сечения трубок в шлифах очень разнообразные: извилистые, ломаные, фестончатые, реже правильно сферические.

Внешняя оболочка, пропитанная гидроксидами железа, неравномерной толщины (0,05−02 мм). Внутренняя часть трубок характеризуется неоднородным, зонально-концентрическим строением. Рост удлиненных кристаллов происходил от периферии к центру, перпендикулярно к поверхности нарастания, что сближает эти образования с секрециями. В некоторых трубках тонкодисперсное органическое вещество пигментирует границы удлиненных зерен кальцита, создавая иллюзию септ, что приводит исследователей к ошибочным выводам о коралловой природе трубок.

По периферии трубок происходило отложение сингенетичных инкрустационных зерен кальцита, замутненных, буроватого оттенка из-за рассеянного в них небольшого количества тонкодисперсных примесей. Толщина таких оболочек около 0,2 мм. Иногда примеси располагаются по отдельным концентрам, зонально. Центральная часть может быть выполнена разно кристаллическим кальцитом, одним крупным зерном более поздней генерации или кремнистым материалом. Происхождение инкрустируемых полостей не совсем ясно. Возможно, часть трубок могла возникнуть как результат жизнедеятельности илоедов или червей. Наблюдается определенное внешнее сходство с трубчатыми образованиями, возникшими в результате сверления дна водоема червями Palaeosabella, и норами сверлящих червей Trypanites.

Сравнительный анализ литературных данных и просмотр петрографического материала не выявили близких по микростроению образований и не прояснили генезиса карбонатов. Это удалось сделать благодаря находке среди отобранных образцов известняков, содержащих многочисленный растительный детрит риниофитов.

Риниофиты внешне были больше похожи на водоросли, чем на высшие растения: корни и листья отсутствуют, строение примитивное. Слабо разветвленные стебли с центральным ядром заполнены сплошной клеточной тканью и покрыты со всех сторон колючками. Находка инкрустированных карбонатом фрагментов риниофитов и многочисленные инкрустации, выполняющие разнообразной формы полости в известняках 2 типа, позволяют предположить, что захоронению и сохранности детрита способствовали специфические процессы карбонатонакопления, близкие к процессам, формирующим известковые туфы (травертины). Структура современных известковых туфов характеризуется присутствием тонкозернистого кальцита и концентрических корок, инкрустирующих обычно обломки пород, растительные и органические остатки, после разложения которых остаются пустоты различной формы, в том числе и трубчатой.

Описанные трубчатые образования характерны только для данного местонахождения в других, в том числе строматолитовых, линз нижнедевонских известняков за пределами участка они пока не обнаружены.

Наблюдается совмещение в пространстве на одном стратиграфическом уровне, фонтанальных (источниковых) и лимнических (озерных) карбонатных отложений. Первые могли быть сформированы под воздействием минерализованных подземных вод, тесно связанных с активным вулканизмом, вторые — за счет жизнедеятельности водорослево-бактериальных сообществ и последующих процессов фоссилизации. [5].

Нижняя пачка представлена переслаивающимися пестроцветыми осадочными и вулканогенными образованиями конгломератами, гравелитами, песчаниками, алевролитами, аргиллитами, кремнистыми туффитами, пепловыми и гравийными туфами тракиандеэитов — трахириодацитов. Среди них выявлено несколько маломощных горизонтов строматолитовых известняков. Конгломераты содержат окатанные обломки туфов, трахиандезитов, базальтов, гранитов, нодмаркитов, что свидетельствует о размыве не только пород додевонского фундамента, но и отложений нижнематаракской толщи. В пределах пачки известны 6 местонахождений псилофитовой флоры с уникальными по полноте и степени сохранности индивидами. Общая мощность нижней пачки изменчива и не превышает 340 м. На территории полигона нижняя пачка придорожной толщи прослеживается практически параллельно руч. Сохочул в центральной части карты проведения практик, и согласно залегает с нижнематаракской толщей. Отложения представлены чередованием цветных конгломератов с туфогенными песчаниками, алевролитами.

Средняя пачка — придорожной свиты в основании содержит прерывистые маломощные горизонты строматолитовых известняков, выше преобладают мелко и тонкозернистые бурые и кремовые песчаники, грязно-желтые алевролиты, очень редко гравелиты и известковые разности перечисленных терригенных пород, часто встречаются пластовые тела базальтов, количественная роль которые возрастает в юго-западном направлении. В составе пачки известно четыре местонахождения псилофитовой флоры раннего девона. Мощность средней пачки изменчива (80 — 240 м) и закономерно уменьшается в восточном направлении. На территории полигона отложения данной пачки, представленные чередованием туфогенных песчаников, алевролитов с покровами базальтов, расположены севернее руч. Сохочул и согласно залегают на нижней пачке придорожной толщи.

Верхняя пачка представлена бурыми, грязно-желтыми, кремовыми реже желтовато и зеленовато-серыми известково-кремнистыми алевролитами, аргиллитами, песчаниками. В ее подошве и кровле закартированы маркирующие линзообразные тела красноцветных гравийных туфов трахиандезитового состава, мощностью до 15 м. Нижний горизонт туфов основании содержит пластовое тело лавобрекчий базальтов, в пустотах и трещенах которого включения пиробитумов. В окремненных известняках известно лишь одно местонахождение флоры, представленное раннедевонскими псилофитами. Мощность верхней пачки изменчива и не превышает 150 м.

Марченгашская толща впервые выделена в 1958 году в районе ст. Шира Б. Н. Красильниковым, где она состоит преимущественно из базальтов, андезито-базальтов, с прослоями красноцветных песчаников, гравелитов и конгломератов Эти вулканиты со скрытым несогласием залегают на отложениях верхней пачки придорожной толщи. Породы смяты в складки в приразломных зонах интенсивно окварцованы, гематитизированы и алъбитизированы, напоминая по внешнему облику плагиопорфиры. Обильны силлы долеритов. В линзе красноцветных песчаников в централь ной части лавового поля найдены отпечатки нижнедевонской псилофитовой флоры (местонахождение Марченгашское). В верхней части толщи, в районе оз. Круглого, в линзе красноцветных песчаников, в непосредственной близости от мергелей сарагашской свиты, несогласно перекрывающих вулканиты, обнаружен выдержанный прослой лавовых туфов трахиандезитов. Мощность марченгашской толщи оценивается в 450−550м.