Комплекс лёссовидных покровных суглинков плейстоценового возраста встречается только на севере Алтае-Саянской горной страны в пределах Кузнецкого и Минусинского регионов. Это субаэральные суглинки и супуси часто пылеватые, иногда с прослоями глин и горизонтами, обогащёнными гравием и мелкой галькой и с горизонтами погребённых почв, или такого же состава и строения породы, возникшие за счёт облёссования верхних горизонтов озёрных и ледниковых отложений. В общем случае мощность покровых суглинков находится в пределах 10 – 30 м.

Комплекс склоновых и элювиальных отложений голоценового возраста представлен осыпными, обвальными, элювиальными и другими, в том числе и смешанными, типами образований. В их составе преобладают обломки, глыбы, щебень, в разных пропорциях сочетающиеся с полуокатанными и окатанными обломками, суглинками, дресвой и гравием, глиной. Состав обломочных пород зависит от состава исходных коренных пород, крутизны и протяжённости склонов, длительности переработки обломочного материала. Почти все виды склоновых отложений в процессе переноса концентрируются в промоинах и логах. Они могут перекрывать речные террасы, смешиваться с аллювием, перерабатываться речным потоком. Мощность комплекса на склонах возрастает сверху вниз от долей и первых метров до нескольких метров.

История геологического развития

Современные инженерно-геологические условия Алтае-Саянского региона в значительной мере предопределены историей его геологического развития. Ранними этапами геологической истории обусловлен характер распределения геологических формаций в пространстве, их строение и состав, структуры и текстуры слагающих их пород, степень метаморфизма пород и условия их залегания. На поздних этапах геологического развития формировались рельеф и стратиграфо-генетические комплексы рыхлых отложений, преобразовались и приобрели современные свойства верхние горизонты скальных пород, возникла криолитозона. Сложность геологической истории, её многоэтапность привели к созданию разнообразных геологических и гидрогеологических структур, обусловливающих неоднородность инженерно-геологических условий региона.

Докайнозойские этапы развития

История геологического развития Алтае-Саянского региона – история формирования и развития разновозрастных геосинклиналей, аткже дальнейшего становления молодых (палеозойских) платформ. Ранний этап геологической истории Алтае-Саянской страны тесно связан с образованием Сибирской платформы, которая уже в конце раннего протерозоя превратились в жёсткий блок. Наиболее древние архейские гнейсы, амфиболиты, кварциты и магматиты образуют относительно небольшие массивы в центральной части Восточного Саяна и Кузнецкого Алатау. Гораздо шире распространены преимущественно верхнепротерозойские формации. Они известны в западной части Восточного Саяна, Туве, Кузнецком Алатау и Западном Саяне. В дорифейских разрезах преобладают карбонатные, сильно метаморфизованные толщи пород; вулканогенные образования приурочены к узким зонам, отвечающим крупным глубинным разломам.

Рифейские отложения представляют собой типичные геосинклинальные образования, характеризующиеся широким развитием вулканогенных пород. Начиная с этого этапа история формирования структур Алтае-Саянской страны представляет собой историю последовательного причленения разновозрастных складчатых подвижных поясов к жёсткому платформенному блоку Сибирской платформы. Процесс консолидации байкалид завершается в нижнем кембрии. Возникшие при этом структуры осевой части Восточного Саяна вытянуты вдоль современной окраины Сибирской платформы, постепенно меняя своё простирание от почти широтного до северо-западного. По мере удаления от края платформы ориентировка структур становится более разнообразной.

На остальной территории по-прежнему существовала обширная геосинклинальная область, и происходило накопление нижнекембрийских осадков, широко распространённых вдоль северного склона Западного Саяна и на западе Восточного Саяна. Среди них мс инженерно-геологических позиций важно различать два типа формаций: существенно вулканогенных и вулканогенно-осадочных и карбонатных, сложенных разнообразными известняками с незначительными прослоями кремнистых сланцев, песчаников и туфогенных пород. Геосинклинальное развитие в этих районах прекратилось в среднем кембрии. Средний кембрий представлен часто лишь нижними горизонтами. Верхний кембрий почти во всех районах отсутствует.

На территории Западного Саяна геосинклинальный режим сохранился вплоть до раннего силура. За это время здесь накопилась мощная толща песчано-сланцевых пород. Во внутренних частях встречаются мощные горизонты известняков. В Западном Саяне складчатость произошла лишь в силуре.

