Sljedeća značajna grupa pećinskih naslaga su naslage mehaničkih voda.

Upoznavanje s njima također neće donijeti veliko zadovoljstvo laiku. Postoje jezera u Crvenoj pećini, gdje skoro do pojasa ponirete u viskoznu glinu, ostavljajući često u njoj đon čizme ili čak donji dio ronilačkog odijela ... Ali geolog u tim naslagama vidi izvor razne informacije o uvjetima "života" krških šupljina. Za njihovo dobijanje prije svega potrebno je proučiti sastav naslaga.

Mineraloška analiza ponekad odmah daje odgovor na pitanje odakle voda dolazi. Ako sastav sedimenata odgovara sastavu minerala stijena domaćina, onda je špilju formiraju lokalni, autohtoni tokovi. Stoga smo još 1958. godine, tek započinjući istraživanje Crvene špilje, već znali da početak moramo potražiti na platou masiva Dolgorukovsky, u rudniku Proval, jer samo unutar slivnog područja koje ga hrani ima li kvarcnih oblutaka. Proučavajući pećine Koccielske doline u Tatrama, poljski speleolozi primijetili su da špilje koje se nalaze na jednom mjestu, ali na različitim visinama iznad dna doline, imaju drugačiji sastav pješčanog punila: što je bliže dnu, to je bogatiji raspon minerali pronađeni u njoj. Proučavanje paleogeografije regije pokazalo je da je to posljedica dubine ureza rijeke, koja je postupno "dopirala" do sliva središnjeg dijela Tatra, sastavljenih od nekrških stijena .

Naravno, uz detaljna proučavanja, ova shema izgleda mnogo složenije. Moramo uzeti stotine uzoraka, podijeliti ih na frakcije prema veličini, specifičnoj težini, magnetskim i drugim svojstvima, odrediti i izračunati sadržaj pojedinih mineralnih zrna pod mikroskopom itd. Nevjerojatni nalazi se nagrađuju. U krimskim pećinama neočekivano su otkriveni minerali: moissanit, kogenit, iocit, ranije poznati samo u meteoritima; U pećinama u Bugarskoj otkriveni su međuslojevi vulkanskog pepela, koje postoje razlozi za povezivanje s eksplozijom vulkana na ostrvu Santorini u Egejskom moru u 25. i 4. - 1. milenijumu prije nove ere. NS.

Ovako se protegla nit koja je povezivala istraživače pećina 20. stoljeća s problemima Atlantide i smrću minojske kulture ...

Drugi smjer istraživanja mehaničkih naslaga vode je proučavanje njihove veličine. Može biti različita-od metra dugačkih gromada, koje se ponekad nalaze u pećinama formiranim glacijalnim potocima, do najfinije gline, čije su čestice veličine mikrona. Naravno, metode njihovog istraživanja su različite: izravno mjerenje, upotreba niza sita, upotreba konvencionalnih i ultracentrifuga. Šta daju svi ti, često dugotrajni i skupi radovi? Glavna stvar je obnova starih paleogeografskih uvjeta postojanja pećina. Postoje veze između brzine podzemnih tokova, promjera kanala kroz koje se kreću i veličine transportiranih čestica, koje su izražene u prilično složenim formulama. Zasnivaju se na istim jednačinama kontinuiteta Bernoullijevog toka, "pomnoženima" sa jednako poznatom Stokesovom jednadžbom, koja opisuje brzinu sedimentacije čestica u stajaćoj vodi različitih temperatura i gustoća. Rezultat je prekrasan nomogram koji je predložio češki speleolog R. Burckhardt - graf prema kojem se, znajući površinu poprečnog presjeka putanje i promjere čestica taloženih na njeno dno, može procijeniti prosjek i maksimum brzinu i brzinu protoka potoka koji su nekada bjesnili ovdje.

Proučavanje vodenih mehaničkih naslaga omogućuje odgovor na neke teorijske probleme, posebno na pitanje u kojoj je hidrodinamičkoj zoni ta pećina postavljena. Godine 1942., nakon što je otkrio tanku glinu na dnu brojnih američkih pećina, iskusni geolog i speleolog J. Bretz sugerirao je da su nastali otapanjem vapnenca s polako tekućim vodama: uostalom, samo u njima dolazi do taloženja glinenih čestica moguće! 15 godina kasnije, iskopavši duboke jame u desetinama istih pećina, Davis, naučnik o kršu, ustanovio je da masne gline krune samo vrlo složen višemetarski rez punila. Ispod gline nalazili su se slojevi pijeska i šljunka, doneseni snažnim potokom, zatim je nastala kora kapanja, koja se mogla formirati samo s produženim odvodnjavanjem pećine, ispod - opet, u presjeku se pojavila glina, položena na stijene. .. Tako vodeni mehanički sedimenti pomažu stručnjacima da "pročitaju" priču o razvoju pećina.

Dublyansky V.N.,
naučno -popularna knjiga

Rođen u mraku

Glina nije blato ...

Špiljske naslage jedna su od najvažnijih komponenti podzemnih pejzaža. Desetine radova stručnjaka za krš iz cijelog svijeta posvećeno je njihovoj klasifikaciji. Na primjer, 1985. R. Tsykin je identificirao 18 genetskih tipova naslaga koji se formiraju u pećinskom okruženju. Ovdje su prisutne gotovo sve sedimentne i kristalne formacije poznate na površini, ali su predstavljene posebnim oblicima. Detaljan opis pećinskih naslaga stvar je stručnjaka. Naš zadatak je dati čitatelju opću ideju o tome šta se može pronaći pod zemljom. U tu svrhu prikladnija je klasifikacija koju je predložio D.S.Sokolov, a revidirao G.A.Maksimovich. Uključuje 8 vrsta pećinskih naslaga: zaostale, lavinske, vodeno -mehaničke, vodeno -kemogene, kriogene, organogene, antropogene i hidrotermalne.

Preostali depoziti. Tokom četrdeset godina pećinskih aktivnosti, autor je morao više puta pratiti grupe nespecijalista u podzemlju. Njihova prva reakcija: "koliko je prljavo ..." morao sam objasniti da glina nije blato, već jedna od vrsta naslaga koje su nužno prisutne pod zemljom.

Istorija zaostalih sedimenata - Istorija kapljica vode. U krškim stijenama male količine (1-10%) nužno sadrže primjese pijeska ili gline, koje se sastoje od SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3. Kad se vapnenac ili gips otope, nerastvorljivi ostatak se nakuplja na stijenkama pukotina, klizi na dno galerija i miješa se s drugim pećinskim naslagama. Karstolog Yu. I. Shutov izračunao je da se 140 kg gline (0,05 m 3) formira od jednog kubnog metra jurskih krečnjaka koji čine krimske planine (njegova težina je oko 2,7 tona). Studije su pokazale da se sastoji od minerala illita, montmorilonita, kaolinita, feldspata, kvarca. Svojstva glina ovise o njihovom omjeru: neki od njih nabubre kada se navlaže, začepljujući male pukotine, neki, naprotiv, lako ispuštaju vodu i brzo se raspadaju sa zidova. Ponekad bakterije također sudjeluju u stvaranju naslaga gline na zidovima: 1957. godine francuski istraživač V. Comarten dokazao je da neke vrste mikroba mogu dobiti ugljik direktno iz vapnenca (CaCO 3). Tako se na zidovima pećina stvaraju crvičaste ili zaobljene udubine - glinene vermikulacije ispunjene proizvodima neprikladnim čak i za bakterije (slika 61).

Preostali depoziti nemaju praktičnu važnost. Možda je izuzetak slučaj kada se pećina nalazi nedaleko od aktivnih kamenoloma, gdje se minerali vade eksplozivnom metodom. Nakon snažnih eksplozija, ekvivalentno lokalnom seizmičkom šoku do 7 točaka, gline mogu skliznuti sa stijenki pukotina, privremeno blokirajući vodoopskrbne kanale izvora. Postoje slučajevi kada je njihova potrošnja pala na nulu, a zatim je iz izvora počela teći crvena voda koja je nosila suspendirane glinene čestice ...

U sudaru klizišta

U temeljnom sažetku G. A. Maksimoviča, samo 5 redaka posvećeno je klizištima ... Vjerovalo se da oni ne nose gotovo nikakve podatke. Istraživanje 60-90 godina. su pokazali da to nije slučaj. Razvrstani su u tri grupe različitog porijekla.

Termogravitacione naslage nastaju samo na ulazu u pećinu, gdje su dnevne i sezonske oscilacije temperature velike. Zidovi im se ljušte, dio šupljine u blizini šupljine raste, a šljunak i sitna zemlja se nakupljaju na podu. Njemački speleolog I. Streit, provevši više od desetak godina i koristeći sofisticirane matematičke metode obrade materijala, dokazao je da količina ovog materijala, njegov sastav, veličina, oblik čestica, broj njihovih rubova i rubova čuvaju šifrirane podatke o klimatske promjene na tom području desetinama hiljada godina ... Srednjoazijski naučnici o kršu, koristeći mrlje ovih sedimenata, koji se ističu na goloj padini, pouzdano pronalaze nenametljive ulaze u pećine sa suprotne padine.

Zemljino-gravitacijske naslage nastaju po cijeloj dužini pećina, ali posebno u izobilju - u zonama tektonskog loma. Drobljeni kamen, šljunak, male gromade koje su pale s lukova daju ideju o geološkoj strukturi visokih dvorana, koju je teško izravno proučiti (za proučavanje kupole Velike dvorane u pećini Carlsbad u SAD -u, Američki speleolog R. Kerbo čak je koristio i balon!).

Najveći interes su gravitacione naslage... Promjena prijedloga ima puno smisla: tijekom urušavanja samo se materijal koji se nalazi u samoj pećini nakuplja u dnu galerije; kada se svod sruši, materijal ulazi s površine s površine, a kad se međuspratni stropovi sruše, pojavljuju se ogromne hale ... Ove naslage predstavljene su blokovima i grumenima teškim stotinama hiljada tona. Dijelovi pećina gdje se susreću fantastičan su prizor. Mnogi od njih su toliko nestabilni da prijeteći škripe kad se na njih popne speleolog.

Crvenkastosmeđa površina krečnjaka prekrivena je bijelim zvijezdama - tragovima udaraca oborenog kamenja. Čovjek se osjeća nelagodno u ovom kaosu. Ali često se i ovdje ponekad mogu pronaći odjednom umirujući obrasci ...

1989. simferopolski speleolozi otkrili su, a 90 -ih su istraživali i opremili za izlete jednu od najljepših pećina na Krimu - Mramor na Chatyrdagu. U svom središnjem dijelu nalazi se najveća na Krimu lavinska dvorana (područje je pola fudbalskog igrališta!), Koja je u duhu vremena dobila ironično ime dvorane Perestrojka. Na naše iznenađenje, u kaosu njegovih blokova ocrtao se redoslijed: neki od njih leže vodoravno, drugi su nagnuti pod kutovima 30-60 °, drugi su okrenuti naopačke, a stalaktiti koji su na njima nekada rasli sada su se okrenuli u "stalagmite" ... činjenica da krečnjaci koji sačinjavaju pećinu padaju pod kutom od 30 °. Stoga se, kad se u svodu hodnika otkine šav, pomakne šarkom, sa zavojem, pa čak i prevrtanjem.

