Sljedeća značajna skupina špiljskih naslaga su vodene mehaničke naslage.

Upoznavanje s njima također neće donijeti veliko zadovoljstvo laiku. U Crvenoj špilji postoje jezera, gdje gotovo do pojasa ponirete u viskoznu glinu, ostavljajući često u njoj potplat čizme ili čak donji dio ronilačkog odijela ... No, geolog u tim naslagama vidi izvor raznih podataka o uvjetima "života" krških šupljina. Za njihovo dobivanje, 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, tada špilju tvore lokalni, autohtoni tokovi. Stoga smo davne 1958. godine, tek započevši istraživanje Crvene špilje, već znali da njezin početak moramo potražiti na platou masiva Dolgorukovsky, u rudniku Proval, jer samo unutar slivnog područja koje ga hrani ima li kvarcnih kamenčića. Proučavajući špilje Koccielske doline u Tatrama, poljski speleolozi primijetili su da špilje koje se nalaze na istom mjestu, ali na različitim visinama iznad dna doline, imaju drugačiji sastav punila pijeska: što je bliže dnu, to je bogatiji raspon minerala koji se nalaze u njoj .. Proučavanje paleogeografije regije pokazalo je da je to posljedica dubine usjeka rijeke koja je postupno "dopirala" do sliva središnjeg dijela Tatra, sastavljenih od nekrša stijena.

Naravno, s detaljnim studijama ova shema izgleda mnogo složenija. Moramo uzeti stotine uzoraka, podijeliti ih na frakcije prema veličini, specifičnoj težini, magnetskim i drugim svojstvima, odrediti i izračunati sadržaj pojedinih mineralnih zrnaca pod mikroskopom itd. Nevjerojatni nalazi se nagrađuju. U pećinama Krima neočekivano su otkriveni minerali: moissanit, kogenit, iocit, prethodno poznati samo u meteoritima; U pećinama u Bugarskoj otkriveni su međuslojevi vulkanskog pepela, koje postoje razlozi za povezivanje s eksplozijom vulkana na otoku Santorini u Egejskom moru u 25. i 4. - 1. tisućljeću prije Krista. NS.

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

Drugi smjer istraživanja mehaničkih naslaga vode je proučavanje njihove veličine. Može biti različito-od metra dugačkih gromada, koje se ponekad nalaze u špiljama formiranim ledenjačkim potocima, do najfinije gline, čije su čestice veličine mikrona. Naravno, metode njihova istraživanja su različite: izravno mjerenje, uporaba niza sita, uporaba konvencionalnih i ultracentrifuga. Što daju svi ti, često dugotrajni i skupi radovi? Glavna stvar je obnova drevnih paleogeografskih uvjeta postojanja špilja. Postoje veze između brzine podzemnih tokova, promjera kanala kroz koje se kreću i veličine transportiranih čestica, koje su izražene u prilično složenim formulama. Temelje se na istim jednadžbama kontinuiteta Bernoullijevog toka, "pomnoženima" s 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 puta i promjere čestica taloženih na njezino dno, može procijeniti prosjek i maksimum brzinu i brzinu protoka potoka koji su ovdje nekad bjesnili.

Proučavanje vodenih mehaničkih naslaga omogućuje odgovor na neke teorijske probleme, posebice na pitanje u kojoj je hidrodinamičkoj zoni ta špilja bila postavljena. Godine 1942., nakon što je otkrio tanku glinu na dnu brojnih američkih špilja, 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 špilja, Davis, znanstvenik za krš, ustanovio je da masne gline okrunjuju samo vrlo složeni 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 produljenom drenažom špilje, ispod - opet, u presjeku se pojavila glina, položena na stijene. .. Tako vodeni mehanički sedimenti pomažu stručnjacima da "pročitaju" povijest razvoja špilja.

Dublyansky V.N.,
popularnoznanstvena knjiga

Rođen u mraku

Glina nije blato ...

