В геологическом отношении территория вокруг Байкала – часть огромного контакта Сибирской платформы с Саяно-Байкальской горной областью. Здесь распространены метаморфические, осадочные и магматические породы от самых древних (архейских) до современных (кайнозойских). Сложные тектонические движения и метаморфизм существенно изменили первичную природу древнейших образований, поэтому процесс их познания сопровождается постоянной дискуссией.

Прекрасные обнажения горных пород по берегам Байкала издавна привлекали геологов. Их изучением занимались известные ученые П.С. Паллас, И.Г. Георги, Э.Г. Лаксман, А.Л. Чекановский, И.Д. Черский, А.Е. Ферсман, В.А. Обручев, М.М. Тетяев, Л.И. Салоп, Е.В. Павловский, Н.А. Флоренсов, М.М. Одинцов, Н.А. Логачев и многие другие. И ныне продолжается интенсивное накопление фактического материала практически во всех отраслях геологических знаний. В этом заслуга большого числа геологов-практиков и ученых Иркутска, Улан-Удэ, Новосибирска, Москвы и Санкт-Петербурга.

Самые древние породы на Байкале (шарыжалгайская серия архея) выходят на поверхность по побережью Байкала между п. Култуком и истоком р. Ангары и прослеживаются в виде клина в Присаянье. С наиболее представительными обнажениями этого древнейшего комплекса можно ознакомиться вдоль Кругобайкальской железной дороги. Здесь преобладают породы гранулитовой фации метаморфизма: мигматиты, гнейсы и другие породы гранитоидного облика. Гранулиты сохранились в немногих участках. Среди них преобладают кристаллические породы основного состава с мелкими линзами пироксенитов. Карбонатные породы встречаются только в районе Белой Выемки и порта Байкал, где они превращены в магнезиальные скарны. Особого внимания заслуживают породы нефелином, красной и синей шпинелью, флогопитом. Определения абсолютного возраста пород противоречивы: они колеблются от 4,9 до 1,8 миллиарда лет.

Останец выветривания архейского мрамора "Слоник" на Большом Ушканьем острове

В Западном Прибайкалье докембрийские толщи расчленяются на ольхонскую (верхний архей), ангинскую (верхний архей – ранний протерозой) и цаган-забинскую (верхний протерозой) серии.

Ольхонская серия наиболее полно представлена в Чернорудской зоне. Ее слагают кристаллические сланцы, гнейсы и мраморы, включающие тела основныхи ультраосновных пород. Встречаются эклогитоподобные породы, сложенные бесцветным моноклинным пироксеном, бледно-розовым гранатом, зеленой шпинелью.

Ангинская серия обнажена вдоль западного берега Байкала, по долине р. Анги. Ее слагают плагиоклазовые амфиболиты, мраморы с меньшим количеством кристаллических сланцев. Наличие пород с реликтами излившихся лав и туфов основного состава, переслаиваний амфиболитов по базальтам с терригенными породами и мощными пластами мраморов свидетельствует об их эффузивно-осадочном происхождении. Породы метаморфизованы в амфиболитовой фации и гранитизированы.

Толщи, аналогичные ольхонской и ангинской сериям, но менее изученные, обнажаются на полуострове Святой Нос, Баргузинском хребте на побережье от Чивыркуйского залива до устья р. Давши, Морском хребте, Безымянном хребте между устьем р. Турки и Баргузинским заливом.

Цаган-забинская серия представлена слабо метаморфизованными эффузивами: базальтовыми, андезитовыми и андезито-базальтовыми порфирами и породами жерл палеовулканов. Мощность эффузивов 400–500 м.

В Южном Прибайкалье на склонах и осевой части хр. Хамар-Дабан выделяются слюдянская, хангарульская и хамардабанская серии, рассматривающиеся как единое крупное стратиграфическое подразделение. Слюдянская серия представлена ритмично переслаивающимися гнейсами, кристаллическими сланцами и мраморами. Она подразделяется на култукскую, преимущественно гнейсовую, свиту и перевальную, где преобладают мраморы в переслаивании со сланцами, гнейсами, кварц-диопсидовыми породами с апатитом и волластонитом. Мощность серии достигает 6300 м. Хангарульская серия включает харагольскую свиту, сложенную диопсидовыми и кальцит-диопсидовыми гнейсами с прослоями мраморов, и безымянскую, где преобладают богатые алюминием сланцы.

