- GEOPARK ARAL -
Аральский осадочный бассейн
Местоположение. Аральский бассейн располагается в пределах Кзылординской и Актюбинской областей и охватывает практически всю бывшую акваторию Аральского моря. Простирается от Мугоджарских гор на севере до Султануиздага на юге более чем на 440 км. Ширина бассейна от Арало-Кызылкумского вала на западе до Аккырско-Кумкалинского вала на востоке составляет около 210 км. В пределах этих ограничений его площадь достигает порядка 80 тыс. км2.
История изученности. Первые очерки физико-географических условий и отрывочные геологические данные региона были даны еще в начале XIX в. А.И. Бутаковым (1849 г.), Л.С. Бергом и А. Никольским (1886 г.), Н.С. Борщовым, Н.А. Северцевым, И.В. Никитиным и А.Д. Архангельским. В 1850 г. была издана Морская карта Аральского моря. В 30-х годах прошлого столетия группой (В.А. Вахремеев, Р.Н. Принц, В.Е. Сатин) под руководством академика А.Л. Яншина издана книга «Геология и полезные ископаемые Северного Приаралья» (1940), составлена геологическая карта масштаба 1:100 000 (1946), дана новая трактовка тектонического строения района. В 50-х годах прошлого столетия вопросами стратиграфии, литологии региона занимались А.Л. Яншин (1953), В.В. Лавров (1957, 1959), Н.К. Овечкин (1951, 1962), Л.Н. Формозова (1951). В 60-х гг. вопросами стратиграфии олигоцена и геологическому строению тектонических структур посвящены работы В.А. Броневого (1965) и Л.Г. Кирюхина (1966). В 70-х гг. Б.С. Цирельсон и др. – изучение стратиграфии юрских отложений. В конце 50-х гг. изучением титаноносности района в отложениях олигоцена занимался И.И. Гладков (1958). Позже различными геологическими организациями на северном берегу залива Бутакова была выявлена крупная циркониево-титановая минерализация.
Первые сведения о подземных водах бассейна Аральского моря связаны с именами Д.И. Мушкетова, А.С. Ферсмана, О.К. Ланге, И.Г. Кассина, А.А. Козырева, И.К. Зайцева и др. В 50-е годы прошлого столетия – изучение южной и восточной части территории. В 60-70-х гг. — гидрогеологическая съемка масштаба 1:500 000, 1:200 000, 1:50 000 и поисково-разведочные работы. Для ряда массивов орошения Кзыл-Ординской, Шымкентской областей Казахстана были выполнены детальные разведочные работы с оценкой эксплуатационных запасов подземных вод. К этому периоду относятся региональные гидрогеологические исследования У.М. Ахмедсафина, Ж.С. Сыдыкова, Н.Н. Ходжибаева, В.И. Дмитровского, Л.А. Островского, И.С. Пашковского, В.О. Волейшо, А.С. Гребенникова, С.Ш. Мирзаева, Т.Б. Гребенщиковой, Н.М. Бондаренко, А.С. Виднякова, С.М. Шапиро, В.И. Рубанова, П.В. Волкова, В.В. Красникова, И.С. Русанова и др. У.М. Ахмедсафиным дано описание артезианских бассейнов Кызыл-Кумов и Северного Приаралья (1961, 1968), совместно с Ж.С. Сыдыковым и И.Б. Дальяном (1961) — условий формирования подземных вод Восточного Приаралья. Ими отмечалось, что областью формирования подземных вод региона являются: восточные склоны Мугоджар и Чушкакульской антиклинали, горы Каратау, Таласский Алатау, Чаткальский, Каржантауский и Кураминский хребты. Предполагалось, что основная региональная разгрузка подземных вод происходит на побережье и через дно Аральского моря [3]. Позже выполнены следующие работы: В.П. Золотарев (1990) — моделирование подземного и солевого стока в котловину Аральского моря; Н.В. Калмыкова (1989) — создание гидродинамической модели Сырдарьинского артезианского бассейна; С.М. Шапиро, Т.Н. Винникова и др. (1988, 1989, 1991, 1992, 1995) — региональные исследования процессов формирования подземных вод Сырдарьинского артезианского бассейна на основе математического моделирования, В.В. Веселов, В.М. Мирлас, В.Ю. Паничкин и др. (1991, 1992, 1995) – создание региональной математической модели гидрогеологических условий Казахстанской части Приаралья для целей рационального использования, управления эксплуатацией и охраны подземных вод.