Špiljske naslage jedna su od najvažnijih sastavnica podzemnih krajolika. Desetci radova stručnjaka za krš iz cijeloga svijeta posvećeni su njihovoj klasifikaciji. Na primjer, 1985. R. Tsykin je identificirao 18 genetskih vrsta naslaga koje se formiraju u pećinskom okruženju. Ovdje su prisutne gotovo sve sedimentne i kristalne tvorevine poznate na površini, ali su predstavljene specifičnim oblicima. Detaljan opis pećinskih naslaga stvar je stručnjaka. Naš je zadatak čitatelju dati opću ideju o tome što se može pronaći pod zemljom. U tu je svrhu prikladnija klasifikacija koju je predložio D.S.Sokolov, a revidirao G.A.Maksimovich. Uključuje 8 vrsta špiljskih naslaga: zaostale, lavinske, vodenomehaničke, vodeno kemogene, kriogene, organogene, antropogene i hidrotermalne.

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

Povijest zaostalih taloga - Povijest 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, netopljivi 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) tvori iz jednog kubnog metra jurskih vapnenaca 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: neke od njih nabubre kada se navlaže, začepljujući male pukotine, neke, naprotiv, lako odustaju od vode i brzo se raspadaju sa stijenki. Ponekad i bakterije sudjeluju u stvaranju naslaga gline na stijenkama: 1957. godine francuski istraživač V. Comarten dokazao je da neke vrste mikroba mogu dobiti ugljik izravno iz vapnenca (CaCO 3). Tako na stijenkama špilja nastaju crvolike ili zaobljene udubine - glinene vermikulacije ispunjene proizvodima neprikladnim čak i za bakterije (slika 61).

Ostaci taloga nemaju praktičnu važnost. Iznimka je, možda, slučaj kada se špilja 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 je 5 redaka posvećeno klizištima ... Vjerovalo se da oni ne nose gotovo nikakve podatke. Istraživanje 60-90 godina. su pokazali da to nije tako. Razvrstani su u tri skupine različitog podrijetla.

Termogravitacijske naslage nastaju tek na ulazu u špilju, 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 tog materijala, njegov sastav, veličina, oblik čestica, broj njihovih rubova i rubova pohranjuju šifrirane podatke o klimatske promjene na tom području desetcima tisuća godina ... Srednjoazijski znanstvenici krša, koristeći mjesta ovih naslaga, koji se ističu na goloj padini, pouzdano pronalaze nenametljive ulaze u špilje sa suprotne padine.

Kopneno-gravitacijske naslage nastaju po cijelim špiljama, ali osobito obilno - u zonama tektonskih lomova. Drobljeni kamen, šljunak, male gromade koje su pale sa svoda daju ideju o geološkoj strukturi visokih dvorana, koju je teško izravno proučiti (za proučavanje kupole Velike dvorane u špilji Carlsbad u SAD -u, Američki speleolog R. Kerbo čak je koristio i balon!).

Najveći interes su vrtače-gravitacijske naslage... Promjena prijedloga ima puno smisla: tijekom urušavanja samo se materijal koji se nalazi u samoj špilji nakuplja na dnu galerije; kad se svod sruši, materijal s površine ulazi u njega, a kad se međuspratni stropovi sruše, pojavljuju se goleme hale ... Ove naslage predstavljene su blokovima i grumenima teškim stotinama tisuća tona. Špiljski dijelovi gdje se susreću fantastičan su prizor. Mnogi od njih su toliko nestabilni da prijeteći škripe kad se na njih popne speleolog.

Crvenkastosmeđa površina vapnenca prekrivena je bijelim zvijezdama - tragovima udaraca oborenog kamenja. Čovjek se osjeća nelagodno u ovom kaosu. No, i ovdje se često mogu pronaći odjednom umirujući obrasci ...

