Общий вид впадины Карагие (View of Karagiye Depression. Автор Thermokarst - собственная работа, CC BY-SA 3.0_https: commons.wikimedia.orgwindex.phpcurid=21930020View).

Рудный горизонт подразделяется на три пачки: нижнюю рыбную (собственно рудную), среднюю водорослевидную и верхнюю рыбную. Главная особенность нижней пачки - размещение в ней всех известных на Мангышлаке рудных залежей, приуроченных к единому горизонту (рис.1). Наряду с этим в многочисленных (более чем 100) скважинах на четырёх стратиграфических уровнях были зафиксированы туффитовые прослои (толщиной 0,1-0,15 м). Впоследствии оказалось, что они тяготеют к долгоживущему глубинному разлому типа грабена, который существовал в осевой части Карагиинского сводового поднятия. Чрезвычайно важная особенность этих характерных вулканических образований - их залегание в вертикальных разрезах нижней рудной пачки. Вблизи от приразломной зоны они обычно максимально сближались и занимали синхронное положение с компактными пластами рудной залежи месторождения Мелового. По мере удаления в северо-западном и юго-восточном направлениях от приразломной зоны прослои туффитов постепенно расходились и занимали более высокое положение в вертикальных разрезах нижней рудной пачки в Сегендыкской и Жазгурлинской синклиналях. Это обстоятельство может свидетельствовать о том, что источником пеплового материала был подводный вулканический аппарат, находившийся в приразломной зоне Карагиинского сводового поднятия (рис.2, фото Шаркова А.А.).

В период формирования рудных пластов при четырёхкратных подводных извержениях пепел вырывался в атмосферу и разносился на большие расстояния, а затем осаждался на дне морского бассейна. В палеогеографическом отношении Карагиинское сводовое поднятие представляло собой обширную подводную отмель, находившуюся во внешней зоне шельфа и периодически выходившую на поверхность, образуя островной архипелаг с многолетней древесной растительностью. Запасы месторождения Меловое оценивались в 44 тыс. т урана, а количество костного детрита в рудной залежи составляло несколько десятков мил. т. Здесь чётко выделяется четыре пласта, различающихся между собой возрастом, строением, составом, распределением костного детрита и содержанием полезных компонентов. В приподнятой юго-восточной части рудного поля они обладают минимальной мощностью, что объясняется значительным их размывом. Пласты сложены тонкослоистой глинистой породой тёмного цвета (46-52%), костным детритом рыб (20-30%) и тонкодисперсным «сажистым» пиритом (35-50%). Наиболее характерная особенность рудной залежи - разный состав двух нижних и верхних пластов. Первый нижний пласт представлен исключительно крупнообломочной породой чёрного цвета, получившей наименование «костная брекчия». Она пропитана баритом и целестином, вследствие чего приобрела массивный облик и резко отличается от тонкослоистой рудной массы. Костная брекчия сложена несортированным органогенным материалом, в котором присутствуют крупные кости и позвонки рыб и акул (до 10-12 см), слуховые кости китов (до 5 см), многочисленные зубы акул (1-5 см) и фрагменты скелетных частей древних китов (рис.4), а также челюсти зубатых китов и даже их головы. Кроме того, здесь часто присутствуют обломки углефицированной древесины (размером 20-30 см), значительно реже - окатанные гальки фосфоритов (1-4 см) и в отдельных случаях - кости птиц. В крупных обломках костей фиксируется повышенное содержание урана и редкоземельных элементов (см. таблицу):

На протяжении нескольких десятилетий пристальное внимание многих исследователей привлекал сульфидный прослой мощностью всего 5-15 см (редко до 30 см), залегающий в основании рудной залежи в северо-западной части месторождения Мелового. Он сложен мелкими (0,3-0,5 мм) стяжениями - пизолитами, концентрическое строение которых обусловлено чередованием тонких слойков пирита (42%) и глинистого материала с органическим веществом (рис.6). Главная особенность состава этого прослоя - присутствие костных остатков рыб (10%), в том числе крупных позвонков (5-8 см) и зубов акул (1-3 см), а также многочисленных обломков (до 10-15 см) углефицированной древесины. Количество пирита в нём составляло в среднем 42%, а содержание урана - 0.015-0.024%. Сульфидный прослой в северо-западной части Мангышлака, в пределах Сегендыкской синклинали, на протяжении 150-200 км чётко фиксировал поверхность внутри-формационного перерыва в осадконакоплении.