Весьма разнообразно геологическое строение Горного Алтая. С востока на запад здесь наблюдается омоложение возраста геосинклинальных толщ. Геосинклинальный режим закончился к верхнему девону, что позволяет относить его к раннегерцинским складчатым сооружениям. Структуры Горного Алтая характеризуются очень напряжённой линейной складчатостью.

Герцинский тектонический цикл оказал большое влияние на ранее сформированные складчатые пояса: в их пределах усложнялась складчатость, происходили подвижки по разломам, внедрялись интрузии. Возникли наложенные прогибы. Формировались и другие наложенные структуры.

Таким образом, переход от геосинклинальной к орогенной стадии развития происходил в разных частях Алтае-Саянской страны в разное время. Причём, в то время как одни её части находились ещё в стадии геосинклинальных преобразований, в других могло происходить накопление орогенных формаций, а какие-то части, испытав глыбовые или сводо-глыбовые перемещения, превращались в стабильные структуры – массивы или молодые платформы. К началу мезозоя вся Алтае-Саянская страна вступила в платформенную стадию развития.

В мезозое Алтае-Саянская страна подвергалась длительной денудации, а затем испытала обширное сводовое поднятие, на фоне которого на месте Центрально-Тувинского геосинклинального прогиба, Кузнецкого и Минусинского орогенных прогибов предыдущего этапа образуются система впадин, наследующих отдельные остаточные формы структур и знак их движения. Эти впадины имеют изометричную или неправильную форму. Помимо них возникают впадины-грабены, приуроченные к зонам разломов, рассекающих более древние структуры. В большинстве впадин происходит накопление грубых толщ с обилием конгломератов, галечников, песчаников, в последствии смятых в простые складки.

В самом конце мезозоя и на границе мезозоя и кайнозоя в Алтае-Саянском регионе возникают новые разломы, часто не связанные ни положением, ни ориентировкой с более дремними разломами, образуются небольшие грабены, опускание которых продолжается в кайнозое – формируются межгорные впадины.

Кайнозойские этапы развития

Геологическое развитие Алтае-Саянской страны в кайнозое происходит в условиях сформировавшегося горного рельефа, весьма близкого к современному. На западе высоты горных хребтов уже в начале кайнозоя были сопоставимы с существующими ныне, а в восточной части были несколько ниже современных. Наиболее существенные изменения характера рельефа территории по сравнению с докайнозойским произошли на востоке Алтае-Саянской страны.

Тектоническая активность кайнозоя начала проявляться в разных частях Адтае-Саянской страны не одновременно. Ранее всего она проявилась на Алтае, в его юго-восточной части. В восточном Саяне начало неотектоничеких движений относится к палеоцену. При этом активно проявляются как подвижки по глубинным разломам, так и по вновь возникающим разломам.

Важнейшим отличием кайнозойских этапов от всех предыдущих является преобладающая роль зкзогенных факторв над эндогенными в формировании реьефа и отложений, всех компонентов инженерно-геологических условий территории. Экзогенными процессами обусловлено накопление различных континентальных комплексов рыхлых отложений, которые концентрируются главным образом в межгорных впадинах и речных долинах. Склоны и водоразделы в течении кайнозоя служат, в основном, источниками поступления обломочного материала или транзитными путями его перемещения.

Климат региона в кайнозое постепенно сменялся на всё более холодный, но эта смена происходила неравномерно: временами наступали кратковременные периоды повышения температур, но никогда не достигался уровень предшествовавших эпох. Смена климатической обстановки сказывалась на характере экзогенных процессов, а также на составе и строении образуемых на этапах осадков.

По условиям формирования отложений, определяемых сменой тектонической и климатической обстановок, и характеру тесно с ними связанных комплексов экзогенных процессов, в формировании современных инженерно-геологических условий в кайнозойской истории Алтае-Саянского региона выделяют семь этапов:

Позднемеловой-палеоценовый этап отличается жарким и влажным тропическим и субтропическим климатом. Преобладающую роль на этом этапе играют процессы химического выветривания; начало процесса корообразования относится к концу раннего мела и к поздней юре. Тектонические подвижки, имевшие характер медленных поднятий и опусканий, продолжались; сними связаны активизация склоновых процессов и размыв кор выветривания, образование толщ пород, сложенных слабо перемытым материалом.