Osim blokova i kamenih gromada, u ruševno-gravitacione naslage spadaju i srušeni stupovi kapanja. Proučavani su bolje od drugih u seizmičkim regijama - na Krimu, na jugu Francuske, na sjeveru Italije. Istodobno je bilo moguće uspostaviti izravne i obrnute veze između proučavanja krša i seizmologije. Snažni potresi uzrokuju urušavanje svodova pećina. Ako je rezultirajuće blokove i stijene teško izravno povezati s njima, tada orijentirani oboreni stupovi ponekad pouzdano ukazuju na epicentre potresa. Tako je na Krimu opisano oko 60 stupova koji leže na vodoravnom podu (to je vrlo važno jer se na kosim podovima mogu otkotrljati i promijeniti orijentaciju). 40% njih gravitira prema Sudaku, 40% - prema Jalti i po 10% - prema epicentralnim zonama Alushta i Sevastopol. To svjedoči o migraciji žarišta snažnih potresa u antropogenu iz Sudaka u Sevastopolj. Nažalost, još nije pronađena shema projektiranja koja omogućuje objašnjenje mehanizma pomicanja divova duljine do 8 m (rudnik Monastyr-Chokrak), promjera do 3 m (Crvena špilja) i težina do 70 tona (rudnik Mira). Jasno je samo da su bili jači od potresa u povijesnom razdoblju.

Kada su se dogodili takvi potresi? Ovdje speleologija daje seizmolozima pouzdanu metodu datiranja. Stubovi protoka su "mineraloške" olovne linije, u kojima je položaj geofizičke vertikale datog područja fiksiran tokom cijelog njegovog rasta. Ako nakon pada na njih narastu stalaktiti ili stalagmiti (slika 62), tada je prema njihovoj starosti, određenoj bilo kojom apsolutnom metodom (radiokarbon, nuklearna magnetska rezonancija itd.), Moguće odrediti starost kolone (ne ranije od ...). Za Krim do sada postoje samo dva radiokarbonska datuma, koji daju starost od 10 i 60 hiljada godina za srušene kolone dvorane Perestrojka. U drugim pećinama u svijetu ovaj raspon je još širi - od 10 do 500 hiljada godina ...

Povratne informacije o kršu i seizmologiji očituju se u činjenici da se, kada luk špilje otkaže, formiraju blokovi težine do 2-3 tisuće tona. Udar u pod pri padu s visine 10-100 m oslobađa energiju 1x10 15 - 10 17 erg, što je srazmjerno energiji potresa (potres u Taškentu 1966. - 1x10 18 erg). Istina, lokaliziran je u maloj količini stijena, ali može uzrokovati opipljiv lokalni potres do 5 bodova.

U Francuskoj su se naširoko koristile speleološke metode za poboljšanje zemljopisnih zona za određivanje lokacija nuklearnih elektrana. Isti posao, koji je značajno promijenio početne ideje stručnjaka, obavljen je 90 -ih. na Krimu. Ovo još jednom dokazuje da je sve u prirodi međusobno povezano i da nema prirodnih objekata koji ne nose korisne informacije. Samo trebate biti u mogućnosti da ga nabavite.

Da završimo ovu temu, dotaknimo se ukratko još jedno pitanje. U kojoj su mjeri potresi opasni za speleologa koji radi pod zemljom? Podaci o ovom pitanju su oskudni, ali sugestivni. Tokom krimskog potresa 1927. godine u rudniku Emine-Bair-Khosar na Chatyrdagu postojala je grupa iz hidrogeološke grupe P.M. Vasilievsky. Nikada nije osjetila trzaj u 7 točaka koji je izazvao paniku među njihovim vodičima na površinu. 05/01/1929 tokom zemljotresa Hermab (9 bodova) u pećini Bakhardenskaya bili su izletnici. Čuli su rastuću tutnjavu, pojedinačni kamenčići su padali sa zidova, blagi valovi su se spuštali niz jezero pod njihovim nogama ... vodotok. Čini se jasnim: čak i najjači seizmički šokovi prigušuju pod zemljom (fenomen "razdvajanja", koji je uzrokovao mnogo problema prilikom potpisivanja ugovora o zabrani nuklearnih eksplozija). Ali nemojmo žuriti sa zaključcima. Prema L. I. Maruashviliju, tokom potresa u Baldinskom 1957. godine, kraški rudnik Tsipuria (Gruzija) bio je ispunjen urušenom stijenom i prestao je postojati kao geografski objekt. Nakon potresa 27.8.1988. U rudniku Vesennyaya (masiv Bzybsky, Gruzija), blokada je pomaknuta na dubinu od 200 m. Spiljaci koji su upravo izašli iz nje preživjeli su samo slučajno. Ne, šale su loše sa potresima - i na zemlji i pod zemljom ...

Mrijesti se pokretna voda

Sljedeća značajna grupa pećinskih naslaga su naslage mehaničkih voda. Upoznavanje s njima također neće donijeti veliko zadovoljstvo laiku. Postoje jezera u Crvenoj pećini, gdje skoro do pojasa ponirete u viskoznu glinu, ostavljajući često u njoj đon čizme ili čak donji dio ronilačkog odijela ... Ali geolog u tim naslagama vidi izvor razne informacije o uvjetima "života" krških šupljina. Za njihovo dobijanje prije svega potrebno je proučiti sastav naslaga.

Mineraloška analiza ponekad odmah daje odgovor na pitanje odakle voda dolazi. Ako sastav sedimenata odgovara sastavu minerala stijena domaćina, onda je špilju formiraju lokalni, autohtoni tokovi. Stoga smo još 1958. godine, tek započinjući istraživanje Crvene špilje, već znali da početak moramo potražiti na platou masiva Dolgorukovsky, u rudniku Proval, jer samo unutar slivnog područja koje ga hrani ima li kvarcnih oblutaka. Proučavajući pećine Koccielske doline u Tatrama, poljski speleolozi primijetili su da špilje koje se nalaze na jednom mjestu, ali na različitim visinama iznad dna doline, imaju drugačiji sastav pješčanog punila: što je bliže dnu, to je bogatiji raspon minerali pronađeni u njoj. Proučavanje paleogeografije regije pokazalo je da je to posljedica dubine ureza rijeke, koja je postupno "dopirala" do sliva središnjeg dijela Tatra, sastavljenih od nekrških stijena .

Naravno, uz detaljna proučavanja, ova shema izgleda mnogo složenije. Moramo uzeti stotine uzoraka, podijeliti ih na frakcije prema veličini, specifičnoj težini, magnetskim i drugim svojstvima, odrediti i izračunati sadržaj pojedinih mineralnih zrna pod mikroskopom itd. Nevjerojatni nalazi se nagrađuju. U krimskim pećinama neočekivano su otkriveni minerali: moissanit, kogenit, iocit, ranije poznati samo u meteoritima; U pećinama u Bugarskoj otkriveni su međuslojevi vulkanskog pepela, koje postoje razlozi za povezivanje s eksplozijom vulkana na ostrvu Santorini u Egejskom moru u 25. i 4. - 1. milenijumu prije nove ere. NS.

Ovako se protegla nit koja je povezivala istraživače pećina 20. stoljeća s problemima Atlantide i smrću minojske kulture ...

Drugi smjer istraživanja mehaničkih naslaga vode je proučavanje njihove veličine. Može biti različita-od metra dugačkih gromada, koje se ponekad nalaze u pećinama formiranim glacijalnim potocima, do najfinije gline, čije su čestice veličine mikrona. Naravno, metode njihovog istraživanja su različite: izravno mjerenje, upotreba niza sita, upotreba konvencionalnih i ultracentrifuga. Šta daju svi ti, često dugotrajni i skupi radovi? Glavna stvar je obnova starih paleogeografskih uvjeta postojanja pećina. Postoje veze između brzine podzemnih tokova, promjera kanala kroz koje se kreću i veličine transportiranih čestica, koje su izražene u prilično složenim formulama. Zasnivaju se na istim jednačinama kontinuiteta Bernoullijevog toka, "pomnoženima" sa jednako poznatom Stokesovom jednadžbom, koja opisuje brzinu sedimentacije čestica u stajaćoj vodi različitih temperatura i gustoća. Rezultat je prekrasan nomogram koji je predložio češki speleolog R. Burckhardt - graf prema kojem se, znajući površinu poprečnog presjeka putanje i promjere čestica taloženih na njeno dno, može procijeniti prosjek i maksimum brzina i brzina protoka koji su nekada bjesnili ovdje (slika 63) ...

Proučavanje vodenih mehaničkih naslaga omogućuje odgovor na neke teorijske probleme, posebno na pitanje u kojoj je hidrodinamičkoj zoni ta pećina postavljena. Godine 1942., nakon što je otkrio tanku glinu na dnu brojnih američkih pećina, iskusni geolog i speleolog J. Bretz sugerirao je da su nastali otapanjem vapnenca s polako tekućim vodama: uostalom, samo u njima dolazi do taloženja glinenih čestica moguće! 15 godina kasnije, iskopavši duboke jame u desetinama istih pećina, Davis, naučnik o kršu, ustanovio je da masne gline krune samo vrlo složen višemetarski rez punila. Ispod gline nalazili su se slojevi pijeska i šljunka, doneseni snažnim potokom, zatim je nastala kora kapanja, koja se mogla formirati samo s produženim odvodnjavanjem pećine, ispod - opet, u presjeku se pojavila glina, položena na stijene. .. Tako vodeni mehanički sedimenti pomažu stručnjacima da "pročitaju" priču o razvoju pećina.

"Gornje kapanje" i "Donje kapanje"

Pojmovi "stalaktit" i "stalagmit" (od grčkog "stalagm" - kap) uveo je u književnost 1655. danski prirodnjak Olao Worm. Sto godina kasnije, ne manje figurativna definicija Mihaila Lomonosova pojavila se u ruskoj književnosti: "kapanje" ... Zaista, ove formacije povezane su s oblikom kapanja vode. Već znamo neke značajke ponašanja kapi kao tekućine. Ali ovo nije samo voda, već otopina koja sadrži određene komponente. Kad kap otopine nastane u podnožju vodenog loma, to nije samo borba između površinskog napona i gravitacije. U isto vrijeme započinju kemijski procesi koji dovode do taloženja mikroskopskih čestica kalcijevog karbonata na kontaktu između otopine i stijene. Nekoliko hiljada kapi koje su pale sa stropa pećine ostavljaju iza sebe tanak proziran prsten kalcita na kontaktu stijene / otopine. Sljedeći dijelovi vode već će formirati kapljice na kontaktu kalcit / otopina. Tako se od prstena formira cijev koja se sve produžuje. Najduže cijevi (brčevi) su 4-5 m (špilja Gombasek, Slovačka). Čini se da je kemijska suština procesa jednostavna - reverzibilna reakcija

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Ca 2+ + 2HCO - 3. (1)

Kad se vapnenac otopi, reakcija nastavlja udesno, pri čemu nastaju jedan dvovalentni Ca ion i dva monovalentna HCO 3 iona. Formiranjem kapanja, reakcija ide ulijevo i od ovih iona nastaje mineralni kalcit. Ali i ovdje postoji "zamka", pa čak ni jedna ...

U mnogim udžbenicima o geografiji i geologiji nastanak stalaktita objašnjava se isparavanjem vode. AE Fersman nije izbjegao ovu grešku u svojim ranim djelima. Ali već znamo da je u pećinama deficit zasićenja zraka vlagom blizu 0. U takvim uvjetima prevladava ne isparavanje, već kondenzacija.

Reakcija (1) zapravo ide u nekoliko faza. Prvo, voda stupa u interakciju s ugljičnim dioksidom:

H 2 O + CO 2 = H 2 CO 3 H + + HCO - 3. (2)

Ali ugljična kiselina je slaba pa se disocira na vodikov ion (H +) i ion HCO -3. Jon vodika zakiseli otopinu i tek tada počinje otapanje kalcita. To znači da u formuli (1) samo jedan ion HCO 3 dolazi iz stijene, a drugi nije povezan s njim i nastaje iz vode i ugljičnog dioksida unesenog u krški masiv. Time se procjenjuje vrijednost aktivnosti krškog procesa za 20-30%. Pogledajmo samo jedan jednostavan primjer. Neka zbir svih iona u vodi bude 400 mg / l (uključujući 200 mg / l HCO 3). Ako analizom koristimo procjenu vode za piće, tada je svih 400 mg / l uključeno u izračun (nije nas briga odakle dolaze pojedine komponente u vodi, važno je da su tu). Ali ako se intenzitet krškog procesa izračuna iz ove analize, tada bi proračun trebao uključivati ​​zbroj iona minus polovicu sadržaja iona HCO 3 (400-100 = 300 mg / l). Takve greške u proračunima nalaze se u radovima mnogih karstologa svijeta, uključujući i one sa visokim naučnim zvanjima i titulama.