Условия образования рудных залежей на полуострове Мангышлак. Прежде всего подчеркнём, что район Мангышлака, где располагаются уникальные урановые месторождения, в палеогеографическом отношении представлял собой область шельфа, во внешней части которой длительный период времени существовала обширная плоская низменная суша. На отложениях жазгурлинского горизонта и нижнего олигоцена образовалась маломощная кора выветривания, в которой накопилось значительное количество гидроокислов железа. В конце жазгурлинского времени из-за резкого изменения тектонического режима началось интенсивное погружение покрытой растительностью суши, закончившееся полным её затоплением. В дальнейшем в бассейн седиментации усилилась подача сероводорода из Карагиинского глубинного разлома, что способствовало образованию сульфидного прослоя. Вскоре в результате значительной активизации тектонических процессов в пределах Карагиинского сводового поднятия возникла довольно обширная подводная отмель с весьма благоприятными биологическими условиями для обитания и развития ихтиофауны, и фитопланктона. Фактически эта отмель служила нерестилищем для рыб, а вслед за ними сюда стремились крупные морские хищники – акулы и зубатые киты. Во время формирования рудоносных отложений подводная отмель периодически выходила на поверхность, образуя островные архипелаги, покрытые крупной древесной растительностью, на что указывают многочисленные обломки и стволы углефицированных деревьев в отдельных пластах рудной залежи. Для интенсивного развития и размножения ихтиофауны и фитопланктона требуются небольшая глубина и хороший прогрев морской воды, но наиболее важное условие - непрерывное возобновление концентраций фосфора и других питательных элементов в морской воде. Как показывают исследования, в современных морях и океанах максимальное количество ихтиофауны скапливается главным образом на подводных банках или отмелях, как правило, представляющих собой промысловые зоны. Рассматривая условия жизнедеятельности ихтиофауны, мы всегда задаемся весьма важным вопросом об источниках фосфора, поступавшего в морской бассейн. Они должны были на протяжении тысячелетий обеспечивать жизнедеятельность огромных масс морских обитателей в одной и той же биозоне. Многолетнее изучение этой сложной проблемы показало, что фосфор поступал в олигоценовый морской бассейн из при разломной зоны Карагиинского сводового поднятия в составе низкотемпературных (<100°С) гидротермальных растворов. Наконец, приступим к рассмотрению самого загадочного вопроса, стоявшего перед многими исследователями в течение 50 лет. Что же послужило причиной массовой катастрофической гибели рыб? Только недавно удалось установить истинную природу столь необычного явления. Внезапная периодическая массовая гибель морских организмов, обитавших в районе подводной отмели в осевой части Карагиинского сводового поднятия, происходила в результате вулканической деятельности, которая максимально проявилась на Мангышлаке в позднем олигоцене, т.е. во время формирования рудных залежей. Именно тогда отмечалась многократная активизация подводных вулканических очагов. В первую фазу извержений, на фоне значительного воздымания Карагиинского сводового поднятия, начал действовать один из четырёх очагов, где и произошел взрыв, сопровождавшийся выбросом пепла в атмосферу, а в поствулканическую стадию - поступлением высокотемпературных (200-300°С) гидротермальных растворов, которые были обогащены редкими металлами и гидроксидами железа. Накопившийся в осадках туфогенный материал чётко обозначил нижний предел вулканической деятельности. Высокотемпературные растворы, с одной стороны, вызывали массовую гибель рыб, а с другой - способствовали обогащению морской воды ураном, редкими землями, гидроксидами железа и др. Уран и редкие земли в процессе сорбции интенсивно накапливались из морской воды в костных остатках ихтиофауны. Накопление костного детрита и сульфидов в рудных залежах на Мангышлаке происходило одновременно, но из абсолютно разных источников: биогенного для костного детрита рыб и эндогенного (вулканического) для сульфидов железа. Огромные массы последних образовывались в рудных залежах при взаимодействии гидроксидов железа с реакционно способным органическим веществом, накопившимся в пластовых скоплениях костных остатков. В придонных морских водах под действием бактерий осуществлялась редукция сульфатов морской воды, которая также способствовала накоплению сульфидов. Механизм формирования рудных залежей можно представить следующим образом (рис.7).