1989. simferopolski speleolozi otkrili su, a 90 -ih su istraživali i opremili za izlete jednu od najljepših špilja na Krimu - Mramor na Chatyrdagu. U središnjem dijelu nalazi se najveća na Krimu lavinska dvorana (područje je pola nogometnog igrališta!), Koja je dobila ironično ime dvorane Perestrojka u duhu vremena. Na naše iznenađenje, u kaosu njegovih blokova ocrtao se redoslijed: neki od njih leže vodoravno, drugi su nagnuti pod kutom od 30-60 °, drugi su okrenuti naopačke, a stalaktiti koji su na njima nekoć rasli imaju sada pretvorio u "stalagmite" ... činjenica da vapnenci koji sačinjavaju špilju padaju pod kutom od 30 °. Stoga, kada se sloj otkine u svodu dvorane, on se pomakne šarkom, s okretom, pa čak i prevrtanjem.

Osim blokova i gromada, urušeni gravitacijski nanosi pripadaju i srušeni stupovi za kapanje. 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. Jaki potresi uzrokuju urušavanje svodova spilja. Ako je rezultirajuće blokove i stijene teško izravno povezati s njima, tada orijentirani srušeni stupovi ponekad pouzdano ukazuju na epicentre potresa. Dakle, na Krimu je 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 jakih 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 ti potresi? Ovdje speleologija daje seizmolozima pouzdanu metodu datiranja. Stubovi protoka su "mineraloške" olovne linije, u kojima je položaj geofizičke okomice danog područja fiksiran tijekom cijelog njegovog rasta. Ako nakon pada na njih narastu stalaktiti ili stalagmiti (slika 62), tada je prema njihovoj dobi, određenoj bilo kojom apsolutnom metodom (radiokarbon, nuklearna magnetska rezonancija itd.), Moguće odrediti starost stupa (ne prije nego ...). Za Krim do sada postoje samo dva radiokarbonska datuma, što daje starost od 10 i 60 tisuća godina za srušene stupove dvorane Perestrojka. U drugim špiljama u svijetu ovaj raspon je još širi - od 10 do 500 tisuća godina ...

Povratne informacije o kršu i seizmologiji očituju se u činjenici da se pri otkazu svoda špilje stvaraju blokovi težine do 2-3 tisuće tona. Udar o pod pri padu s visine 10-100 m oslobađa energiju 1x10 15 - 10 17 erg, koja je razmjerna energiji potresa (potres u Taškentu 1966. - 1x10 18 erg). Istina, lokaliziran je u malom volumenu stijene, ali može izazvati opipljiv lokalni potres magnitude do 5 bodova.

U Francuskoj su se naširoko koristile speleološke metode za doradu zemljopisnih zona koje su odredile lokacije nuklearnih elektrana. Isti posao, koji je značajno promijenio početne ideje stručnjaka, proveden je 90 -ih godina. na Krimu. To još jednom dokazuje da je u prirodi sve međusobno povezano i da nema prirodnih objekata koji ne nose korisne informacije. Trebate samo moći to dobiti.

Da završimo ovu temu, dotaknimo se još kratko još jedno pitanje. U kojoj su mjeri potresi opasni za speleologa koji radi pod zemljom? Podaci o ovom pitanju su oskudni, ali sugestivni. Tijekom krimskog potresa 1927. godine u rudniku Emine-Bair-Khosar na Chatyrdagu postojala je skupina iz hidrogeološke skupine P.M. Vasilievsky. Uopće nije osjetila trzaj u 7 točaka koji je izazvao paniku među njihovim vodičima na površinu. 01. 01. 1929., tijekom potresa u Hermabu (9 bodova), bili su izletnici u špilji Bakharden. Čuli su rastuću tutnjavu, pojedini kamenčići padali su 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 izazvao mnogo problema tijekom potpisivanja ugovora o zabrani nuklearnih eksplozija). No, ne žurimo sa zaključcima. Prema L. I. Maruashviliju, tijekom potresa u Baldinskom 1957. godine, krški rudnik Tsipuria (Gruzija) bio je ispunjen urušenom stijenom i prestao je postojati kao geografski objekt. Nakon potresa 27. 08. 1988. u rudniku Vesennyaya (masiv Bzybsky, Gruzija), blokada je pomaknuta na dubinu od 200 m. Špilje koji su upravo izašli iz nje preživjeli su samo slučajnost. Ne, šale su loše sa potresima - i na zemlji i pod zemljom ...