Мощность серии достигает 3900 м. В составе хамардабанской серии основной объем занимают биотитовые, биотит-гранатовые, биотит-гранатово-силлиманитовые гнейсы, а также сланцы с биотитом, гранатом, кордиеритом и тремолитом. Возраст серий остается условным – геохронологические определения не однозначны. В хамардабанской серии обнаружены хитинозои и обломки граптолитов, вероятно, ордовик-силурийского возраста.

В Северо-Западном Прибайкалье нижнепротерозойские образования объединены в сарминскую серию с преобладанием осадочных пород: песчаников, гравелитов, сланцев, измененных метаморфизмом. Акитканская серия в Байкальском хребте делится на два фациальных комплекса: малокосинский – песчано-конгломератовый, и хибеленский, сложенный кварцевыми и фельзитовыми порфирами, туфами, туффитами и терригенными породами. По составу эффузивные породы этого комплекса соответствуют риолитам, трахилипаритам, кварцевым порфирам. Сохранились древние вулканические аппараты, заполненные пирокластами. Акитканская серия не метаморфизована и залегает на размытой перед этим сарминской.

Первые следы древней жизни

Рифей в Западном Прибайкалье расчленен на голоустенскую, улунтуйскую и качергатскую свиты, объединяемые в байкальский комплекс.

Голоустенская свита сложена доломитами, известняками и песчаниками с редкими горизонтами сланцев, мергелей, гравелитов и конгломератов, улунтуйская – сланцами и известняками с обильными остатками строматолитов и онколитов, то есть построек древних водорослей и бактерий соответственно. Местами встречаются пачки и линзы фосфоритов, талькитов, кварцитов. Качергатская свита образована флишоидной толщей: часто переслаивающимися песчаниками, сланцами с редкими прослоями известняков. Мощность комплекса достигает 3500 м.

В составе олокитской серии Северного Прибайкалья песчаники, сланцы, амфиболиты, известняки, порфиры, гравелиты, эффузивы основного состава и их туфы, превращенные в зеленые сланцы. Им подчинены вулканиты кислого состава и линзы туфоконгломератов, терригенные и карбонатные породы, железистые кварциты. Терригенно-карбонатно-сланцевые отложения перекрываются известняками, доломитами, аргиллитами, песчаниками, эффузивами среднего и основного составов, кварцитами. Завершается разрез вулканитами андезито-базальтового ряда с редкими линзами и прослоями сланцев.

В Восточном Прибайкалье к рифею отнесены катерская и селенгинская серии. Низы разреза первой сложены терригенно-вулканогенными отложениями, верхи – разнообразными сланцами с прослоями известняков, а в зонах высокого метаморфизма – кристаллическими сланцами. Завершают разрез известняки с прослоями гнейсов и кристаллических сланцев.

Селенгинская серия в нижней части представлена сланцами, метаморфизованными песчаниками с прослоями гравелитов и известняков. Перекрывающие отложения включают известняки, доломиты, кремнистые известняки, амфиболиты, метаморфизованные андезиты.

К венду в Западном Прибайкалье отнесены ушаковская и низы мотской свиты, представленные песчаниками, гравелитами, конгломератами, мергелями, аргиллитами, доломитами. Мощность серии 900–2300 м.

Нижнекембрийские отложения развиты в северо-западных отрогах Приморского и Байкальского хребтов – это мощные толщи метаморфических сланцев с прослоями песчаников, аргиллитов и карбонатных пород. Вулканические породы сильно рассланцованы и охвачены зеленокаменным изменением: они тесно перемежаются с осадочными породами – филлитами, песчаниками, известняками. По р. Турке, на Ангаро-Баргузинском междуречье распространены нижнекембрийские конгломераты с ископаемой фауной и прослоями песчаников, а над ними расположены известняки, содержащие обильную нижнекембрийскую фауну археоцеат, трилобитов и брахипод.

Нижне-среднеюрские континентальные отложения развиты на небольших территориях, приурочены главным образом к впадинам, выраженным в современном рельефе. В Приморском (северо-западное окончание) и Хамар-Дабанском районах они представлены терригенными отложениями нарингольской свиты: конгломераты, гравелиты, песчаники, алевролиты и глины, с прослоями углисто-глинистых сланцев, пластами углей. Несколько грабенов с размерами 15км, выполненных нерасчлененными юрскими отложениями, находятся в приустьевой части р. Селенга.

Эра новой жизни

Отложения кайнозоя непосредственно связаны с формированием котловины Байкала и представляют особый интерес с точки зрения ее истории.