Zatim je potrebno procijeniti koja je razlika u parcijalnim pritiscima CO 2 u sistemu. U 40-50-ima. vjerovalo se da je krški proces posljedica samo CO 2 koji dolazi iz atmosfere. Ali u zraku globusa to je samo 0,03-0,04 vol% (pritisak 0,0003-0,0004 mm Hg), a fluktuacije ove vrijednosti po širini i nadmorskoj visini su beznačajne. U međuvremenu, davno je primijećeno da su špilje umjerenih geografskih širina i suptropa bogatije sedimentima, a ima ih vrlo malo u špiljama velikih geografskih širina i visokih nadmorskih visina ... 1-5% po volumenu, odnosno 1,5-2 redova veličine više nego u atmosferi. Odmah se pojavila hipoteza: stalaktiti nastaju pri parcijalnom pritisku CO 2 u pukotinama (isti kao u zraku tla) i zraku pećina koji ima atmosferski sadržaj CO 2. Posljednja korekcija izvršena je direktnim određivanjem SO 2 u zraku pećina. Konačna "dijagnoza" kaže: stalaktiti nastaju uglavnom ne isparavanjem vlage, već u prisustvu gradijenta parcijalnog pritiska CO2 od 1-5% (zrak tla i voda u pukotinama) do 0,1-0,5% (zrak u pećinama) ...

Sve dok je kanal za napajanje stalaktita otvoren, kapi redovno teku kroz njega. Odlomivši mu se vrh, formiraju jedan stalagmit na podu. To se događa prilično sporo (desetine - stotine godina), pa su takvi oblici koji dopiru jedan do drugog u mnogim opremljenim špiljama svijeta dobili figurativno ime "vječni ljubavnici". Kad kanal za opskrbu preraste, začepi se glinom ili zrncima pijeska, jedan od ljubavnika imat će "srčani udar" - povećanje hidrostatičkog pritiska u kanalu. Njegov zid se probija, a stalaktit nastavlja rasti zbog otjecanja filma otopine po vanjskoj strani (slika 64). Ako voda iscuri duž podloga i kosih pukotina u svodu, pojavljuju se redovi stalaktita, rubova i zavjesa najbizarnijih oblika i veličina.

Ovisno o postojanosti dotoka vode i visini hale, ispod kapljica se formiraju pojedinačni stalagmiti-štapići visine 1-2 m i promjera 3-4 cm; "spljoštene", slične panjevima posječenog drveća, ili u obliku konusa, u obliku podsjećaju na kule ili pagode. Ovo su najveće špiljske formacije kapljica, mjerene nekoliko desetina metara. Najviši stalagmit na svijetu sada se smatra 63 -metarskim divom u pećini Las Villas (Kuba), a u Evropi - 35,6 metara, u pećini Buzgo u Slovačkoj. Kada se stalaktiti i stalagmiti spoje, nastaju stalagnati koji se postupno pretvaraju u kolone. Neki od njih dosežu 30-40 m (visina) i 10-12 m (promjer). Prilikom isušivanja u obliku filmova i ravnih tokova stvaraju se kaskadne nakupine različitih oblika i veličina.

Osim navedenih široko rasprostranjenih oblika u podzračnim uvjetima (to jest u zraku), nastaju sve vrste bizarnih formacija koje nalikuju cvijeću (antoditi), mjehurićima (žuljevi, baloni), koraljima (koraloidi, kokice, botrioidi), spiralama (heliciti) itd. I obični posjetitelji i stručnjaci su iznenađeni helicitima. Najveći od njih, dugački 2 m, opisani su u Jaulskoj pećini (Južna Afrika). Spiralni gipsani helicit "Spring" dug 80 cm (Fluur-Cave) opisan je na Novom Zelandu. Ogromne gipsane "šape" dugačke 5-7 m opisane su u pećinama Kap-Kutan (Turkmenistan) i Lechugiya (SAD). Mehanizam nastanka takvih oblika nije u potpunosti razjašnjen; mineralozi iz mnogih zemalja bave se njihovim proučavanjem. Posljednjih godina pojavila se nova, aerosolna hipoteza o formiranju nekih podzubnih oblika. Tako se postavlja most između proučavanja kondenzacije i ionizacije zraka i problema speleogeneze.

Subakualni oblici nisu ništa manje raznoliki. Na površini podzemnih jezera formira se tanki mineralni film koji se može pričvrstiti na stijenku kupke ili na stalaktit koji je dosegao nivo vode, pretvarajući se u tanku ploču. Ako nivo vode u kadi varira, tada se formira nekoliko nivoa rasta, nalik na čipkane obloge. U slabo tekućim kupalištima i kanalima podzemnih rijeka stvaraju se brane-goure kapljice, visine od nekoliko centimetara do 15 m (Los Bridgos, Brazil). Na dnu ladica ili u mikrodepresijama u tijelu kapljice često se stvaraju špiljski biseri, poput pravih bisera, koji se sastoje od desetina koncentrata za rast. Odvojeno stoji neverovatna formacija - "mesečevo mleko". Pod različitim uvjetima, može biti polutekuć, kremast, gust, poput svježeg sira, slobodno tekući, poput brašna. Kad se osuši, mjesečevo mlijeko pretvara se u finu bijelu prašinu, a speleolog koji izlazi iz uskog okomitog dimnjaka izgleda kao "protiv dimnjačara". Mjesečevo mlijeko ima stotinjak sinonima, njegovo nastajanje "objašnjeno" je s više od 30 hipoteza. Još ne postoji jedinstvena teorija, kao što vjerovatno ne postoji niti jedan oblik "mjesečevog mlijeka" - poligenetičko je ...

Kao poznati ruski mineralog D.P. Grigoriev (Sankt Peterburg) i jedan od najboljih dijagnostičara pećinskih minerala na svijetu, V.I. U tom smjeru, špilje otvaraju najšire mogućnosti kristalografu i mineralogu, makar i za očuvanje ukrasa kapljica prije njihovog dolaska ... Nažalost, istraživanja zamršenosti mineralogije i geokemije pećina i dalje su amateri. Ovi mukotrpni radovi ne pronalaze kupca - naslage špilja, koje definiraju njihovu vanjsku ljepotu, uglavnom su irelevantne u praksi.

Od 70 -ih. XX vek. situacija se počela polako mijenjati: kroz vanjsku egzotičnost oblika, unutrašnje pravilnosti koje nisu bile samo od mineraloškog interesa počele su sve više opadati. Evo samo nekoliko primjera. Godine 1970., GA Maksimovich, sažimajući raspršene podatke iz mnogih špilja u svijetu, dokazao je da se karbonatne naslage različite morfologije i veličine formiraju pri različitim brzinama dotoka vode. Dakle, pokrovni nasadi i brane nastaju pri protoku vode od 1-0,01 l / s; stalaktiti u obliku konusa od 0,0005 do 0,00001 l / s; ekscentrični oblici - manje od 0,000001 l / s. Briljantno predviđanje ruskih mineraloga NP Chirvinsky i AE Fersman o važnosti usmjerenog rasta minerala sada je razvijeno u koherentan koncept prirodnih olovnih linija i nivoa. U 80 -im. sjajno je korišten za rekonstrukciju najnovijih tektonskih pokreta u kraškim regijama Italije i Francuske u vezi s izgradnjom nuklearnih elektrana. Godišnji ciklusi stalaktita i stalagmita, jasno vidljivi na Sl. 64, ispostavilo se da je samo poseban slučaj ispoljavanja kosmičkih ritmova.

Čitavo poglavlje posvećeno je talentovanoj knjizi geologa i speleologa Vladimira Maltseva "Pećina snova. Pećina sudbine", izdavačka kuća "Astrel", 1997. - mineralogija jedne od najljepših pećina na svijetu - Cap- Kutan u Turkmenistanu - posvećeno je cijelo poglavlje. Paradoksalni naziv ("Nauka o amaterima") nije spriječio autora u popularnom, ali u isto vrijeme - sasvim profesionalno govoreći o modernim idejama o nastanku mnogih mineralnih formacija pećina - od najjednostavnijeg stalaktita do misterioznog ekscentrika.

Hemijski sastav kemogenih naslaga vode također je vrlo zanimljiv. A. E. Fersman početkom XX veka. napisao da su tradicionalne ideje o kalcitu kao glavnom mineralu u pećinama samo djelomično točne. U 80 -im. u temeljnom sažetku šarmantne američke mineraloginje Carol Hill i temperamentnog talijanskog speleologa Paola Fortija / 36 / dati su podaci o 186 minerala svjetskih pećina. Na prvom mjestu po broju mineralnih vrsta (brojnik) su rudni minerali. Prema broju oblika u kojima se kristaliziraju (nazivnik) - karbonati. Pod zemljom se nalazi ukupno 10 klasa minerala: ruda - 59/7; fosfati - 34/4; minerali različitih klasa - 28/6; oksidi - 12/19; silikati - 11/14; karbonati - 10/27; sulfati - 10/16; nitrati - 6/4; hloridi - 4/9; hidroksidi - 4/3. Potvrđeno je i predviđanje A.E. Fersmana o formiranju pećinskih minerala u različitim geohemijskim okruženjima. Očigledno, nisu svi identificirani i okarakterizirani. Konkretno, proučavanje mineralogije termalnih pećina tek počinje (slika 65).

Ledeno kraljevstvo

Hemogene naslage vode stvaraju tekuću i isparljivu vodu. Voda u obliku snijega i leda tipična je za pećine u kojima se konstantno ili sezonski promatraju negativne temperature zraka.

Snježne nakupine nastaju samo u podzemnim šupljinama s velikim ulazima. Snijeg leti u pećinu ili se nakuplja na rudnicima, padajući u malim lavinama. Poznati su slučajevi stvaranja podzemnih snježnih čunjeva zapremine desetine do stotine kubičnih metara na dubini od 100-150 m ispod ulaza (Krim, Bezdonnaya, slika 19). Jedna od najvećih nakupina snijega opisana je u rudniku Snezhnaya (Gruzija). U početku, snijeg ulazi u ulazni lijevak dubine 40 m i površine uz gornji rub 2000 m 2. Odavde ulazi u okno od 130 metara širine 2 do 12 metara (tranzitno područje). Kroz rupu na svom dnu pada na dubinu od 200 m, u Veliku dvoranu, gdje formira stožac površine oko 5 hiljada m 2 i zapremine veće od 50 hiljada m 3. Različitih godina, njegova se konfiguracija mijenja, jer se čepovi snježnog leda ili zaobljene otopljene mrlje stvaraju u snijegu - kanali za otjecanje kiše koji mijenjaju putanju snijega s površine.

Led u pećinama ima drugačiju genezu. Najčešće se snijeg sabija, koji se prvo pretvara u firn, a zatim u led glečera; rjeđe se ovaj led čak počinje kretati, formirajući podzemni glečer (Argentiere, Francuska); Konačno, očuvanje leda nastalog u uvjetima vječnog leda u pećinama (Surprise, Rusija), ili tok kopnenih glečera (Castelgard, Kanada) se vrlo rijetko primjećuje. Drugi način stvaranja špiljskog leda je topljenje snježne vode koja ulazi u hladne (statične) pećine (Buzluk, Ukrajina). Treći način je zračno hlađenje u vjetrovitim (dinamičkim) pećinama (Eisriesenwelt, Austrija), a četvrti je stvaranje sublimacijskih kristala atmosferskog porijekla na ohlađenoj stijeni ili na ledu. Zanimljivo je da led različite geneze ima različitu mineralizaciju: najsvježiji (samo 30-60 mg / l) je sublimacijski i lednički led, a najslaniji je led iz gipsanih i slanih pećina (2 ili više g / l). Poseban slučaj su ledene špilje nastale direktno u ledu planinskih ili šljunkovitih glečera. Njihove sekundarne ledene formacije povezane su s topljenjem i smrzavanjem leda u okolini (Aimfjömet, Norveška itd.)