Mrijesti se pokretna voda

Sljedeća značajna skupina špiljskih naslaga su vodene mehaničke naslage. Upoznavanje s njima također neće donijeti veliko zadovoljstvo laiku. U Crvenoj špilji postoje jezera, gdje gotovo do pojasa ponirete u viskoznu glinu, ostavljajući često u njoj potplat čizme ili čak donji dio ronilačkog odijela ... No, geolog u tim naslagama vidi izvor razne informacije o uvjetima "života" krških šupljina. Za njihovo dobivanje, 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, tada špilju tvore lokalni, autohtoni tokovi. Stoga smo davne 1958. godine, tek započevši istraživanje Crvene špilje, već znali da njezin početak moramo potražiti na platou masiva Dolgorukovsky, u rudniku Proval, jer samo unutar slivnog područja koje ga hrani ima li kvarcnih kamenčića. Proučavajući špilje Koccielske doline u Tatrama, poljski speleolozi primijetili su da špilje koje se nalaze na istom mjestu, ali na različitim visinama iznad dna doline, imaju drugačiji sastav punila pijeska: što je bliže dnu, to je bogatiji raspon minerala koji se nalaze u njoj .. Proučavanje paleogeografije regije pokazalo je da je to posljedica dubine usjeka rijeke koja je postupno "dopirala" do sliva središnjeg dijela Tatra, sastavljenih od nekrša stijena.

Naravno, s detaljnim studijama ova shema izgleda mnogo složenija. Moramo uzeti stotine uzoraka, podijeliti ih na frakcije prema veličini, specifičnoj težini, magnetskim i drugim svojstvima, odrediti i izračunati sadržaj pojedinih mineralnih zrnaca pod mikroskopom itd. Nevjerojatni nalazi se nagrađuju. U pećinama Krima neočekivano su otkriveni minerali: moissanit, kogenit, iocit, prethodno poznati samo u meteoritima; U pećinama u Bugarskoj otkriveni su međuslojevi vulkanskog pepela, koje postoje razlozi za povezivanje s eksplozijom vulkana na otoku Santorini u Egejskom moru u 25. i 4. - 1. tisućljeću prije Krista. NS.

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

Drugi smjer istraživanja mehaničkih naslaga vode je proučavanje njihove veličine. Može biti različito-od metra dugačkih gromada, koje se ponekad nalaze u špiljama formiranim ledenjačkim potocima, do najfinije gline, čije su čestice veličine mikrona. Naravno, metode njihova istraživanja su različite: izravno mjerenje, uporaba niza sita, uporaba konvencionalnih i ultracentrifuga. Što daju svi ti, često dugotrajni i skupi radovi? Glavna stvar je obnova drevnih paleogeografskih uvjeta postojanja špilja. Postoje veze između brzine podzemnih tokova, promjera kanala kroz koje se kreću i veličine transportiranih čestica, koje su izražene u prilično složenim formulama. Temelje se na istim jednadžbama kontinuiteta Bernoullijevog toka, "pomnoženima" s jednako poznatom Stokesovom jednadžbom, koja opisuje brzinu taloženja čestica u stajaćoj vodi različitih temperatura i gustoća. Rezultat je prekrasan nomogram koji je predložio češki speleolog R. Burckhardt - graf prema kojemu se, znajući površinu poprečnog presjeka puta i promjere čestica taloženih na njezino dno, može procijeniti prosjek i maksimum brzina i brzina protoka koji su ovdje nekad bjesnili (slika 63) ...

Proučavanje vodenih mehaničkih naslaga omogućuje odgovor na neke teorijske probleme, posebice na pitanje u kojoj je hidrodinamičkoj zoni ta špilja bila postavljena. Godine 1942., nakon što je otkrio tanku glinu na dnu brojnih američkih špilja, 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 špilja, Davis, znanstvenik za krš, ustanovio je da masne gline okrunjuju samo vrlo složeni 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 produljenom drenažom špilje, ispod - opet, u presjeku se pojavila glina, položena na stijene. .. Tako vodeni mehanički sedimenti pomažu stručnjacima da "pročitaju" povijest razvoja špilja.