Здесь обособляются четыре комплекса: поздний мел – эоценовый комплекс (70–25 млн. лет) вскрыт глубокими скважинами в дельте р. Селенги, где в алевролитах обнаружена пыльца теплолюбивых субтропических растений. Этот же возраст предполагается для озерных глин о. Ольхон. Установлена связь этих осадков с латерит-каолинитовой корой выветривания и реликтами мел-палеогенового пенеплена, появлением более или менее крупных озер в контуре современной Байкальской котловины, существовавших в условиях жаркого влажного климата.

Кайнозойские супеси и суглинки. Терраса ручья Сырой Молокон в пос. Нижнеангарск

Олигоцен-нижнеплиоценовый комплекс (25–5 млн. лет) отражает развитие первичных озер, связанных с современным Байкалом. В это время климат менялся от жаркого влажного до умеренно теплого. Иногда он приобретал степные черты, что сказывалось на составе отложений – появлении карбонатов и гипса. Этот комплекс представлен двумя типами разрезов. Южно-байкальский тип отличается значительной мощностью – до многих сотен метров. В его составе преобладают озерные, озерно-болотные угленосные терригенные отложения и грубообломочные песчано-галечниковые. Начало осадконакопления происходило в средне- и мелководных озерах, что приводило к накоплению в отдельные периоды глинисто-сапропелевых осадков. Впоследствии глубина бассейна увеличилась. Отложения заключают остатки моллюсков, среди которых заметную роль играют теплолюбивые формы. Важная их особенность – присутствие представителей семейств байкалиида, эндемиков Байкала. Вышележащие песчано-, валунно-галечные отложения фиксируют начало активного «необайкальского» этапа развития котловины. Ольхонский тип разреза имеет малые мощности, фрагментарность и пестроту осадков. Возраст слоев здесь вряд ли древнее среднего миоцена, но в кровле лежат нижнеплиоценовые отложения.

Верхнеплиоцен-эоплейстоценовый комплекс (3,5–0,75 млн. лет) отражает эволюцию климата от умеренно теплого, иногда жаркого, сухого, к умеренно холодному. С фазой активизации конца раннего – начала позднего плиоцена связаны перерыв в накоплении осадков и деформации. Большая часть осадков комплекса имеет прибрежно-озерный генезис, часть, по-видимому, – аллювиально-пролювиальный и пролювиально-делювиальный. Мощность обнаженной части разреза более 150 м. Комплекс отложений в Западном Прибайкалье известен как манзурская свита, объединяющая аллювий крупной речной системы древнего стока байкальских вод в р. Лену. Это наиболее вероятный путь вселения в Байкал таких выходцев из моря, как тюлень, омуль. Разрыв этих связей наступил после ускоренных поднятий борта озера.

Неоплейстоцен-голоценовый комплекс представлен разрезами террас. Нижнеплейстоценовые отложения достоверно выделены только на Ольхоне. Эти осадки представлены песками с линзами глыбово-валунного материала и охарактеризованы остатками мелких и крупных млекопитающих, моллюсками, спорово-пыльцевыми комплексами. В низах разреза в бухте Загли вскрыты крупные морозобойные клинья и найдены деформированные обломки – признаки холодного климата. Средний плейстоцен залегает на более высоких уровнях. Его выделение достоверно лишь на Северном Байкале, на мысе Курлы, где в отложениях террасы высотой 80 м найден скелет мамонта раннего типа. Озерные и наземные осадки несут следы криогенных деформаций и замещаются ледниковыми отложениями – древнейшими в регионе следами горно-долинного оледенения. Ледники спускались к Байкалу и формировали айсберги: осадки, образовавшиеся при их таянии, наглядно видны в обрыве на левом берегу р. Тыи, в районе г. Северобайкальска.

Верхненеоплейстоцен-голоценовые отложения слагают низкие (IV–I) террасы Байкала и ледниковые, аллювиальные, делювиально-пролювиальные, коллювиальные толщи.

Комплекс низких террас наиболее распространен на восточном побережье Байкала. В эоловых песках известны находки остатков культуры неолита (керамика, кремневые орудия, следы стоянок). На Байкале многочисленны и хорошо изучены памятники неолита. Наиболее часты они на берегах Малого Моря и на Северном Байкале. А палеолит практически не известен.