После гибели морских обитателей их остатки осаждались на дно подводной отмели, где образовывались сапропелевые осадки, обогащенные органогенным материалом. При разложении погибшей ихтиофауны в районе отмели произошло сероводородное заражение наддонных вод. В дальнейшем, с усилением тектонических движений в период максимального воздымания Карагиинского сводового поднятия, подводная отмель входила в зону активной гидродинамики, когда сапропелевые осадки размывались и переотлагались в относительно погруженные участки дна бассейна. Костный детрит концентрировался в промоинах и западинах, существовавших в палеорельефе водоема, образуя первый рудный пласт. Привнос в морской бассейн редких элементов в ту фазу был сравнительно небольшим, о чём можно судить по минимальному содержанию здесь урана (0.035%) и редких земель (0.2%). Данное подводное извержение оказалось наиболее сильным, но кратковременным, что подтверждается максимальным воздыманием Карагиинского поднятия и небольшой мощностью этого рудного пласта. После завершения первой фазы активной вулканической деятельности в районе островного архипелага наступило продолжительное затишье, о чём говорят находки многолетней древесной растительности. В то время в области Карагиинского сводового поднятия проявились нисходящие тектонические движения, которые привели к погружению островного архипелага и его затоплению. На подводной отмели восстановился нормальный газовый режим, что наряду с привносом фосфора и других питательных элементов (в составе уже охлаждённых низкотемпературных гидротермальных растворов, поступавших в водоём из подводного вулканического очага) обеспечило жизнедеятельность и пышный расцвет ихтиофауны и фитопланктона. Затем наступила вторая фаза активной деятельности другого подводного вулканического очага, отличавшаяся продолжительным поступлением высокотемпературных растворов и повышенной концентрацией в них редких элементов. Об этом свидетельствуют большая мощность второго рудного пласта и максимальное его распространение в пределах месторождения Мелового, а также повышенное содержание урана (0.06%) и редких земель (0.5%). В последующие III и IV фазы интенсивность вулканической деятельности постепенно снижалась в связи с уменьшением амплитуды тектонических колебаний в области Карагиинского поднятия. Это обстоятельство, в свою очередь, привело к смещению верхних пластов в сторону поднятия, где в приразломной зоне размещался подводный вулканический аппарат. Итак, главными факторами, обусловившими возникновение уникальных геологических образований на Мангышлаке, были активный тектонический режим, подводная вулканическая деятельность, а также гидродинамика и палеорельеф олигоценового морского бассейна. В 1999-2000 г. г. мне довелось работать на уникальном нефтяном месторождении Жетыбай (Джетыбай), поэтому приходилось много раз проезжать через впадину Карагие и мимо урановых месторождений. Эксплуатация месторождений велась открытым способом шагающими экскаваторами, но в то время месторождения были временно законсервированы, техника простаивала. В пути через Карагие было отснято много фотоплёнок, но, к сожалению, тогда не было ни цифровых фотоаппаратов, ни сканеров. Многие фотографии были розданы по товарищам и друзьям, и мне пока удалось разыскать в своём архиве только 12 фотокадров, но фотоплёнки все сохранились. Прикладываю эти фотографии ниже:

Фото 1-1. 18.04.2000 г. ~13:30 час. мест. вр. Дно впд. Карагие. Вид на её восточный борт около рощи розово-цветущего тамарикса (гребенщика), растущего по ручьям термальных минеральных источников. Ф/ап. «Зенит», ф/об. «Гелиос-44», ф/пл. №3 «Kodak-Profi-100», ф/кадр №10, Скан 24.07.2016 г.

Фото 1-2. 18.04.2000 г. ~16:00 час. мест. вр. На бровке среднего уступа впд. Карагие у автодороги Узень-Актау. Вид на средний уступ, террасу нижнего уступа и дно впадины в южном направлении. Ф/ап. «Зенит», ф/об. «Гелиос-44», ф/пл. №3 «Kodak-Profi-100», ф/кадр №32, Скан 24.07.2016 г.

Фото 1-3. 18.04.2000 г. ~12:00 час. мест. вр. Дно бессточной впадины Карагие ( с казах. – Чёрная Дыра) с абс. Отметкой – (минус) 132 м относительно уровня моря, у автодороги Узень-Актау. Вид в южном направлении. Ф/ап. «Зенит», ф/об. «Гелиос-44», ф/пл. №2 «Kodak-Profi-100», ф/кадр №20, Скан 24.07.2016 г.

Фото 2-1. 02.05.2000 г. ~17:25 час. мест. вр. Средний уступ впд. Карагие, по автодороге Актау-Узень. Вид на восточный борт впадины. Ф/ап. «Зенит», ф/об. «Гелиос-44», ф/пл. №5 «Kodak-Profi-100», ф/кадр №18, Скан 24.07.2016 г.

Фото 2-2. 18.04.2000 г. ~16:00 час. мест. вр. На бровке среднего уступа восточного борта впд. Карагие у автодороги Узень-Актау. Вид на террасу нижнего уступа, дно впадины и западный её борт на горизонте. Ф/ап. «Зенит», ф/об. «Гелиос-44», ф/пл. №3 «Kodak-Profi-100», ф/кадр №31, Скан 24.07.2016 г.

Фото 3. 18.04.2000 г. ~12:00 час. мест. вр. Микрорельеф дна впд. Карагие у автодороги Актау-Узень. Полукруговая составная панорама из 7 ф/кадров с севера на восток. Ф/ап. «Зенит», ф/об. «Гелиос-44», ф/пл. №2 «Kodak-Profi-100», ф/кадры №№24-27, Скан 24.07.2016 г.

Фото 4. 18.04.2000 г. ~12:00 час. мест. вр. Микрорельеф дна впд. Карагие у автодороги Актау-Узень. Полукруговая составная панорама из 7 ф/кадров с севера на восток. Ф/ап. «Зенит», ф/об. «Гелиос-44», ф/пл. №2 «Kodak-Profi-100», ф/кадры №№21-23, Скан 24.07.2016 г. 24.07.2016 г. Горный инженер геолог В.А. Канаев.