Эоцен-раннеолигоценовый этап характеризуется активизацией восходящих движений, проявившейся не одновременно в разных частях Алтае-Саянского региона. Тектонические движения ведут к дальнейшему медленному погружению днищ впадин-грабенов и формирование котловин, частично заполненных осадочными накоплениями.

Средне-верхнеолигоценовый этап характеризуется затуханием тектонической активности. В котловинах формируется озёрно-болотные, преимущественно глинистые угленосные отложения. Вместе с тем в олигоценовых разрезах Чуйской впадины встречаются прослои галечников и гравия, указывающие на существование периодов интенсивного размыва, которые могли быть следствием кратковременных вспышек тектонической активности или резкого увеличения атмосферных осадков.

Нижнне-среднемиоценовый этап – один из наиболее важных в кайнозойской истории региона. В течении всего этапа сохраняется влажный и значительно более тёплый, чем современный, климат, что приводит к росту числа озёр или увеличению размера озёр в ранее созданных озёрных котловинах. Вертикальные движения приводят к частичной перестройке рельефа и деформации домиоценовых отложений в зонах подвижек.

В районе современного Окинского плато в раннем миоцене возникают очаги вулканической деятельности и начинают формироваться туфогенно-осадочные и эффузивные породы. Вулканы действуют на сравнительно небольшой территории, лишь к концу этапа площадь вулканической деятельности расширяется.

Верхнемиоцен-плиоценовый этап – новый цикл тектонической активности, фиксируемый накоплением грубообломочных отложений Горного Алтая. Вулканическая деятельность в южных частях Восточного Саяна нарастает, охватывая всё более площади, но с середины плиоцена в восточных районах вулканизм начинает затухать, площади его сокращаются, зато происходит расширение вулканической деятельности на западе этого района. Суммарная площадь проявления вулканической деятельности достигает максимума к концу неогена.

Плейстоценовый этап отличается от предыдущих прежде всего возникновением и развитием оледенений. Тектоническая обстановка также существенно отличается от обстановки предыдущих этапов кайнозоя: продолжается постепенное затухание тектонической активности, крупноглыбовые перемещения сменяются относительными перемещениями по разломам, хотя медленные поднятия отдельных морфоструктур продолжаются.

Голоценовый этап отличается заметным потеплением климата. На период 9 – 4,5 тыс. лет тому назад приходится климатический оптимум – наиболее тёплый отрезок времени за весь четвертичный период, после которого наступило полное похолодание. Тектоническая активность значительно снизилась и проявляется в незначительных блоковых подвижках, вызывающих возникновение землетрясений и проявляющихся в особенностях геоморфологического строения территории. Мощности отложений, сформированных в течение голоцена, обычно измеряются первыми метрами.

Общий результат развития Алтае-саянского региона в кайнозое представляет собой то, что склоны и водоразделы оказываются сложенными с поверхности крепкими скальными породами, нарушенные узкими, но иногда протяжёнными зонами дробления и тектоническими разломами. Наиболее крупные разломы оказываются совмещёнными с долинами рек. Рыхлые породы в водоразделах и склонах сохраняются лишь в виде незначительных по площади корах выветривания. Межгорные понижения заполнились сложными комплексами рыхлых пород, водоносными вне зоны промерзания.

Гидрогеологические условия

Алтае-Саянский инженерно-геологический регион по своему гидрогеологическому строению отвечает единой гидрогеологической складчатой области, представляющую собой сложную систему гидрологических массивов с мелкими артезианскими бассейнами.

Гидрогеологические массивы, сложенные осадочными и метаморфическими породами докайнозойского возраста и интрузивными породами, содержат трещинно-поровые воды зоны трещиноватости скальных пород, трещинно-карстовые воды в районах развития карбонатных разностей и трещинно-жильные воды зон тектонических нарушений.

Наиболее развиты по площади воды зоны приповерхностной трещиноватости, на большей части территории имеющей мощность не более 100 м, но иногда достигающие 150 м и более. Глубина залегания трещинных вод – до 50 – 60 м. В связи с различной степенью трещиноватости пород воды распределены неравномерно как поп площади, так и в разрезе. Многие высоко подняты в рельефе участки, особенно сложенные интрузивными породами, сдренированы на всю мощность трещиноватой зоны и водоносны лишь во время дождей. Преобладающая водообильность пород невелика: дебиты родников 0,1 – 3 л/с, лишь иногда достигают 10л/с.