В среднем и позднем плейстоцене в связи с общепланетарными похолоданиями горы Прибайкалья покрывались ледниками. Среднеплейстоценовое оледенение (полупокровное) было максимальным. По отдельным долинам ледовые языки спускались к Байкалу. Позднеплейстоценовое оледенение было горно-долинным и каровым. Местами ледники, формировавшиеся на западном склоне Байкальского хребта, по низким седловинам переваливали через водораздел и спускались к Байкалу. Следы деятельности такого ледника можно наблюдать, например, по долине Солнцепади и на мысе Саган-Марян.

В отдельных случаях аккумулятивные формы ледникового рельефа обнаруживаются под водами Байкала на глубинах около 300 м (бухта Фролиха). Это может свидетельствовать о былом низком уровне Байкала. К тому же на ряде участков восточного побережья элементы наземного рельефа (речные долины, байкальские террасы) как бы продолжаются под воду.

Магматическая и вулканическая деятельность на Байкале проявлена довольно интенсивно. Наиболее древние проявления встречаются на площади развития шарыжалгайской серии, где они представлены чарнокитами и гранитоидами китойского комплекса. Раннепротерозойские магматические комплексы включают ультраосновные, основные и кислые породы.

Скальные выходы Якшаканского габбрового массива на северо-восточном побережье Байкала (возраст 750 млн. лет)

Первые в значительной мере составляют часть офиолитовой ассоциации. Гранодиориты, плагиоклазовые граниты, гранитогнейсы являются продуктами гранитизации вмещающих толщ. Особую группу составляют граниты приморского и ирельского комплексов, слагающие протяженную полосу вдоль западного берега Байкала. Часть приморских гранитов (бухты Песчаная, Бабушка, Сенная) принадлежит формации рапакиви.

Близповерхностные породы ирельского комплекса представлены порфировидными диоритами, гранит- и сиенит-порфирами, порфировидными гранитами, граносиенитами, кварцевыми монцонитами, пегматитами, аплитами. В пределах шарыжалгайской серии выделяются гранитоиды саянского комплекса.

Западное Прибайкалье – одно из интереснейших и редких мест, где проявлен докембрийский вулканизм. Интенсивные и разнообразные процессы привели к формированию своеобразной структуры – Прибайкальского краевого вулканического пояса, охватывающего Байкальский и Акитканский хребты. Почти полное отсутствие вулканических аппаратов начальных стадий развития пояса и другие признаки свидетельствуют о преобладании трещинных излияний в этот период. Для последующих этапов установлены реликты вулканических построек.

В Восточном и Южном Прибайкалье широко распространены гранитоиды. С ними связаны пегматиты, которые образуют чаще всего параллельные слоистости жилы.

Ультраосновные породы включают перидотиты, дуниты и, главным образом, серпентиниты, которые ассоциируют с габбро, лавами основного состава, известняками, кремнями венда-кембрия. Ультраосновные породы образуют многочисленные мелкие согласные тела. Более крупные тела приурочены к зонам разломов и нередко перемяты.

Гранитоиды раннего палеозоя по особенностям состава, строения и взаимоотношений с вмещающими породами делятся на авто- и аллохтонные. Первая группа отличается невыдержанностью состава, наличием реликтов вмещающих пород, широким развитием гранитизированных вмещающих пород, постепенно переходящих в кварцевые диориты и тоналиты. Вторая группа довольно выдержана по составу.

В Западном Прибайкалье выделяются среднепалеозойские магматические породы – граниты, граносиениты и сиениты натриево-калиевой специализации. В особую группу выделяются щелочные и нефелиновые сиениты Тажеранского массива.

Мезозойский магматизм проявился исключительно в южной части Восточного Прибайкалья, в зонах активизации. Здесь на значительной территории распространены близповерхностные и экструзивные кислые и щелочные породы, эффузивы различного состава.

Кайнозойский вулканизм проявился в новейший этап активизации Прибайкалья. Однако прямой его связи с процессами образования рифта не устанавливается. Мощные излияния базальтов приурочены к сводовым поднятиям. Многочисленные потоки и покровы располагаются на расчлененном горном рельефе и в Тункинско-Мондинской группе впадин. Среди вулканитов преобладают базальты и андезито-базальты, встречаются трахибазальты и трахиандезито-базальты.

Источник:

Кислов Е.В. Геологическое строение // Байкал. Природа и люди. Под ред. А.К. Тулохонова. - Улан-Удэ: ЭКОС, Изд-во БНЦ СО РАН, 2009