Ledene špilje najčešće se nalaze u planinama, na nadmorskoj visini od 900 do 2000 m. Jedna od najpoznatijih je Eisriesenwelt u Austriji. Ulaz u njega nalazi se na nadmorskoj visini od 1656 m, led prekriva dno ulazne galerije na udaljenosti do 1 km, zauzimajući površinu od 20-30 hiljada m 2 u različitim godinama. Jedna od najvećih ledenjačkih špilja je Dobsinska (Slovačka). Na površini od 12 hiljada m 2 ovdje se nakupilo više od 145 hiljada m 3 leda, formirajući snažne kaskade (starost leda u njihovim donjim slojevima do 7 hiljada godina) i ledene nanose (starost 1-2) godine). Najpoznatija u Rusiji je ledena pećina Kungur. U njemu se zimi stvaraju ledene nakupine i to samo u ulaznom dijelu. Količina leda koja se formira ovisi o vremenskim uslovima hladnog perioda i posjećenosti pećine.

Kao najjednostavniji mineralni spoj iz skupine oksida, led stvara sve oblike karakteristične za obične sedimente. Češće od drugih postoje "smrznuti vodopadi" - kaskade do 100 m visine (Eisriesenwelt), stalaktiti, stalagmiti, stupovi visoki 10-12 m, razne draperije; rjeđe - ledeni heliciti dugi do 10 cm i prozirni šesterokutni kristali koji tvore agregate do 60 cm u promjeru. Ponekad se podzemna jezera smrzavaju, čiji je glatki površinski led ponekad prekriven odozdo složenim podvodnim oblicima rasta (špilje regije Pinego-Kuloi i Sibir).

9.6. Za gnojiva - pod zemljom

U pećinama se često nakupljaju različiti organogeni naslage: guano, koštana breča, fosforiti, šalitra, koja su odlično gnojivo.

Najraširenije naslage guana su izmet šišmiša ili ptica. U srednjim geografskim širinama rijetko stvara industrijske grozdove. Obično su to tanki međuslojevi ili gomile u obliku stošca visine 1-2 m i promjera 2-5 m, formirane ispod mjesta vezivanja malih (desetina-stotina jedinki) kolonija šišmiša. Na nižim geografskim širinama svih kontinenata, šišmiši formiraju velike kolonije, dostižući 10-25 miliona jedinki (Brackenskaya, Novaya, SAD). U takvim pećinama, kao i u šupljinama u kojima se gnijezde ptice, nakupine gvana dostižu debljinu od 40 m (Kirkulo, Kuba), a rezerve - 100 hiljada tona (Karlsbadskaya, Mamontova, SAD). U brojnim pećinama u Sjevernoj i Južnoj Americi rezerve guana su potpuno iscrpljene; na Kubi se i dalje smatra "crnim zlatom". U pećini Kirkulo godišnje se iskopa do 1000 tona guana, a njegove rezerve se procjenjuju na 80 hiljada tona. Troškovi komercijalnog vađenja guana iznose samo 15% njegove prodajne cijene. Na Tajlandu prihod od eksploatacije nekoliko pećina "guan" doseže 50 hiljada dolara. S tim novcem postoji nekoliko budističkih hramova i društvenih škola.

Guano je najvrjednije gnojivo. Sadrži od 12 do 30% spojeva fosfora, dušika, kalija. Guano gnojivo - koncentrat. Da biste ga koristili bez oštećenja korijenovog sustava biljaka, potrebno ga je "razrijediti" crnom zemljom u omjeru 1: 5, 1:10. Špiljske naslage Guano također se eksploatiraju u Venezueli, Maleziji, Keniji. Mještani ga koriste u supsidijarnoj poljoprivredi u mnogim kraškim regijama svijeta (Francuska, Španija, Italija, Slovenija, Grčka, Uzbekistan, Vijetnam, Australija itd.). Posljednjih decenija, u vezi s "bum šampinjona" u Francuskoj, guano se koristi za uzgoj gljiva.

U pećinama u kojima postoji guano, fosfor i sumpor uključeni u njegov sastav stvaraju kisele otopine koje stupaju u interakciju sa stijenama i sedimentima. Kao rezultat toga, pojavljuju se korozivni oblici - "gvanski" lonci, kupole, niše, kao i čitav spektar (više od 50!) Još uvijek slabo proučenih fosfatnih minerala. U pećinama, gdje se nastavak stvaranja gvanoa nastavlja i danas, fauna je vrlo bogata i specifična, od kojih su mnoge prenosioci bolesti. Za 60-80 godina. dok su istraživali špilje na niskim geografskim širinama, mnogi evropski speleolozi, vrlo osjetljivi na "tropske" viruse, ozbiljno su se razboljeli. Sada su u pećinama s guanom stavili znak upozorenja: "Opasno: histoplazmoza."

Nešto rjeđe, naslage koje sadrže fosfor nastaju u pećinama bogatim ostacima kostiju kralježnjaka. U Evropi su posebno dobro proučene pećine s kostima Drachenhele i Michnitz (Austrija) i Kuersi (Francuska). Naslage koje sadrže fosfor su rastresite pješčano-ilovaste i zemljane stijene crveno-smeđe boje bogate fosfornim oksidom (22-25%), silicijum dioksidom (22-27%), aluminijem i željezom (2-5%). Koštane breče često su cementirane karbonatnim sedimentima. U brojnim pećinama u Belgiji, Francuskoj, Kini, breče koje sadrže ostatke kostiju kralježnjaka potpuno su razvijene za potrebe industrije.

Akumulacije biogenog nitrata (NaNO 3) rijetko se nalaze u pećinama koje su služile kao utočište divljim životinjama ili oborima za stoku. U mnogim pećinama u državama Kentucky (Mamontova), Južna Virginia (Sinnet), Indiana (Wyandot), Georgia (Kingston) u SAD -u, podnožnom Krimu i Kavkazu u 19. stoljeću. za proizvodnju baruta iskopana je šalitra. Konkretno, mala tvornica baruta koja je koristila "pećinske sirovine" radila je u Sevastopolju tokom anglo-francusko-ruskog rata 1854-1855. Zanimljivo je da je prisutnost rozeta od šalitre na zidovima dokaz relativno niske (samo 70-80%) vlažnosti zraka u pećinama.

Strogo govoreći, antropogena nalazišta povezana s ljudskim bićem pod zemljom također su organogena. Imaju brojne značajke, pa ćemo ih razmotriti u nastavku.

Taloženje vrućeg rastvora

U odjeljku "Tajne podzemnih sfera" govorili smo o tome kako su otkrivene hidrotermalne špilje. U njima je pronađen niz uobičajenih i specifičnih minerala čija se ukupna količina brzo povećava do kraja 90 -ih. premašila 30. U nekim slučajevima temperatura stvaranja hidrotermalnih minerala potvrđena je metodom homogenizacije uključaka. Ponekad su nalazi određenih minerala "signal" o mogućnosti stvaranja pećine s vrućim otopinama. Među njima su anhidrit (Diana, Rumunija), ankerit (šupljine koje otvaraju rudnici uglja u Donbasu, Ukrajina), aragonit (Zbrashovskaya, Češka, nekoliko pećina u centralnoj Aziji), barit (Barite, Kirgistan), hematit (vjetar, SAD), kvarc, cinober, rutil (Magija, Tadžikistan) itd. AE Fersman je također neke razlike u zonalnim naslagama kalcita pripisao hidrotermalnim formacijama - mramornom oniksu, u potrazi za kojim je uništen ukras nalik na kap mnogih lijepih pećina. .

Hidrotermalne formacije nemaju samo specifičan sastav, već i oblike izlučivanja. Među njima su česti dobro izrezani kristali, monokristali ili kristali koji rastu jedan preko drugog (islandski spar iz krimskih pećina). I. Kunski je opisao "gejzermite" koji rastu kada hidrotermalne otopine ulaze odozdo. A prema jednoj od hipoteza, stvaranje presjekajućih pregrada - kutija - na zidovima Wind Cavea (SAD) povezano je s hidrotermalnim otopinama.

Proučavanje hidrotermalnih minerala povezuje speleologiju sa proučavanjem mineralnih naslaga. Poznata su krška nalazišta olova i cinka, antimona i žive, urana i zlata, barijuma i celestina, islandskog lopatice i boksita, nikla i mangana, željeza i sumpora, malahita i dijamanata / 17 /. Ovo je posebna, vrlo složena tema koja zahtijeva posebno razmatranje.

9.8. Boje podzemlja

Prvi pokušaj povezivanja prirode minerala s njihovom bojom učinio je A.E. Fersman. Radeći uglavnom u pećinama karbonatnog krša, skrenuo je pažnju na njihov raspon svijetlih boja-od bijelog leda krimskih pećina do žutih i cigleno crvenih sedimenata Tyuya-Muyuna.

60 godina nakon djela Aleksandra Evgenijeviča, znamo mnogo više o boji minerala u pećinama. Ovisi o prisutnosti metalnih iona, stupnju oksidacije i hidratacije njihovih spojeva, prisutnosti mehaničkih nečistoća i organskog materijala / 36 /. Željezo i njegovi oksidi određuju crvenu, narančastu i žutu, smeđe-smeđu i blijedu boju minerala; mangan - plavi; bakar-zelena, plava (plavo-zelena), sivo-žuta; nikal - blijedozeleno i limun žuto; dodatak gline-crvena, narandžasto-smeđa i žuto-smeđa; organske tvari, guano šišmiša, huminske fulvične kiseline - crvena, narančasta, žuta, plava, crveno -smeđa, smeđa, boja jantara. Akromatski tonovi (bijeli, svijetlosivi, sivi) imaju led i brojne minerale koji sadrže primjesu mangana.

Sve ove boje raspoređene su na različite načine na površini ulegnuća, tvoreći jasne slojeve ili ocrtavajući bizarne konture koje ne podliježu sili gravitacije. "Tekstura" površine igra važnu ulogu u percepciji boje. Podloga izgleda potpuno drugačije na svježem prijelomu ili prekrivena tankom željezno-manganskom korom, suha i navlažena vodom.

Vješto poliranje, koje otkriva njihovu unutrašnju strukturu, kapljicama daje posebnu draž (Sl. 64). Konačno, intenzitet svjetla i priroda osvjetljenja igraju značajnu ulogu. Jedan je da se pećina pregleda pod svetlošću stearinske sveće; drugi sa bakljama; treći - sa električnim osvetljenjem. U tom pogledu, pećine su fluidne poput Proteja ...

Menja boju i led. Prekrivajući zidove bunara tankim slojem, gotovo je bezbojan, a kroz njega se "pojavljuje" boja kamena ili kapanja. Što je sloj leda deblji, to je manje proziran i postupno dobiva svoju plavkasto-bijelu ili bijelu nijansu.

U pećini Silica (Slovačka) poznati su nanosi leda crvene boje (zbog primjese glinenih čestica). Ako se voda polako smrzava, led je prozirniji; ako brzo, tada zarobljeni mjehurići zraka određuju mliječnu nijansu leda ...

Boja zidova i propuštanja uvelike određuju senzacije osobe. Često bojanje upozorava: "oprez! Ovdje je došlo do svježeg klizišta"; "ovdje je poplavna zona"; "evo - kamenje pada" ...

Oštre promjene u shemi boja pećina su alarmantne, stvaraju uzvišeno ili, naprotiv, ugnjetavajuće raspoloženje. Nije ni čudo što neki od njih (Aptelek, Mađarska) održavaju koncerte muzike u boji.