Геоморфология. Территория Аральского осадочного бассейна представляет полого наклонную к югу холмистую, расчлененную оврагами равнину. Основными морфогенетическими типами современного рельефа являются: эрозионные и денудационные низкогорья и поверхности выравнивания окружающих горных сооружений (Улутау, Каратау, Букантау, Султан-Уиздаг); пластовые денудационные возвышенности, плато и равнины, местами перевеянные, с наложенными солончаковыми бессточными впадинами; аллювиально-дельтовая равнина Сырдарьи и ее староречий с предгорной наклонной равниной и пролювиальными шлейфами (предгорья Каратау); озерные равнины, расположенные в междуречье Сырдарьи и Шу-Сарысу; морские, озерные и аллювиальные перевеянные равнины и эоловые равнины навевания; песчаные массивы Кызылкумы, Приаральские Каракумы, Арыскумы, Большие и Малые Барсуки и др. Катастрофическое снижение уровня Аральского моря привело к формированию вдоль его берегов и вокруг островов песчано-глинистой равнины (рис. 2), местами отделенной от «коренного» берега уступами (рис. 3-6), свидетельствующими о высоком уровне моря в прошлом. Плоская слабо наклонная поверхность равнины с отметками 32-53,4 м осложнена формирующимися сорово-дефляционными понижениями и положительными формами эолового микрорельефа [2].
Рельеф дна Аральского моря неровный, ассиметричный. Самые мелководные участки дна располагаются на востоке и юге, наиболее приглубые – на западе. Центральная впадина (Большое море) в целом характеризуется небольшими (10-20 м) глубинами. Ее восточная, мелководная часть к западу понижается и переходит в приглубую котловину с глубинами 20-30 м. Еще западнее в рельефе цепочкой островов (Николая, Наследника, Константина) прослеживается крупное меридиональное поднятие – вал Архангельского. Западнее гряды, вдоль чинков Устюрта, располагается наиболее глубокая – до 68 м впадина дна моря.
Песчано-глинистая слабо наклоненная равнина вдоль берега Аральского моря
Уступы вдоль берега Аральского моря
Геолого-тектоническое строение. В геолого-тектоническом отношении Аральская впадина занимает центральную и юго-восточную часть Туранской плиты и находится в зоне сочленения меридиональных герцинид Урала и широтных структур Тянь-Шаня. Геологическими границами Аральского осадочного бассейна выступают Иргизская седловина и Нижне-Сырдарьинский свод на севере, Аккырско-Кумкалинский вал на востоке и Центрально-Кызылкумская и Северо-Устюртская системы поднятий на юге. Западная граница осадочного бассейна с определенной долей условности проводится по Аккулковскому и Аламбетскому валам и несколько восточнее Актумсыкского поднятия, где распадается на две половины: западную и восточную, границей раздела которых служит Куландинско-Муйнакский глубинный разлом. Над данным разломом сформировалась современная Центрально-Аральская система поднятий меридиональной ориентировки. Осадочный чехол депрессии имеет ярусное строение, по составу он представлен преимущественно карбонатно-терригенными породами мезозоя и кайнозоя, мощностью 3-4 км, дислоцированными в пологие складки, разделенные разрывными нарушениями. В морфологии дна Аральского моря отмечаются три поднятые структуры: Арало-Кызылкумский вал (вал Архангельского), Центрально-Аральское и Восточно-Аральское поднятия.
