Отложения визе-башкирского возраста представлены породами жартобинской свиты.
Жартобинская свита (C1-2zt). Отложения свиты слагают ядро Актасской синклинали, где имеют место ее согласные взаимоотношения с подстилающими карбонатно-терригенными литофациями казанбузарской свиты раннего визе. По составу пород, разрез жартобинской свиты делится на две подсвиты: нижнюю, образованную карбонатными и в значительно меньшей степени терригенными породами и верхнюю, сформированную терригенными отложениями.
Разрез нижней подсвиты начинается с основания горизонта (мощностью до 5-6 метров) среднеобломочных конгломерато-брекчий, состоящих из плохо окатанных фрагментов и округлых галек известняков, кремней, алевролитов и мергелей. Выше конгломератов, разрез нижней подсвиты сложен светло-серыми, реже серыми средне-крупноплитчатыми известняками с многочисленными остатками макрофауны, представленной крупными брахиоподами, криноидеями, мшанками, колониальными и одиночными формами кораллов. Повсеместно, среди известняков встречаются прослои (толщиной до 3-4 метров) коричневато-серых, лиловых, темно-вишневых кремнистых алевролитов и аргиллитов. В нижней части разреза присутствуют горизонты (толщиной 1.5-3 метра) светло-серых среднеплитчатых доломитов. Известняки нижней подсвиты представлены разнозернистыми биокластовыми, биокласто-скелетными, скелетно-ооидными литотипами с массивными и косослоистыми текстурами и в значительно меньшей степени микритовыми разностями с мелкими скелетными зернами. В отдельных пластах скелетно-ооидных известняков наблюдаются послойные скопления крупных раковин брахиопод. Мощность нижней подсвиты составляет 150 метров.
Нижняя граница верхней подсвиты проводится по полному исчезновению в разрезе карбонатных пород. В строении верхнего подразделения участвуют зеленые, сиреневые, лиловые, фиолетовые алевролиты, кремнистые аргиллиты и мелкозернистые песчаники полимиктового состава. Для отложенийхарактерны тонкая и средняя отдельность, а также горизонтально-тонкослоистые, волнистослоистые и разнообразные косослоистые текстуры. Кроме того, в породах отмечаются многочисленные знаки мелкой ряби. В нижней части разреза встречаются пласты (мощностью от 1-2 до 15 метров) среднегалечных конгломератов. Галька представлена серыми, светло-серыми известняками, в меньшей степени алевролитами и кремнистыми аргиллитами «пестрой» окраски. Мощность верхней подсвиты незначительно превышает 100 метров.
Вышеописанные литофации, являются осадками мелководной шельфовой лагуны карбонатной платформы, накапливавшихся во время постепенного понижения уровня моря и последующего постепенного закрытия морского бассейна (верхняя подсвита).
Средневизейский – раннебашкирский возраст жартобинской свиты базируется на ее положении в разрезе (залегает на отложениях раннего визе) и определениях башкирских форм фораминифер.
Триасовая и юрская системы
В Центральном Каратау образования, занимающие пограничное положение между триасом и юрой, представлены нерасчлененными отложениями триас-раннеюрского возраста.
Нерасчлененные триас-раннеюрские отложения (T-J1). Залегают в основании мезозой-кайнозойской последовательности осадков и имеют фрагментарное распространение в пределах подножия юго-западного склона Большого Каратау, где со структурным несогласием выполняют отрицательные формы рельефа (впадины, пустоты, депрессии, палеоэрозионные долины) в кровле палеозойского фундамента и согласно наращиваются отложениями юрского возраста.