Gore smo već govorili o fluorescenciji inkrustacija. Boja njihovog sjaja obično je narančasto-crvena, blijedo zelena, žuto-zelena, plavkasto-zelena, blijedoplava, ljubičasto-plava, ljubičasta. Povezan je s prisutnošću nečistoća u tragovima bakra, cinka, stroncija, mangana. Prisustvo iona željeza, naprotiv, "gasi" sjaj. Zašto se to događa? Energija se emitira i apsorbira u dijelovima - kvantima. Kada atom tvari upije kvant svjetlosti, njegov elektron "skoči" na viši energetski nivo - orbitu dalje od jezgre. Ali takvo uzbuđeno stanje je nestabilno: elektroni nastoje zauzeti položaj u kojem će njihova energija biti najmanja. Stoga se prije ili kasnije ovaj atom vraća u normalno stanje, "razbijajući se" na prethodni nivo i vraćajući razliku u energiji u obliku kvanta svjetlosti. Vrijeme koje elektron provede u pobuđenom stanju je trajanje naknadnog sjaja. U pećinama je nenormalno velik i doseže 2-6 sekundi (obično oko 0,015 sekundi ...). Razlog ovog fenomena još nije razjašnjen, ali to nas ne sprječava da se divimo inkrustracijama, isprva kao da se iznutra prelijevaju vatrom hladne boje, koja ocrtava njihove bizarne obrise i polako blijedi ...

Podzemni vodotoci; 6) kolomacija isključujući - sitni zemljani materijal doveden privremenim površinskim i podzemnim vodama i puneći podzemne šupljine; c) blokade nastale urušavanjem svodova pećina; d) kamenac (stalaktiti, stalagmiti itd.); e) organogene formacije (nakupljanje životinjskih kostiju itd.). O. p. Imaju beznačajnu snagu., Nepravilnog isprekidanog lentikularnog oblika, neslojne ili gruboslojne strukture. Neka nalazišta ruda Fe i Mn, boksita i druga povezana su s O. p. U pećinama se često nalaze koštani ostaci čovjeka iz kamenog doba i predmeti njegove materijalne kulture, čije proučavanje pruža značajnu pomoć stratigrafskim disekcija kvartara isklj.

Geološki rječnik: u 2 toma. - M.: Nedra. Uredili K.N.Paffengolts i drugi.. 1978 .

Pogledajte šta je "PEĆINSKI DEPOZITI" u drugim rječnicima:

pećinske naslage- Talozi koji popunjavaju kraške praznine Teme naftne i plinske industrije EN pećinska ležišta… Tehnički vodič za prevodioce

Nakupine krhotina i netaknutih kostiju sisavaca koje se nalaze u pećinama obično su cementirane željeznom, pjeskovitom glinom ili glinenim cementom. Pogledajte pećinske naslage. Geološki rječnik: u 2 toma. M.: Nedra. Uredio K.N. ... Geološka enciklopedija

Prirodne kombinacije genetskih tipova kontinentalnih ex. Najneobičniji od njih kombinira eluvijalne formacije koje čine koru vremenskih utjecaja. Ovdje navedeni eluvij i tlo, prema porijeklu, samo se uvjetno odnose na ... ... Geološka enciklopedija

Pećinske špilje Yungang je kompleks od 252 vještačke špilje 16 km jugoistočno od kineskog grada Datong, provincije Shanxi. Sadrži do 51.000 slika Bude, od kojih su neke visoke 17 metara. Yungang je ... ... Wikipedia

Sadržaj 1 Pećine prema porijeklu 1.1 Kraške pećine ... Wikipedia

Istorija Gruzije ... Wikipedia

Predmet proučavanja. Predmet istraživanja arheologije Novog svijeta je historija i kultura američkih domorodačkih naroda u Americi. Rasa homogena, američki Indijanci predstavljaju glavnu granu ... ... Collierova enciklopedija

Lista UNESCO -ve svjetske baštine u Narodnoj Republici Kini uključuje 41 stavku (u 2011.), što je 4,3% od ukupnog broja (962 u 2012.). 29 lokacija je navedeno po kulturnim kriterijima, 8 ... ... Wikipedia

Geološko vrijeme prikazano na dijagramu naziva se geološki sat koji prikazuje relativnu dužinu ... Wikipedia

- (engleska Chemeia chemistry; engleski Genes birth) sedimentne stijene nastale na dnu rezervoara tokom hemijskog taloženja iz rastvora ili tokom isparavanja vode. Isparavanje igra važnu ulogu u njihovom formiranju, stoga njihovo drugo ime ... ... Wikipedia

Voda ne samo da stvara pećine, već ih i ukrašava. Hemogene formacije koje pećine čine nevjerojatno lijepim i jedinstvenim iznimno su raznolike. Formirali su se milenijumima. Glavnu ulogu u njihovom formiranju imaju infiltracijske vode koje prodiru kroz debljinu karbonatnih stijena i kaplju sa stropa krških pećina. U prošlosti su se ti oblici zvali kapaljke, a pravljena je razlika između "gornji pad" i "donji pad".

Po prvi put, porijeklo formacija kapanja objasnio je veliki ruski naučnik M. V. Lomonosov: „Gornja kap po kap je poput ledenih ledenica. Viseći na lukovima prirodnih ulaza. Kroz ledenice, od kojih je ponekad sraslo mnogo različitih dužina i debljina, odozgo prolaze vertikalni bunari različite širine, iz kojih kaplje planinska voda, njihova geografska dužina se povećava i proizvodi niži pad koji raste od padanja kapi s gornjih ledenica. Boja kape, a posebno vrha, uglavnom je poput skale, bijela, sivkasta; ponekad, poput dobre krpe, zelene ili potpuno snažne " .

Tekuće formacije obično nastaju nakon pojave podzemnih šupljina (epigenetske) i vrlo rijetko istovremeno s njima (singenetske). Potonji se očito ne primjećuju u kraškim špiljama.

Hemogene naslage pećine su dugo privlačile pažnju istraživača. U međuvremenu, pitanja njihove klasifikacije i tipizacije donedavno su bila izuzetno slabo razvijena. Među posebnim studijama, rad V. I. na zidovima i podovima pećina), koraliti (ova vrsta uključuje mineralne agregate nastale iz kapilarnih vodenih filmova na površini podzemnih šupljina i kalupa za kapanje) i antoliti (ovaj tip je predstavljen paralelnim vlaknasti agregati lako rastvorljivih minerala koji se tokom rasta uvijaju i cijepaju - gips, halit itd.). Iako se ova tipizacija temelji na svojstvu genetske klasifikacije, teoretski nije dovoljno potkrijepljena.

Od najvećeg interesa su klasifikacije kemogenih oblika koje su predložili GA Maksimovich (1963) i Z. K. Tintilozov (1968). Na osnovu razmatranja ovih studija, hemogene formacije mogu se podijeliti na sljedeće glavne tipove: sinterne, koloromorfne i kristalne.

Kapljačke formacije, koje su rasprostranjene u pećinama, prema obliku i načinu podrijetla, podijeljene su u dvije velike grupe: stalaktit, nastao uslijed vapnenačke tvari oslobođene iz kapljica koje vise na stropu, i stalagmit, nastale uslijed tvari oslobođene iz pale kapi.

Među kapljastim stalaktitnim formacijama razlikuju se gravitacijske (tankocijevne, stožaste, lamelarne, zavjese itd.) I anomalne (uglavnom heliktiti).

Posebno su zanimljivi tankocijevni stalaktiti koji ponekad tvore cijele kalcitne šikare. Njihovo stvaranje povezano je s oslobađanjem kalcijevog karbonata ili halita iz infiltracijskih voda. Procurevši u pećinu i pogodivši nove termodinamičke uvjete, infiltracijske vode gube dio ugljičnog dioksida. To dovodi do oslobađanja koloidnog kalcijevog karbonata iz zasićene otopine, koja se taloži duž oboda kapljice koja pada sa stropa u obliku tankog valjka (Maksimovich, 1963). Postepeno se nakupljajući valjci pretvaraju u cilindar, tvoreći tanke cjevaste, često prozirne stalaktite. Unutrašnji promjer cjevastih stalaktita je 3-4 mm, debljina stjenke obično ne prelazi 1-2 mm. U nekim slučajevima dostižu 2-3 pa čak i 4,5 m duljine.

Najčešći stalaktiti su stalaktiti konusnog oblika (slika 3). Njihov rast je određen vodom koja teče niz tanku šupljinu koja se nalazi unutar stalaktita, kao i protokom kalcitnog materijala duž površine kapanja. Često se unutrašnja šupljina nalazi ekscentrično (slika 4). Od otvaranja ovih cijevi svaka 2-3 minute. kaplje čista voda. Dimenzije konusnih stalaktita, koji se nalaze uglavnom duž pukotina i dobro ih ukazuju, određene su uvjetima dotoka kalcijevog karbonata i veličinom podzemne šupljine. Obično stalaktiti ne prelaze 0,1-0,5 m u dužinu i 0,05 m u promjeru. Ponekad mogu doseći 2-3, čak 10 m dužine (pećina Anakopia) i promjera 0,5 m.

Zanimljivi su sferni (lukovičasti) stalaktiti nastali kao posljedica začepljenja otvora cijevi. Na površini stalaktita pojavljuju se aberaciona zadebljanja i uzorci izraslina. Sferni stalaktiti često su šuplji zbog sekundarnog otapanja kalcija vodama koje ulaze u pećinu.

U nekim pećinama, gdje postoji značajno kretanje zraka, postoje zakrivljeni stalaktiti - anemoliti, čija je os odstupljena od okomite. Formiranje anemolita određeno je isparavanjem visećih kapljica vode na zavjetrinskoj strani stalaktita, zbog čega se savija u smjeru strujanja zraka. Kut savijanja nekih stalaktita može doseći 45 °. Ako se smjer kretanja zraka povremeno mijenja, tada nastaju cik -cak anemoliti. Zavese i draperije koje vise sa plafona pećina sličnog su porekla sa stalaktitima. Povezani su s infiltracijskom vodom koja curi duž duge pukotine. Neke zavjese, izrađene od čistog kristalnog kalcita, potpuno su prozirne. U njihovim donjim dijelovima često se nalaze stalaktiti s tankim cijevima na čijim krajevima vise kapljice vode. Kalcitne kapljice mogu izgledati kao okamenjeni vodopadi. Jedan od ovih vodopada zabilježen je u špilji pećine Anakopia u Tbilisiju. Visina mu je oko 20 m, a širina 15 m.

Heliktiti su složeni ekscentrični stalaktiti koji su dio podskupine anomalnih stalaktitnih formacija. Nalaze se u različitim dijelovima kraških špilja (na stropu, zidovima, zavjesama, stalaktitima) i imaju najrazličitiji, često fantastičan oblik: u obliku zakrivljene igle, složene spirale, uvijene elipse, kruga, trokuta itd. Iglasti heliciti dosežu 30 mm u dužinu i 2-3 mm u promjeru. Oni su monokristal, koji kao rezultat neravnomjernog rasta mijenja svoju orijentaciju u prostoru. Postoje i polikristali koji su prerasli jedan u drugi. U dijelu acikularnih helicita koji rastu uglavnom na zidovima i stropu pećina, ne može se pratiti središnja šupljina. Bezbojni su ili prozirni, sa šiljatim krajem. Spiralni heliciti razvijaju se uglavnom na stalaktitima, posebno tankocjevastim. Sastoje se od mnogih kristala. Unutar ovih helicitita nalazi se tanka kapilara kroz koju otopina doseže vanjski rub agregata. Kapljice vode nastale na krajevima heliktita, za razliku od cjevastih i konusnih stalaktita, ne odvajaju se dugo (mnogo sati). Ovo određuje izuzetno spor rast helicita. Većina njih pripada tipu složenih formacija koje imaju bizarno zamršen oblik.