В пределах бассейна Аральского моря выделяются три структурно-тектонических района. Северо-Приаральский структурный блок, включающий юго-западную часть Тургайского прогиба и осложненный Челкарским прогибом и Северо-Приаральской системой структур. Северо-Устиртский структурный блок занимает лишь крайнюю северо-восточную часть. Восточно-Аральская система прогибов занимает восточную и юго-восточную части бассейна и вытянута на 500-550 км от Нижне-Амударьинско-Султаноиздагской зоны поднятий на юге до Арало-Нижнесырдарьинских структур на севере. Ширина ее 200-350 км. Восточный блок, включающий Аральский осадочный бассейн, имеет протерозойский возраст фундамента, на котором залегает квазиплатформенный комплекс мощностью 2-5 км. По данным сейсмики последних лет фундамент здесь погружен на глубины 5-12 км.
В морфологии дна Аральского моря отмечаются три поднятые структуры: Арало-Кызылкумский вал (вал Архангельского), Центрально-Аральское и Восточно-Аральское поднятия.
Фундаментом бассейна считаются разновозрастные образования (от протерозойских до позднепалеозойских). Породы фундамента в пределах осадочного бассейна вскрыты скважинами на Жаксыбуташском выступе и Северо-Аральской части, между Куландинским и Каракольским разломами, между Каракольским и Иргизским разломами и между Иргизским и Центрально-Торгайским разломами. На локальных структурах Кызыктобе, Косказах и Досан скважинами вскрыты девон-каменноугольные отложения.
В современном строении фундамента в пределах Аральского моря и Приаралья отчетливо выделяются признаки реликтовых грабен-рифтовых структур с некомпенсированным накоплением верхнепалеозойских осадков в акватории Арала. Осадочное заполнение Аральского осадочного бассейна характеризуется трехъярусным строением, сформированным доплитным квазиплатформенным комплексом верхнего палеозоя, нижним плитным рифтогенным (тафрогенным) триаса-юры и верхним плитным (платформенным) юрско-четвертичным.
Положение региона определяет основную особенность его геологического строения – сплошное развитие мезозой-кайнозойских платформенных отложений большей мощности, залегающих на домезозойских в различной мере метаморфизованных и дислоцированных образованиях Урало-Монгольского пояса. Мезозой-кайнозойские отложения практически не дислоцированы и образуют платформенный чехол. По условиям залегания и степени литификации породы нижней части разреза (верхнетриасово-нижнеюрские) существенно отличаются от вышележащих – они выполняют отдельные грабены и грабенсинклинали и имеют по данным сейсморазведки большую изменчивость мощностей, значения которых отмечаются в Центрально-Аральском прогибе. В эти периоды в регионе отчетливо проявлялись условия регионального растяжения и прогибания с накоплением в Центрально-Аральской впадине осадков мощностью до 2,5 км. Более молодые отложения, от тоарских (нижняя юра) до четвертичных включительно, распространены почти повсеместно и образуют ортоплатформенный чехол. В их разрезе по особенностям литолого-фационального состава и характеру границ выделяется пять литолого-стратиграфических комплексов: юрский, нижнемеловой-сеноманский, турон-маастрихтский, палеоцен-миоценовый и плиоцен-четвертичный [Парагульгов Х.Х., Фазылов Е.М. и др., 2015]. В Восточно-Аральской впадине максимальная мощность юрских и меловых отложений достигает 200 м, палеогеновых — 350 м.
Юрский комплекс распространен на преобладающей части территории, отсутствуя в структурно приподнятых зонах Северного и Восточного Приаралья. Средне-верхнеюрские отложения отлагались практически по всей акватории и обрамлению Аральского моря с увеличением их мощности от Северо-Западного Приаралья (100-200 м) к центральной части акватории (до 1500 м), отсутствуя в структурно приподнятых зонах Северного и Восточного Приаралья. В верхних слоях установлены остатки моллюсков, фораминифер, остракод и спорово-пыльцевые комплексы, а в нижних (келловей-оксфорд) – только комплексы спор и пыльцы.