Разрез стратиграфического подразделения сложен «пестроокрашенными», сургучно-красными, голубовато-серыми, коричневыми глинами, алевролитами, реже песчаниками полимиктового состава. В подчиненных количествах присутствуют горизонты и линзы бокситов и аллитов, выделяемые только по данным химического анализа. Визуально, бокситы и аллиты имеют светло-серую, белую, красную, красновато-коричневую или темно-коричневую окраску. Выделяются железистые или маложелезистые разности с бобовой или обломочно-бобовой структурой. Бобовины сложены железисто-глиноземистым и глиноземистым материалом, их содержание в породах достигает 75% (в среднем 20-40%). В основании разреза нерасчлененных триас-раннеюрских отложений, в глинах и алевролитах часто присутствуют неокатанные обломки светло-серых известняков (до 0.5 метров в поперечнике). Вероятно, породы подразделения представляют собой аллохтонные осадки пролювиально-аллювиального генезиса, принесенные с участков развития и последующего разрушения коры выветривания позднекаменноугольного-триасового возраста. Мощность стратиграфического подразделения изменяется от 0 до 100 метров. Триас-раннеюрский возраст отложений обоснован положением стратона в разрезе, определениями моллюсков и спорово-пыльцевых комплексов (Турсункулов Э.Т., 1987 г.).
Юрская система
В Большом Каратау, юрская система представлена отложениями трех отделов, широко распространенных в пределах Леонтьевской впадины и имеющих фрагментарное развитие на юго-западных склонах хребта.
Нижний – средний отделы
Отложения ранне-среднеюрского возраста представлены терригенными породами боролдайской свиты.
Боролдайская свита (J1-2bd). Слагает основание юрского разреза. Отложения свиты развиты в границах Леонтьевской депрессии, где они со структурным несогласием перекрывают различные стратиграфические подразделения палеозойского возраста и имеют согласные взаимоотношения с вышележащими породами кашкаратинской свиты. Разрез свиты сложен конгломератами, песчаниками, гравелитами и алевролитами. Породы светло-коричневые на поверхностях выветривания и имеют темно-серый или серый цвет на свежем сколе. По литологическому составу в разрезе свиты выделяются две пачки.
Основной объем нижней пачки сформирован мелко-среднегалечными полимиктовыми разностями конгломератов. В значительно меньших количествах присутствуют горизонты (мощностью до 5 м) средне-грубозернистых полимиктовых песчаников с редкими тонкими линзочками углей, прослои гравелитов и алевролиты зеленовато-серого цвета. Алевролиты встречаются в виде тонких слоев среди песчаников. Обломочный материал конгломератов представлен хорошо окатанной галькой известняков (преобладают), кварца, кремнистых пород, алевролитов и сланцев. В редких случаях встречается галька интрузивных и эффузивных пород. Как правило, размер галек не превышает 10 см. Цемент в конгломератах образован средне-крупнозернистым песчанистым материалом полимиктового состава.
В строении разреза верхней пачки участвуют серые среднезернистые полимиктовые песчаники и алевролиты серого или голубовато-серого цвета. Характерной особенностью верхней пачки являются прослои и линзы (мощностью 0.5-20 см) углистых алевролитов и углей. Песчаники и алевролиты выделяются как в виде отдельных пластов (мощностью 0.5-5 м), так и в виде пачек частого чередования, где толщина слоев песчаников достигает 20 см, а толщина слоев алевролитов составляет 5-10 см.
Мощность боролдайской свиты изменяется от 400 до 800 метров. Ранне-среднеюрский возраст подразделения обоснован многочисленными находками флоры.
Средний отдел
Средний отдел юрской системы в пределах Леонтьевской впадины представлен отложениями кашкаратинской свиты.
Кашкаратинская свита (J2ks). Породы кашкаратинской свиты согласно с постепенным контактом наращивают разрез отложений боролдайской свиты. Участками, в бортовых частях Леонтьевской депрессии имеет место ее несогласное налегание на палеозойский фундамент.
Свита представлена чередованием песчаников, алевролитов, аргиллитов. Значительно реже, в ее разрезе присутствуют гравелиты и конгломераты. В нижней части свиты преобладают желтовато-серые средне-мелкозернистые полимиктовые разности песчаников с горизонтальной, косой и волнистой слоистостью. Песчаники переслаиваются с темными углистыми аргиллитами и серыми алевролитами, мощность которых обычно составляет 1-2 см и в редких случаях достигает 20 см. Вверх по разрезу роль алевролитов постепенно увеличивается. В средней части свиты они составляют около 60 % объема разреза. Выше выделяется следующий цикл, который начинается с песчаников и через пачку переслаивания с алевролитами завершается преобладанием последних в кровле подразделения. Алевролиты и песчаники верхней трети разреза имеют зеленовато-серый цвет и горизонтально-тонкослоистые текстуры. Мощность свиты составляет 700 м.