Najsloženiji mehanizam nastanka helicita još uvijek je nedovoljno proučen. Mnogi istraživači (N. I. Krieger, B. Jeze, G. Trimmel) povezuju stvaranje helicitita s blokadom kanala rasta tankih cjevastih i drugih stalaktita. Voda koja ulazi u stalaktit prodire u pukotine između kristala i izlazi na površinu. Tako počinje rast helicita, zbog prevlasti kapilarnih sila i sila kristalizacije nad gravitacijom. Očigledno je da je kapilarnost glavni faktor u stvaranju složenih i spiralno sličnih heliktita, čiji smjer rasta u početku uvelike ovisi o smjeru međukristalnih pukotina.

F. Chera i L. Mucha (1961) eksperimentalnim fizičko -kemijskim istraživanjima dokazali su mogućnost taloženja kalcita iz zraka pećina, što uzrokuje stvaranje heliktita. Vazduh sa relativnom vlažnošću od 90-95%, prezasićen najmanjim kapljicama vode kalcijum bikarbonatom, ispostavlja se kao aerosol. Kapljice vode koje padaju na izbočine zidova i kalcitne formacije brzo isparavaju, a kalcijev karbonat se taloži. Najveća brzina rasta kristala kalcita ide duž glavne osi, uzrokujući stvaranje iglastih helicitita. Posljedično, u uvjetima kada je disperzijski medij tvar u plinovitom stanju, helictiti mogu rasti zbog difuzije otopljene tvari iz okolnog aerosola. Na ovaj način nastali heliciti ("efekat aerosola") nazivaju se "pećinski mraz".

Uz začepljenje hranidbenog kanala pojedinih tankocjevastih stalaktita i "aerosolni učinak", na stvaranje helicitita, prema nekim istraživačima, utječe i hidrostatički pritisak krških voda (L. Yakuch), posebnosti cirkulacija vazduha (A. Vikhman) i mikroorganizmi. Ove odredbe, međutim, nisu dovoljno obrazložene i, kako su pokazale studije posljednjih godina, uvelike su kontroverzne. Stoga se morfološke i kristalografske značajke ekscentričnih sinteriranih oblika mogu objasniti ili kapilarnošću ili djelovanjem aerosola, kao i kombinacijom ova dva faktora.

Najveći interes predstavljaju pitanja o strukturi stalaktita, značajkama njihovog formiranja i brzini rasta. Ovim pitanjima su se bavili A. N. Churakov (1911), N. M. Sherstyukov (4940), G. A. Maksimovich (1963) i Z. K. Tintilozov (1968).

Stalaktiti se sastoje uglavnom od kalcita, koji čini 92-100%. Kristali kalcita imaju tabelarni, prizmatični i druge oblike. U uzdužnim i poprečnim presjecima stalaktita pod mikroskopom se mogu pratiti vretenasta zrna kalcita duga do 3-4 mm. Nalaze se okomito na zone rasta stalaktita. Prostori između vretenastih zrna ispunjeni su sitnozrnim (do 0,03 mm u prečniku) kalcitom. Pri velikom povećanju, pojedina zrna sitnozrnatog kalcita pokazuju fino kristalnu zrnatu strukturu (slika 5). Ponekad sadrže značajnu količinu amorfnog i vapnenastog materijala. Kontaminacija stalaktita glinenim pelitnim materijalom, koji se može pratiti u obliku tankih paralelnih slojeva, određuje njegovu trakastu strukturu. Traka se proteže preko udara kristala. Povezan je s promjenom sadržaja nečistoća u ulaznoj otopini tijekom rasta stalaktita.

Brzina rasta stalaktita određena je brzinom dotoka (učestalost kapanja) i stupnjem zasićenja otopine, prirodom isparavanja, a posebno parcijalnim tlakom ugljičnog dioksida. Učestalost kapljica koje padaju sa stalaktita varira od nekoliko sekundi do nekoliko sati. Ponekad se pad kapljica koje vise na krajevima stalaktita uopće ne opaža. U ovom slučaju, očito, voda se uklanja samo zbog isparavanja, što dovodi do izuzetno sporog rasta stalaktita. Posebna istraživanja koja su izveli mađarski speleolozi pokazala su da je tvrdoća vode kapljica koje vise sa stalaktita veća od one koja pada sa 0,036-0,108 meq. Posljedično, rast stalaktita prati smanjenje sadržaja kalcija u vodi i oslobađanje ugljičnog dioksida. Ovim istraživanjima utvrđena je i značajna promjena tvrdoće stalaktitnih voda tokom godine (do 3,6 meqeka), a najmanja tvrdoća opaža se zimi, kada se sadržaj ugljičnog dioksida u vodi smanjuje zbog slabljenja vitalne aktivnosti mikroorganizmi. Naravno, to utječe na brzinu rasta i oblik stalaktita u različitim godišnjim dobima.

Posebno su zanimljiva direktna opažanja (do sada rijetka) brzine rasta stalaktita. Zahvaljujući njima, bilo je moguće ustanoviti da stopa rasta kalcitnih stalaktita u različitim podzemnim šupljinama i u različitim prirodnim uslovima, prema G. A. Maksimoviču (1965), varira od 0,03 do 35 mm godišnje. Halitni stalaktiti rastu posebno brzo. U uslovima dotoka visoko mineralizovanih voda natrijum -hlorida, stopa rasta stalaktita u rudniku Shorsu (centralna Azija, greben Alay), prema istraživanju NP Juškin (1972), varira od 0,001 do 0,4 mm dnevno: u nekim slučajevima dostižu 3, 66 mm dnevno ili 1.336 m godišnje.

Stalagmiti čine drugu veliku grupu formacija kapanja. Formiraju se na podu kraških špilja i obično rastu prema stalaktitima. Kapljice koje padaju sa stropa probijaju malu (do 0,15 m) stožastu fosu u naslagama dna špilje. Ova se rupa postupno puni kalcitom, koji tvori neku vrstu korijena, a stalagmit počinje rasti prema gore.

Stalagmiti su obično male veličine. Samo u nekim slučajevima dosežu visinu od 6-8 m s promjerom donjeg dijela 1-2 m. Na područjima gdje se spajaju sa stalaktitima pojavljuju se kalcitni stupovi ili stalagnati najrazličitijih oblika. Uzorci ili uvijeni stupovi posebno su lijepi.

Ovisno o obliku, stalagmiti imaju mnogo naziva. Postoje konusni stalagmiti, pagodasti, palmi, stalagmiti u obliku štapa, koraliti (stalagmiti u obliku stabla koji liče na koraljno grmlje) itd. Oblik stalagmita određen je uvjetima njihovog formiranja, a prije svega stupnjem zalivanja pećine.

Stalagmiti, koji izgledaju poput kamenih ljiljana u pećini Iveria u pećini Anakopia, vrlo su originalni. Njihova visina doseže 0,3 m. Gornji rubovi takvih stalagmita su otvoreni, što je povezano s prskanjem vodenih kapi koje padaju s velike visine, te nakupljanjem kalcijevog karbonata duž stijenki formirane jame. Zanimljivi stalagmiti sa rubovima, koji podsjećaju na svijećnjake (špilja Tbilisije pećine Anakopia). Rubovi se formiraju oko periodično poplavljenih stalagmita (Tintilozov, 1968).

Postoje ekscentrični stalagmiti. Njihova zakrivljenost često je uzrokovana sporim kretanjem talusa na kojem se formiraju. U tom se slučaju baza stalagmita postupno pomiče prema dolje, a kapljice koje padaju na isto mjesto savijaju stalagmit prema vrhu talusa. Takvi se stalagmiti primjećuju, na primjer, u pećini Anakopia.

Stalagmiti se odlikuju slojevitom strukturom (slika 6). U presjeku se izmjenjuju koncentrično smješteni bijeli i tamni slojevi čija debljina varira od 0,02 do 0,07 mm. Debljina sloja po obodu nije ista, jer se voda koja pada na stalagmit širi neravnomjerno po njegovoj površini.

Istraživanja F. Vitaseka (1951.) pokazala su da su rastući slojevi stalagmita polugodišnji proizvod, pri čemu bijeli slojevi odgovaraju zimskom razdoblju, a tamni ljetnom, budući da se tople ljetne vode odlikuju povećanim sadržajem metalnih hidroksida i organskih spojeva u odnosu na vode u zimskom periodu. Bijele slojeve odlikuje kristalna struktura i okomiti raspored zrna kalcita na površinu slojeva. Tamni slojevi su amorfni, njihova kristalizacija je spriječena prisustvom koloidnog hidrata željezovog oksida.

Sa snažnim povećanjem tamnih slojeva, otkrivena je izmjena mnogih bijelih i tamnih vrlo tankih slojeva, što ukazuje na višestruku promjenu tokom godine u uslovima perkolacije infiltracionih voda.

Stroga izmjena u presjeku bijelih i tamnih slojeva koristi se za određivanje apsolutne starosti stalagmita, kao i podzemnih šupljina u kojima nastaju. Proračuni daju zanimljive rezultate. Tako je za starost stalagmita iz pećine Kizelovskaya (srednji Ural), koji je dostigao 68 cm u promjeru, utvrđeno 2500 godina (Maksimovich, 1963). Starost stalagmita nekih stranih pećina, određena polugodišnjim prstenovima, bila je 600 hiljada godina. (Prema istraživanju F. Vitaseka, u pećinama Demenovskie u Čehoslovačkoj stalagmit od 1 mm nastaje za 10 godina, a za 10 mm - za 500 godina.) Ova zanimljiva metoda, koja je sve rasprostranjenija, ali je još daleko od savršenog i treba pojašnjenje ...

U uzdužnom presjeku stalagmit se sastoji, takoreći, od mnoštva tankih kapica postavljenih jedna na drugu. U središnjem dijelu stalagmita vodoravni slojevi kalcita strmoglavo se spuštaju prema njegovim rubovima (vidi sliku 6).

Stopa rasta stalagmita vrlo je različita. Ovisi o vlažnosti zraka u pećini, karakteristikama njenog cirkuliranja, količini dotoka otopine, stupnju koncentracije i temperaturnom režimu. Promatranja su pokazala da stopa rasta stalagmita varira od desetina do nekoliko milimetara godišnje. U tom smislu posebno su zanimljivi radovi čehoslovačkih istraživača koji su radiokarbonskom metodom odredili starost krških formacija. Utvrđeno je da stopa rasta stalagmita u pećinama Čehoslovačke iznosi 0,5-4,5 cm na 100 godina (G. Franke). U dugoj i složenoj istoriji formiranja formacija kapanja, epohe nakupljanja materijala mogu se smenjivati ​​sa periodima njegovog rastvaranja.

Za sintetizirane kalcitne formacije karakterističan je fenomen luminiscencije koji je povezan s prisutnošću aktivirajućih nečistoća u njima. Ozračene bljeskalicom, formacije sintera svijetle žutom, blijedozelenom, azurno plavom i plavom svjetlošću. Ponekad emitiraju zasljepljujuće bijelo, čak i svjetlo koje kao da izvire iz ovih nevjerojatno lijepih oblika. Najsjajnija luminiscencija uočena je za rezove s primjesom mangana.

TO kolomorfne formacije uključuju brane kalcita (gurui), kalcitnu koru, kalcitne filmove, pećinske bisere (oolite) i kameno mlijeko. Gursi i pećinski ooliti, sastavljeni uglavnom od tufa, donekle se razlikuju po strukturi, poroznosti i zapreminskoj težini od drugih formacija kapanja, što ih omogućuje razlikovati u posebnu skupinu. Međutim, ova podjela je uglavnom proizvoljna.

Kalcitne brane ili gursi, brane podzemnih jezera prilično su rasprostranjene. U Sovjetskom Savezu zabilježene su u 54 špilje. Gursi se uglavnom nalaze u vapnencu, a mnogo rjeđe u dolomitnim šupljinama. Nastaju u vodoravnim i kosim prolazima kao rezultat taloženja kalcijevog karbonata iz otopine, što je povezano s oslobađanjem ugljičnog dioksida uslijed promjene temperature toka vode pri kretanju duž podzemne galerije. Obrisi brana, koji obično imaju oblik pravilnog ili zakrivljenog luka, određeni su uglavnom izvornim oblikom izbočina podnog dijela špilje. Visina baraža varira od 0,05 do 7 m, a dužina doseže 15 m. Prema morfološkim karakteristikama, gurui se dijele na arealne i linearne. Potonji su razvijeni uglavnom u uskim prolazima s podzemnim tokovima, koji se dijele u zasebne rezervoare površine do 1000 m 2 i više.