В течение мелового периода на акватории Аральского моря располагался осадочный бассейн. Отложения мела в основном вскрыты скважинами и только в северной части Тасаранской мегасинклинали (гора Тасаран) обнажаются в пределах узкого горста, образовавшегося на месте воздымания слоев между главным и оперяющим его сбросами. Мощные толщи осадочных пород (до 1,5-2,0 км) мела также обнажаются в районе острова Барсакельмес. В самых низах отложения нижнего мела сложены морскими фациями, которые постепенно вверх сменяются континентальными пестроцветными и сероцветными. Верхний мел представлен морскими отложениями от переходных альб-сеноманских до маастрихта включительно.
В кайнозое на территории региона располагалась восточная окраина эпиконтинентального морского бассейна и юго-западная часть Центрально-Азиатского материка. Палеогеновые отложения формировались в типично платформенных условиях; они характеризуются сравнительно небольшой общей мощностью (сотни метров), субгоризонтальным залеганием, мелководно-морским, прибрежно-морским и континентальным генезисом. Отложения верхнего эоцена и олигоцена в различных частях региона заметно различаются по литолого-фациальному составу, взаимоотношению толщ и содержащимся в них органическим остаткам. Основная закономерность изменений выражена в последовательном возрастании роли континентальных отложений с запада на восток, в сокращении разнообразия остатков морских организмов (моллюски, фораминиферы) и в большем участии наземных (позвоночные, флора, пресноводные остракоды и др.). Олигоцен на преобладающей части территории представлен континентальными фациями, а на границе эоцена и олигоцена повсеместно фиксируется перерыв. Наиболее полные разрезы палеогена – нижнего неогена обнажаются в чинках северного берега залива Бутакова (Перовского) в Северно-Приаральской части региона. Ниже приводится описание опорного разреза в районе пос. Акеспе (рис. 7-11). В Восточном Приаралье породы кайнозоя вскрыты только скважинами, расположенными вблизи моря.
Чинки Северного Приаралья
Верхнечетвертичные (конец позднего плейстоцена) и голоценовые отложения широко распространены в пределах Аральской депрессии. Они вскрыты скважинами и обнажаются в разрезах побережий. Среди верхнечетвертичных – голоценовых отложений Аральского моря выделяются две толщи: нижняя условно относится к континентальным образованиям конца позднего плейстоцена, в основании сложенная шоколадными глинами, перекрытыми песками; вскрытая мощность отложений более 1,5 м; верхняя – голоценовая толща в нижней части состоит из разнообразных наземноводных осадков белесого или белого цвета, чередующихся с прослоями глинистых и алевритовых илов, разнозернистых песков, ракуши и гипса. По присутствию разнообразной солоноватоводной и пресноводной малакофауны отложения отнесены к «озерно-солончаковой» стадии Арала, по стратиграфическому положению возраст отложений – ранне-голоценовый. В верхней части голоценовая толща представлена разнообразными по лито-фациальному составу морскими осадками мощностью до 5 м и более.
Северный береговой уступ-чинк Малого Арала
Вид с чинков на западную часть Арала
Современные морские отложения Арала имеют разнообразный лито-фациальный состав – пески, алевриты, глинисто-известковистые илы с разной примесью раковинного и растительного материала. Терригенный материал формировался в основном за счет твердого стока рек. Активно происходило хемогенное осадконакопление – более 13 млн. т/год. Площадное распределение современных осадков обусловлено морфологией дна водоема, конфигурацией берегов и гидродинамическим режимом. В прибрежной полосе распространены пески, сменяющиеся при удалении от берега алевритами, а в понижениях – глинисто-алевритовыми илами. В устьевых участках Сырдарьи, в северных заливах и Малом море резко доминируют терригенные образования.