Среднеюрский возраст кашкаратинской свиты датирован находками моллюсков и определениями комплексов спор и пыльцы.
Средний – верхний отделы
К нерасчлененным образованиям средне-позднеюрского возраста относятся отложения боролсайской свиты.
Боролсайская свита (J2-3brl). Отложения боролсайской свиты развиты в юго-восточной части Леонтьевской впадины, где с согласными взаимоотношениями залегают на песчаниках кашкаратинской свиты и согласно перекрываются «рыбными» сланцами карабастауской свиты. В разрезе свиты преобладают алевролиты и алевропесчаники серой и темно-серой окраски. В подчиненных количествах присутствуют полимиктовые песчаники и аргиллиты. Песчаники обычны в нижней трети разреза свиты, где слагают пласты (мощностью до 30-40 м). Аргиллиты присутствуют в виде тонких прослоев среди алевролитов и алевропесчаников. В верхней части разреза свиты, в алевролитах и в тонких прослоях мелкозернистых песчаников отмечаются многочисленные остатки углефицированной флоры. Характерной особенностью боролсайской свиты являются значительные содержания сапропелево-гумусового вещества в алевролитах, аргиллитах и алевропесчаниках. Отдельные пласты алевролитов с высоким содержанием битумов представляют собой горизонты горючих сланцев. Мощность свиты изменяется от 300 до 450 метров. Возраст боролсайской свиты обоснован определениями флоры и спорово-пыльцевых комплексов.
Верхний отдел
Отложения поздней юры представлены литофациями карабастауской и балабугуньской свит.
Карабастауская свита (J3kr). Породы карабастауской свиты (отложения «рыбных» сланцев) развиты в ядерных частях мульд (Кызойнакская, Тасбулакская, Кызылбастауская), расположенных в юго-восточной части Леонтьевской депрессии. Здесь, отложения свиты согласно налегают на породы боролсайской свиты и с постепенным переходом перекрываются литофациями балабугуньской свиты.
В строении разреза стратиграфического подразделения участвуют плитчатые горизонтально-тонкослоистые, «листоватые» карбонатно-глинистые и карбонатные отложения, представленные доломитами, известняками, глинистыми известняками и мергелями. Основной объем свиты, в её типичном выражении, сложен четырьмя пачками (мощностью первые десятки метров) темно-серых, черных тонкослоистых глинистых доломитов, известняков и мергелей, разделенных горизонтами серых плитчатых песчаников и тонкослоистых алевролитов. Мощность каждого цикла не превышает 70 м. На плоскостях напластования карбонатных и карбонатно-глинистых пород часто встречаются остатки растений, насекомых, рыб, ящеров, черепах и других представителей юрской фауны великолепной сохранности. Мощность свиты достигает 300 метров. Позднеюрский возраст отложений датирован определениями флоры и фауны.
Балабугуньская свита (J3bb). Балабугуньской свитой завершается разрез юрских отложений в Большом Каратау. Она развита в ядерных частях Тасбулакской и Кызылбастауской мульд (юго-восточная часть Леонтьевской депрессии), где согласно с постепенным переходом залегает на породах карабастауской свиты. Нижняя граница свиты проводится по полному исчезновению в разрезе песчаников. В ее строении участвуют светло-коричневые, голубовато-серые карбонатные разности пород. В основании разреза они представлены глинистыми известняками и мергелями, выше по разрезу – тонкозернистыми «фарфоровидными» известняками. Повсеместно, среди известняков присутствуют прослои и линзы, сложенные полимиктовыми мелко-среднегалечными конгломератами, красноцветными алевролитами и аргиллитами. Завершается разрез свиты пачкой чередования красноцветных алевролитов и аргиллитов, на которые с размывом ложатся конгломераты позднемелового возраста. Мощность балабугуньской свиты составляет 60-70 метров. Позднеюрский возраст отложений определен по спорово-пыльцевым комплексам.