Protok vode ne samo da stvara brane od kalcita, već ih i uništava. Promjenom protoka i mineralizacijom podzemnih voda pod utjecajem erozije i korozije, u žljebovima se stvaraju rupe, pukotine i usjeci. To dovodi do stvaranja suhe gure koja ne može zadržati vodu. Kao rezultat daljnjeg otapanja i erozije, samo visoko korodirane izbočine, uočene na podu i zidovima šupljine, ostaju na mjestu brane od kalcita. Prema debljini sezonskog polusloja (0,1 mm), V.N.Dublyansky odredio je starost gursa u Crvenoj pećini. Ispostavilo se da je star oko 9-10 hiljada godina.

Brane od kalcita posebno su zanimljive u pećinama Krasnaya, Shakuranskaya i Kutukskaya IV. U udaljenom dijelu Crvene špilje zabilježeno je 36 kaskadnih kaskada visine od 2 do 7 m i dužine do 13 m na dužini od 340 m. Njihova širina ponekad doseže 6 m. Podzemni tok potoka je blokiran. 34 brane mliječno bijelog kalcita. Visina im doseže 2 m, a dužina 15 m. Ovdje su pronađeni takozvani zapečaćeni gursi (kalcitne komore). Bare o kojima razmišljaju potpuno su prekrivene kalcitnim filmom. Jedan od prolaza pećine Shakuran (Kavkaz), koji doseže 400 m dužine, podijeljen je branama od kalcita na 18 jezera dubine od 0,5 do 2 m.

Kalcitna kora obično nastaje u podnožju zidova, duž kojih se voda slijeva u pećinu. Površina mu je u pravilu neravna, kvrgava, ponekad nalikuje valovitim valovima. Debljina kalcitne kore u nekim slučajevima prelazi 0,5 m.

Na površini podzemnih jezera s visoko mineraliziranom vodom ponekad se primjećuju bijeli kalcitni filmovi. Formirani su od kristala kalcita koji slobodno plutaju na površini vode. Spajajući jedan s drugim, ti kristali tvore prvo tanki film koji pluta na površini vode u obliku zasebnih mrlja, a zatim kontinuirani film kalcita koji prekriva cijelo jezero, poput ledenog pokrivača. Na jezerima koje brani gurami, stvaranje filmova počinje s obale. Postepeno se širi, film zauzima cijelu vodenu površinu. Debljina filmova je mala. Ona varira od nekoliko desetina milimetra do 0,5 cm ili više. Ako nivo jezera padne, tada se može stvoriti razmak između površine vode i filma. Kalcitni filmovi su pretežno sezonski. Javljaju se tijekom sušnih razdoblja, kada se u jezerskoj vodi primjećuje visoka koncentracija iona kalcija i bikarbonata. Kad obilna kiša i otopljena snježna voda uđu u pećinu, kalcitni filmovi na površini podzemnih jezera se uništavaju.

Prema LS Kuznetsovoj i PN Chirvinsky (1951), kalcitni film je mozaik zrna promjera 0,05-0,1 mm. Orijentacija zrna je poremećena. Po prirodi boje podijeljeni su u dvije grupe. Neki, smećkasti i zamućeni, slabo su prozirni, dok drugi, bezbojni, prozirniji, djeluju vlaknasto. Što se tiče mineraloškog sastava, obje grupe zrna predstavljene su čistim kalcijum karbonatom. Gornja površina kore je pod mikroskopom kvrgava, a donja je potpuno glatka.

Uz kalcitne filmove, gips se nalazi i na površini jezera. Poput prozirnog leda, ne prekrivaju samo vodenu površinu jezera, već i njegove glinene obale. Takav film može se vidjeti posebno na površini jezera Kungurske ledene špilje.

U mnogim pećinama razvijenim u karbonatnim stijenama nalaze se male loptice kalcita koje se zovu ooliti ili pećinski biseri. Biseri su ovalni, eliptični, sferni, poliedarski ili nepravilni. Njihova duljina obično varira od 5 do 14 mm, a širina - od 5 do 11 mm. Najveći oolit u Sovjetskom Savezu pronađen je u rudniku Maanikvarskaya, koji je dio pećinskog sistema Anakopia. Dužina mu je 59 mm. Po obliku i veličini podsjećao je na kokošje jaje. Dominiraju spljošteni biseri. Ponekad su cementirani u nekoliko komada (10-20) i tvore oolitski konglomerat. Ooliti su bijele ili žućkaste boje. Površina im je mat, glatka ili hrapava.

Pećinski biseri sastavljeni su uglavnom (do 93%) od kalcita. U presjeku ima koncentričnu strukturu sa izmjenjivanjem svijetlih i tamnih slojeva. Debljina slojeva može varirati. U središnjem dijelu bisera nalaze se zrnca kvarca, kalcita ili komadići gline, oko kojih rastu ljuske koloidnog kalcijevog karbonata. Zanimljivo je da su kristalne ljuske oolita međusobno odvojene tankim slojevima pelitomorfnog krečnjaka.

Pećinski biseri nastaju u plitkim podzemnim jezerima koja se hrane kapljicama vode zasićene kalcijevim karbonatom koje kaplju sa stropa. Važan uvjet za stvaranje oolita je njihova kontinuirana rotacija. Kako agregati rastu, njihova rotacija se usporava, a zatim potpuno prestaje, jer potpuno napune kupelj u kojem se formiraju.

Rast oolita ovisi o mnogim faktorima. Pod povoljnim uslovima formiraju se vrlo brzo (u Postoinskoj jami u Jugoslaviji oko 50 godina). U pećini Khralupa (Bugarska) pronađeni su ooliti promjera 5-6 mm, koji su se sastojali od samo 3-4 koncentrična sloja. Stoga se njihova starost može odrediti na 3-4 godine. Međutim, mogućnost korištenja podloge od kalcita za određivanje starosti kemogenih formacija treba tretirati s velikim oprezom, jer "... učestalost taloženja kalcijevog karbonata ne poklapa se s godišnjim dobima, već je određena samo promjenama količine dolazne vode, njene temperature i okolnog zraka. "

Pećinski biseri pronađeni u Sovjetskom Savezu u pećinama Divya, Kizelovskaya, Krasnaya, Anakopiyskaya, Shakuranskaya, Vakhushti, Makrushinskaya i u nekim drugim ne razlikuju se po kemijskom sastavu od biogenih bisera morskih mekušaca, budući da su oba sastavljena od kalcijevog karbonata. U međuvremenu, pravi biseri razlikuju se od pećinskih po izraženom sedefnom sjaju, karakterističnom za aragonit, koji predstavlja biogene bisere. . Aragonit je, međutim, nestabilna modifikacija kalcijevog karbonata i spontano se pretvara u kalcit. Istina, na običnim temperaturama ova transformacija se odvija prilično sporo.

Među vapnenačkim formacijama, mjesečevim ili kamenim, posebno je zanimljivo mlijeko, koje je tipičan koloid. Pokriva svodove i zidove pećina na područjima gdje voda izvire iz uskih pukotina i u uvjetima slabog isparavanja snažno razrjeđuje stijenu koja po izgledu podsjeća na krečno tijesto, kremastu masu ili mlijeko od bijelog kamena. Ovaj vrlo rijedak i još neotkriven prirodni fenomen zabilježen je u Krasnaji (Krim), Kizelovskoj (Ural), Anakopijskoj (Kavkaz) i nekim drugim pećinama Sovjetskog Saveza.

Na zidovima i stropu nekih pećina nalaze se kristali različitih autohtonih minerala: kalcita, aragonita, gipsa i halita. Među kristalne formacije posebno su zanimljivi cvjetovi kalcita, aragonita i gipsa (antoditi) u obliku greda i rozeta kristala, koji ponekad dosežu i nekoliko centimetara u dužinu. Trenutno se nalaze isključivo u suhim područjima pećina. Njihovo je podrijetlo očito povezano, s jedne strane, s kristalizacijom karbonatnih kondenzacijskih kapi, a s druge s korozijom krških stijena kondenzacijskim vodama. Studije su pokazale da su to uglavnom drevne formacije. Nastali su u drugim, drugačijim od sadašnjih, hidrološkim i mikroklimatskim uvjetima. Postoje i moderni oblici.

Uz antodite, zanimljive su četke kristala kalcita, aragonita, gipsa i halita koje pokrivaju značajne dijelove zidova i stropova pećina. Takve kristalne galerije zabilježene su u mnogim podzemnim šupljinama SSSR -a (Kryvchenskaya, Krasnaya, Divya itd.).

V.I.Stepanov (1971) proučavao je glavne zakonitosti formiranja hemogenih naslaga i posebnosti nakupljanja kristalizacije u pećinama na primjeru ponora Anakopije. Prema njegovom mišljenju, opći tok kristalizacije svakog zasebnog dijela ove pećine slijedi shemu: tuf stalaktit -stalagmitna kora - kalcit stalaktit -stalagmitna kora - koraliti - gips.

Najdetaljniju shemu speleolitogeneze razvio je G. A. Maksimovič (1965). Pokazao je da priroda i morfologija kemogenih formacija ovise o količini dotoka vode i parcijalnom pritisku ugljičnog dioksida, koji se značajno mijenjaju u različitim fazama razvoja pećine. Pri velikim dotocima vode (1-0,1 l / s), kalcijev karbonat koji ispadne iz otopine stvara pokrivače i gurue na dnu špilje (slika 7). Potonji se često nalaze u kaskadama. Kada se dotok vode iz pukotina i rupa na stropu špilje smanji, stvaraju se uvjeti za stvaranje masivnih (0,01-0,001 l / sek), pagodastih (0,001-0,005 l / sek) i palmi (0,005-0,0001 l / sec) stalagmiti. S daljnjim smanjenjem dotoka vode zasićene kalcijevim karbonatom, pojavljuju se najprije stožasti stalaktiti (10 -4 -10 -5 l / s), a zatim -ljepljivi stalagmiti (10 -5 -10 -6 l / s). Posebno je zanimljiva klasa dotoka sa protokom od 10 -4 -10 -5 l / s (ili 0,1- -0,01 cm 3 / s), koji određuju prijelaz iz donje litoakumulacije u gornju, kao i njihov zajednički razvoj. Sa zanemarivim dotocima vode, cjevastim stalaktitima (10 -3 -10 -5 cm 3 / s), složenim stalaktitima sa širokom bazom (10 -5 -10 -6 cm 3 / s) i ekscentričnim stalaktitima (10 -6 -10 - 7 cm 3 / sek). Kondenzacijske vode također sudjeluju u stvaranju ekscentričnih stalaktita. U ovoj fazi speleolitogeneze sile kristalizacije dominiraju nad silom gravitacije, koja je igrala veliku ulogu u slučaju značajnijih dotoka. Konačna karika u genetskom nizu hemogenih formacija su kristalni oblici povezani s taloženjem kalcita iz kondenzacijskih voda, koji u ovoj fazi predstavljaju jedini izvor opskrbe vlagom.

Shema formiranja speleoforma koju je predložio G. A. Maksimovič (1965) od velikog je teorijskog i metodološkog značaja. Omogućuje nam da ocrtamo skladan genetski niz karbonatne litogeneze u pećinama, na temelju uzimanja u obzir kvantitativnih pokazatelja otjecanja podzemnih voda i parcijalnog pritiska ugljičnog dioksida, čija je promjena s vremenom povezana sa fazama razvoja krških šupljina . U ovoj shemi, nažalost, nije utvrđen položaj mnogih raširenih oblika kapanja (stupovi, zavjese, draperije itd.), Što je, s jedne strane, posljedica ograničenog materijala eksperimentalnih opažanja, a s druge strane , na općenito loš razvoj problema koji se razmatra.