Нижний – верхний отделы
Нижний, средний и верхний отделы юрской системы представлены нерасчлененными отложениями юрского возраста, фрагментарно распространенные в пределах предгорий юго-западного склона Большого Каратау.
Нерасчлененные юрские отложения (J1-3). К нерасчлененным отложениям юрского возраста отнесены угленосные осадки, выявленные в процессе поисково-картировочного бурения на участке Аюсай (Турсункулов Э.Т., 1987 г.; Бувтышкин В.М., 2008 г.). Здесь, угленосные отложения согласно залегают на нерасчлененных образованиях триас-раннеюрского возраста и на отдельных участках со структурным несогласием перекрывают известняки аюсайской серии и Аюсайского рифового комплекса. Разрез стратиграфического подразделения сложен глинами (преобладают) с прослоями углей, алевролитов, песчаников и отчасти полимиктовых конгломератов. Глины темно-серого, черного, серого, значительно реже светло-серого цвета с горизонтально-тонкослоистыми, тонко-волнистослоистыми и линзовидно-слоистыми текстурами. Глины черного или темно-серого цвета представляют собой разности углисто-глинистого состава. Слоистость обусловлена чередованием слойков темного и относительно более светлого цвета с различным содержанием углистого вещества. Повсеместно, в углисто-глинистых отложениях отмечаются вкрапленность пирита и конкреции (1.5 х 2 см), сложенные пирит-марказитовым материалом. Известняки характерны для верхней половины разреза подразделения, где они представлены глинистыми тонко-среднеслоистыми разностями серого или темно-серого цвета с рассеянной вкрапленностью пирита. Часто, в известняках присутствуют целые формы мелких моллюсков. Угли черного цвета, массивного строения с включениями марказита и пирита. Мощность пластов и линз угля изменяется от первых сантиметров до 7-8 метров. Песчаники слаболитифицированные серые, светло-серые мелко-крупнозернистые полимиктовые с глинистым цементом. Конгломераты представлены мелко-среднегалечными разностями полимиктового состава с глинисто-песчанистым заполнителем. В глинах, известняках и алевролитах отмечаются многочисленные фрагменты и детрит обугливавшихся растений и мелкие обломки углей. Мощность стратиграфического подразделения изменяется от 20 до 200 метров. Ранне-позднеюрский возраст отложений базируется на положении подразделения в разрезе и на определениях среднеюрских моллюсков. Данная датировка весьма условна и требует дальнейшего уточнения.
Меловая система
Меловая система представлена отложениями нижнего и верхнего отделов.
Нижний отдел
Отложения нижнего мела распространены в предгорьях юго-западного склона Большого Каратау. Они представлены красноцветными терригенными континентальными осадками. Снизу вверх выделяются азатбашская, кызылатинская и айдарская свиты нижнего мела.
Азатбашская свита (K1az). В Большом Каратау с азатбашской свиты начинается разрез меловой последовательности осадков. Отложения свиты с размывом и структурным несогласием залегают на различных подразделениях палеозойского возраста. В междуречье рек Боролдай – Кутырган, они с размывом перекрывают нерасчлененные бокситоносные осадки триас-раннеюрского возраста. Нижняя треть разреза азатбашской свиты сложена базальными средне-крупногалечными конгломератами с галькой и плохо окатанными обломками подстилающих пород, сцементированных песчано-карбонатным цементом красновато-бурого цвета. Размер псефитового материала постепенно уменьшается вверх по разрезу и по мере удаления в Сырдарьинскую впадину. Мощность конгломератовой пачки изменяется от 10 до 50 метров. Стратиграфически выше, конгломераты через пачку переслаивания постепенно сменяются толщей красноцветных полимиктовых песчаников с прослоями гравелитов и алевролитов. Мощность горизонта песчаников достигает 100 метров. Возраст азатбашской свиты обоснован находками в ее отложениях остракод нижнего мела.
Кызылатинская свита (K1kz). Отложения кызылатинской свиты с согласными взаимоотношениями залегают на песчаниках азатбашской свиты и имеют с ними аналогичное распространение в пределах юго-западных предгорий Большого Каратау. Вверх по разрезу, кызылатинская свита согласно перекрывается отложениями айдарской свиты или с размывом сменяется конгломератами шаштюбинской свиты позднего мела.
В основании свиты выделяется пачка «пёстроцветнх» карбонатных алевролитов и мергелей мощностью 10-15 метров. Выше по разрезу до кровли подразделения включительно, залегает толща мелкозернистых кварц-полевошпатовых песчаников коричневато-бурого цвета с многочисленными светло-серыми пятнами вторичного «обеления». Среди песчаников часто присутствуют линзы и прослои (мощностью до 2 м) гравелитов и мелко-среднегалечных конгломератов полимиктового состава с песчаным или глинисто-песчаным цементом. Мощность кызылатинской свиты достигает 110 метров. Возраст отложений датируется комплексом остракод раннего мела.
Айдарская свита (K1ad). Отложения свиты согласно наращивают разрез кызылатинской свиты и с размывом перекрываются конгломератами шаштюбинской свиты позднего мела. Разрез подразделения сложен темно-коричневыми, коричневыми, серыми, красноцветными алевролитами и мелко-среднезернистыми полимиктовыми песчаниками «пестроцветной» или серой окраски. Повсеместно, в песчаниках и алевролитах отмечаются слои обогащенные углефицированным растительным детритом и отдельные прослои полимиктовых гравелитов и мелкогалечных кварцевых конгломератов. Мощность свиты не превышает 70 метров. Раннемеловой возраст отложений обоснован определениями спорово-пыльцевых комплексов.
Верхний отдел
Образования позднемелового возраста представлены отложениями сеноманского яруса, туронского яруса и сенонского надъяруса. Они имеют широкое распространение в предгорьях юго-западных склонов Большого Каратау. Локальные по площади развития фрагменты отложений верхнего мела имеют место в понижениях рельефа на поверхности выравнивания хребта.
Сеноманский ярус
В части разреза верхнего мела, отвечающей сеноманскому ярусу, выделяются континентальные красноцветные терригенные отложения шаштюбинской свиты.
Шаштюбинская свита (K2ss). В Большом Каратау, терригенные литофации шаштюбинской свиты с размывом перекрывают различные стратиграфические подразделения раннемелового возраста, а на отдельных участках со структурным несогласием залегают на разновозрастных отложениях палеозоя. Доминирующее положение в разрезе свиты занимают слаболитифицированные красновато-бурые, розовато-бурые глины с многочисленными мелкими плохо окатанными обломками алевролитов, песчаников, карбонатов, кремней и кварца. Среди глин присутствуют прослои и линзы алевролитов и розовато-серых полимиктовых песчаников с глинистым цементом. В основании разреза свиты выделяется горизонт мелко-среднегалечных конгломератов с галькой окремненных пород или гравелитов полимиктового состава. Мощность шаштюбинской свиты составляет 20-50 метров и достигает 150 метров в глубоких частях Сырдарьинской впадины. Позднемеловой возраст отложений обоснован многочисленными находками и определениями пресноводных форм пелеципод и гастропод.
Туронский ярус
В Большом Каратау, в туронской части разреза верхнего мела выделяются атабайская и шоктасская свиты.
Атабайская свита (K2at). Отложения свиты согласно залегают на красноцветных осадках шаштюбинской свиты. В строении разреза свиты участвуют серые, голубовато-серые пески, песчаники, голубовато-серые глины и коричневато-бурые алевролиты с остатками углефицированного растительного детрита. В меньших количествах в виде линз и прослоев, присутствуют ракушняки, известковые глины и мергели. Фрагменты макрофауны отмечаются также в голубовато-серых глинах и в песчаниках. Мощность свиты составляет 35-50 метров. Туронский возраст отложений обоснован многочисленными определениями моллюсков, пелеципод и остракод.