Hemogene ili vodeno-kemogene tvorevine koje mnoge pećine čine izvanredno lijepima samo su jedna vrsta pećinskog sedimenta. Osim njih u pećinama (prema klasifikaciji D.S.Sokolova i G.A.Maksimovicha) postoje i različiti drugi sedimenti, koji se prema porijeklu dijele na zaostale, vodeno-mehaničke, klizišne, glaciogene, organogene, hidrotermalne i antropogene.

Preostali depoziti nastaju kao rezultat ispiranja krških stijena i nakupljanja nerastvorljivih ostataka na dnu pećina, predstavljenih uglavnom česticama gline. Pećinske gline najbolje se proučavaju u suhim galerijama pećine Anakoli, gdje dosežu debljinu od 0,45 m. Gornji dio zaostale gline sastoji se uglavnom od fino raspršenih čestica, a donji dio od neravnomjerno zrnatih. U sastavu ovih glina dominiraju (više od 63%) čestice veličine 0,1 do 0,01 mm (Tabela 1).

Vodeno-mehaničke naslage predstavljeni su naplavinama podzemnih rijeka, sedimentima pećinskih jezera i alohtonim materijalom dovedenim u pećine kroz pukotine, orgulje i bunare. Sastavljeni su od pjeskovito-glinenog materijala. Ove naslage obično nisu jako debele. Samo ispod cijevi za orgulje stvaraju glinene krhotine, ponekad u obliku šiljastih čunjeva visine do 3 m ili više.

Posebno su zanimljive plastične gline pećine Anakopia, koje zauzimaju površinu veću od 10 hiljada m 2. Pokrivaju pod pećine Clay i većinu pećina Abhazije i Georgian Cavers. Pretpostavlja se da debljina ovih glina doseže 30 m. Plastične gline tvore uglavnom najmanje čestice promjera manjeg od 0,01 mm, što čini preko 53%. Imaju aleuritsko-pelitičku strukturu i obično su obojeni vodovodnim oksidima željeza. Ove gline nastale su kao posljedica taloženja malih čestica na dnu privremenih rezervoara nastalih u južnom dijelu špilje, uslijed prodora atmosferskih padavina koje karakterizira značajna zamućenost. Učestalost i trajanje nakupljanja plastičnih glina potvrđeni su prisutnošću različitih horizonta u njima.

Naslage klizišta obično se sastoje od velikih kaotično nagomilanih blokova stijena koji su pali s lukova i zidova podzemnih šupljina. Zanimljivi proračuni u tom pogledu izvedeni su u pećini Anakopia. Pokazali su da je zapremina urušenog materijala u pećinama Hrama, Abhazije i gruzijskih speleologa približno 450 hiljada m3 (tj. Više od milion tona stijena), a volumen pojedinih blokova doseže 8-12 m3. Snažne gomile blokova zabilježene su i u mnogim drugim pećinama (slika 8).

Ulomci kalcitnih kapljica (stalaktiti, stalagmiti) povezani s urušavanjem lukova često se nalaze među blokovsko-lavinskim naslagama.

Najčešće se primjećuju stara ležišta klizišta prekrivena glinenim i kalcitnim sedimentima. Međutim, u nekim pećinama možete pronaći i potpuno svježa klizišta. Takve lokacije smo proučavali, posebno u pećinama Divya (Ural) i Kulogorskaya (Kuloi plato).

Glaciogena ležišta. U mnogim pećinama Sovjetskog Saveza, u kojima tijekom cijele godine prevladavaju niske temperature, primjećuju se ledene formacije. Najpoznatije ledene pećine su Kungurskaya, Kulogorskaya, Balaganskaya i Abogydzhe.

Pećinski led karstnih šupljina - glečeri, rasprostranjeni na Krimu, Kavkazu, Ruskoj ravnici, Uralu i Srednjem Sibiru, podijeljeni su u sljedeće glavne vrste: sublimacija, infiltracija, zgušnjavanje i heterogenost.

Među sublimacijske formacije Najveći interes su kristali leda nastali kao posljedica interakcije relativno toplog zraka sa rashlađenim predmetima. Imaju veliki broj oblika koji su određeni temperaturnim režimom, vlažnošću, smjerom i brzinom strujanja zraka (Dorofeev, 1969). Kristali u obliku lista (formirani na temperaturi od -0,5-2 °), piramidalni (-2-5 °), pravokutni lamelarni (-5-7 °), iglasti (-10-15 °) i paprati- u obliku (-18 -20 °). Najljepši su piramidalni kristali, obično predstavljeni sraslinama spiralnih piramida promjera do 15 cm. Povremeno se na svodovima pećina pojavljuju relativno pravilne zatvorene šesterokutne piramide čiji su vrhovi okrenuti prema stropu. Lijepi su i kristali slični paprati, koji se formiraju u jakim mrazima i izgledaju kao tanke (0,025 mm) ploče do 5 cm dugačke, koje visi u debelom rubu sa stropa pećina. Ovi kristali su efemerni; s blagim povećanjem temperature uništavaju se. Rastući zajedno, kristali često tvore pjenušave vijence, ažurnu čipku i prozirne zavjese. Kristali leda su prozirni i vrlo krhki. Kada se dodirnu, raspadaju se na male komadiće, koji polako padaju na pod pećine.

Kristali leda obično se pojavljuju u proljeće i traju nekoliko mjeseci. Samo u nekim pećinama, posebno onima koje se nalaze u području vječnog leda, pronađeni su višegodišnji kristali. Hemijski sastav kristala leda ovisi o sastavu stijena. Prema EP Dorofeevu (1969.), mineralizacija godišnjih sublimacijskih kristala leda Kungurske pećine iznosi 56-90 mg / l, a višegodišnjih - 170 mg / l.

TO oblici filtracije uključuju ledene stalaktite, stalagmite i stalagnate hidrogenog porijekla. Nastaju kao rezultat prijelaza vode u čvrstu fazu. Ovi oblici dostižu 10 m visine i 3 m promjera. Njihova starost varira od 2-3 mjeseca do nekoliko godina. U pećini Kungur, na primjer, postoji ledeni stalagmit, star više od 100 godina. Godišnji oblici su prozirni, a višegodišnji, zbog nečistoća, imaju mliječno bijelu boju sa plavkastim ili zelenkastim nijansama.

Godišnje i višegodišnje ledene formacije međusobno se razlikuju po strukturi. Kao što je pokazalo istraživanje MP Golovkova (1939), godišnji stalaktiti u Kungurskoj špilji optički su jednoosni monokristali, dok se višegodišnji stalaktiti sastoje od mnogih slojevitih, izduženih, djelomično fasetiranih kristala orijentiranih s optičkim osama paralelnim s dužinom stalaktita.

Prema kemijskom sastavu led od stalaktita, stalagmita i stalagnata može biti svjež s količinom topljivih tvari do 0,1% (1 g / l) ili bočast, u kojem se topljive tvari nalaze od 0,1 do 1%. Svježi led obično se nalazi u karbonatnim pećinama, a bočati led u sulfatnim.

Na zidovima i svodovima u hladnom dijelu nekih pećina uočena je kora zaleđivanja koja nastaje, s jedne strane, uslijed skrućivanja vode koja teče niz pukotine, a s druge, zbog sublimacije vode para. Njegova debljina obično varira od frakcija milimetra do 10-15 cm.Led je proziran, ponekad mliječno-bijel, svjež (manje od 1 g / l topljivih tvari) ili slan. Starost kore za glazuru može biti vrlo različita, u nekim slučajevima višegodišnja.

Pokrivni led često se razvija na podu pećina i ledenih pećina. Hidrogenog je ili heterogenog porijekla. Debljina pokrivnog leda varira od nekoliko centimetara do nekoliko metara. Prevladava višegodišnji, često slojevit led. U područjima nakupljanja snijega nalazi se firn. Hemijski sastav pokrovnog leda ovisi o sastavu krških stijena. Razlikujte svježi i bočati led. Ovo drugo u gipsanim pećinama odlikuje sulfatno-kalcijev sastav. Mineralizacija špiljskog leda dostiže 0,21%. Posebno su zanimljivi kristali leda koji nastaju na podu špilja kada se infiltrirane vode smrznu. Izgledaju kao spojene igle s pločama koje rastu odozdo.

Kongelacija led je predstavljen ledom podzemnih jezera i rijeka. Jezerski led nastaje na površini podzemnih jezera po hladnom vremenu ili tokom cijele godine. Površina jezerskog leda zavisi od veličine jezera. U nekim slučajevima dostiže 500 m 2, a debljina leda je 0,15 m (jezero Geografskog društva u pećini Abogydzhe, na rijeci Mai). Led na podzemnim tokovima je pretežno lokaliziran. Površina i debljina riječnog leda obično su male. Poreklo jezerskog i rečnog leda je hidrogeno. Kad se podzemna vodna tijela smrznu, ponekad se stvaraju kristali u obliku šesterokrakih zvijezda debljine 1 mm i promjera do 10 cm.

Pećinski led sadrži različite elemente u tragovima. Spektralna analiza pećinskog leda uzeta iz zaleđene kore u Dijamantskoj špilji Kungurske pećine pokazala je da među elementima u tragovima prevladava stroncij, koji čini više od 0,1%. Sadržaj mangana, titana, bakra, aluminija i željeza ne prelazi 0,001%.

Prema uvjetima za pojavu pećinske hladnoće, nakupljanja snijega i leda, N.A. Gvozdetsky (1972.) razlikuje sedam vrsta krških ledenih pećina Sovjetskog Saveza: snježna rupa; b) hladne pećine u obliku vrećice, led u njima može nastati smrzavanjem vode koja dolazi iz pukotina; c) kroz hladne pećine, ili propuhane kroz njih, sa promjenom toplog i hladnog polugodišnjeg smjera propuha zraka, sa hidrogenskim ledom i atmosferskim ili sublimacijskim kristalima leda; d) kroz horizontalne ledenjačke pećine sa prozorom u plafonu kroz koji pada snijeg, pretvarajući se u led; e) pećine s kraja na kraj ili probušenje-područja vječnog leda, gdje je pećinski led njegov poseban oblik; f) dobro oblikovane šupljine - područja vječnog leda; g) šupljine poput vrećica - područja vječnog leda.

Organogene naslage- guano i koštana breča nalaze se u mnogim pećinama Sovjetskog Saveza. Međutim, naslage fosforita ovih pećina prilično su debele i zauzimaju relativno male površine. Velike akumulacije gvana zabilježene su u pećini Bakhardenskaya, gdje zauzimaju površinu od 1320 m2. Debljina ovih naslaga doseže 1,5 m, a ukupne rezerve 733 t. Kao rezultat interakcije fosfata gvanovih naslaga s karbonatnim stijenama i formacijama kalcitnog sintera nastaju metasomatski fosforiti.

Hidrotermalne naslage u krškim su spiljama relativno rijetke. U tom pogledu od najvećeg su interesa pećine u gornjem toku rijeke Magian (lanac Zeravshan), razvijene u gornjo -silurskim krečnjacima. Sadrže islandski spar, fluorit, kvarc, antimonit, cinober i barit. Nastanak ovih pećina povezan je s djelovanjem hidrotermalnih otopina koje cirkuliraju duž tektonskih prijeloma. Do stvaranja i nakupljanja mineralnih naslaga u ovim pećinama došlo je u kasnijim fazama njihovog razvoja.

Antropogena ležišta u pećinama su zastupljeni uglavnom ostacima drevnih materijalnih kultura, koji se nalaze uglavnom u bliskim dijelovima pećina. U posljednje vrijeme, zbog čestih posjeta turista i speleologa pećinama, u njima su se nakupili različiti naslage antropogenog porijekla (ostaci hrane, papir, istrošene električne baterije itd.).