Шоктасская свита (K2sk). Отложения шоктасской свиты с согласными взаимоотношениями наращивают разрез атабайской свиты и с размывом перекрываются осадками котурбулакской свиты. Отложения свиты представлены красно-бурыми, «пестроцветными» полимиктовыми разнозернистыми песчаниками, алевролитами, алевропесчаниками, реже глинами. Для песчаников и алевропесчаников характерны косослоистые и горизонтально-тонкослоистые текстуры, в алевролитах участками отмечается мелкая косая слоистость. Мощность свиты изменяется от 40 до 110 метров. Возраст отложений обоснован определениями моллюсков и спорово-пыльцевых комплексов.
Сенонский надъярус
Отложения сенонского надъяруса представлены осадками котурбулакской свиты.
Котурбулакская свита (K2kt). Породы котурбулаксой свиты широко распространены на обширных территориях юго-западных предгорий Большого Каратау. Они с размывом налегают на красноцветные осадки шоктасской либо атабайской свит и согласно перекрываются коричневато-красными глинами темирчикской свиты. Отложения свиты, представлены желтовато-серыми мелко-среднезернистыми кварцевыми, кварцево-слюдистыми песками и слаболитифицированными песчаниками того же состава. Они формируют пакеты и пласты (мощностью до 10-15 метров), сложенные крупными сериями с однонаправленным косослоистым строением. Кроме песчаников в разрезе подразделения присутствуют линзы и прослои зеленовато-серых, розовато-серых, «пёстроцветных» глин и гравелитов. Изредка встречаются пласты известняков с рассеянной галькой кремнистых пород и кварца. В песчаниках часто встречается галька различных пород, обломки костей позвоночных, фрагменты окремненной древесины и обломки раковин пелеципод. Мощность свиты составляет 100-150 метров. Позднемеловой (сенонский) возраст отложений обоснован определениями спорово-пыльцевых комплексов.
Палеогеновая система
Отложения палеогенового возраста широко распространены в юго-западных предгорьях Большого Каратау, где представлены подразделениями палеоцена, эоцена и олигоцена. За исключением осадков датского и олигоценового возраста, они образованы комплексом отложений морского генезиса. Породы полого погружаются к центральным частям впадин, участками смяты в брахиформные складки с северо-западной ориентировкой длинных осей. Осадки палеогена содержат горизонты желваковых и зернистых фосфоритов, глауконитовых песков и толщи бентонитовых глин.
Палеоценовый отдел
В разрезе палеоцена юго-западных предгорий Большого Каратау выделяются темирчикская и капланбекская свиты.
Темирчикская свита (§1tm). Породы свиты согласно залегают на песчаниках котурбулакской свиты и с размывом перекрываются морскими отложениями капланбекской свиты. На отдельных участках, темирчикская свита полностью эродирована и выпадает из разреза. Здесь, отмечается налегание карбонатно-терригенных отложений капланбекской свиты на песчаники котурбулакской свиты. В строении разреза подразделения участвуют бурые, красновато-коричневые, зеленовато-серые песчанистые глины с многочисленными мелкими обломками разнообразных осадочных пород. Отмечаются редкие тонкие прослои среднезернистых кварцевых песчаников с глинистым цементом. Местами в кровле темирчикской свиты сохраняются маломощные фрагменты образований коры выветривания, представленные пятнисто окрашенными доломитизированными глинами. Мощность свиты составляет 20-30 метров. Возраст отложений обоснован находками и определениями скорлупы яиц динозавра датского времени.
Капланбекская свита (§1cp). С отложений капланбекской свиты начинается морской цикл осадконакопления района в кайнозое. Породы свиты трансгрессивно с размывом перекрывают образования темирчикской свиты. Отложения стратиграфического подразделения представлены голубовато-серыми, реже зеленовато-серыми и буровато-серыми доломитизированными глинами с растительным детритом, серыми известковыми алевролитами, голубовато-серыми песчаниками, светло-серыми известняками и доломитами, реже ангидритами. В известняках и доломитах присутствуют скопления обломков и целых форм моллюсков (так называемые «бухарские» известняки). Мощность капланбекской свиты изменяется от 10 до 30 метров. Возраст отложений обоснован определениями спорово-пыльцевых комплексов позднего палеоцена.