"Gornje kapanje" i "Donje kapanje"

Pojmove "stalaktit" i "stalagmit" (od grčkog "stalagm" - kap) uveo je u književnost 1655. danski prirodnjak Olao Worm. Sto godina kasnije, ništa manje figurativna definicija Mihaila Lomonosova pojavila se u ruskoj književnosti: "kapanje" ... Doista, te su formacije povezane 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 zalijevanog loma, to nije samo borba između površinskog napona i gravitacije. Istodobno započinju kemijski procesi koji dovode do taloženja mikroskopskih čestica kalcijevog karbonata na kontaktu otopine i stijene. Nekoliko tisuća kapi koje su pale sa stropa špilje ostavljaju iza sebe tanak proziran prsten kalcita na kontaktu stijena / otopina. Sljedeći dijelovi vode već će formirati kapljice na kontaktu kalcit / otopina. Tako se od ringleta formira cijev koja se produžava. Najduže cijevi (brčevi) su 4-5 m (špilja Gombasek, Slovačka). Čini se da je kemijska bit procesa također 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 ion Ca i dva monovalentna iona HCO 3. Formiranjem kapanja reakcija ide ulijevo i od tih iona nastaje mineralni kalcit. Ali i tu postoji "zamka", pa čak ni jedna ...

U mnogim udžbenicima o zemljopisu i geologiji nastanak stalaktita objašnjava se isparavanjem vode. AE Fersman nije izbjegao ovu grešku u svojim ranim djelima. No, već znamo da je u špiljama deficit zasićenja zraka vlagom blizu 0. U takvim uvjetima ne prevladava 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)

No ugljična kiselina je slaba pa se disocira na vodikov ion (H +) i ion HCO -3. Vodikov ion otopinu zakiseli, pa 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 zbroj svih iona u vodi bude 400 mg / l (uključujući 200 mg / l HCO 3). Ako analizom koristimo procjenu vode za piće, tada je u izračun uključeno svih 400 mg / l (ne zanima nas odakle dolaze pojedine komponente u vodi, važno je da su tu). No ako se iz ove analize izračuna intenzitet krškog procesa, tada bi izračun trebao uključivati ​​zbroj iona minus polovicu sadržaja iona HCO 3 (400-100 = 300 mg / l). Takve pogreške u izračunima nalaze se u djelima mnogih karstologa svijeta, uključujući i one s visokim znanstvenim zvanjima i titulama.

Tada je potrebno procijeniti koja je razlika u parcijalnim pritiscima CO 2 u sustavu. U 40-50-ima. vjerovalo se da je krški proces posljedica samo CO 2 koji dolazi iz atmosfere. Ali u zraku zemaljske kugle to je samo 0,03-0,04 vol% (tlak 0,0003-0,0004 mm Hg), a kolebanja ove vrijednosti u zemljopisnoj širini i nadmorskoj visini su beznačajna. U međuvremenu je davno primijećeno da su špilje umjerenih geografskih širina i suptropa bogatije sedimentima, a ima ih vrlo malo u špiljama velikih zemljopisnih širina i visokih nadmorskih visina ... 1-5% volumena, odnosno 1,5-2 redova veličine više nego u atmosferi. Odmah se pojavila hipoteza: stalaktiti nastaju pri parcijalnom tlaku CO 2 u pukotinama (isti kao u zraku tla) i zraku špilja koji ima atmosferski sadržaj CO 2. Posljednja korekcija izvršena je izravnim određivanjem CO 2 u zraku špilja. Konačna "dijagnoza" kaže: stalaktiti nastaju uglavnom ne isparavanjem vlage, već u prisutnosti gradijenta parcijalnog tlaka 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, kroz njega redovito teku kapi. Odvojivši mu vrh, tvore jedan stalagmit na podu. To se događa prilično sporo (desetke - stotine godina), pa su stoga 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 hidrostatskog tlaka u kanalu. Zid mu se probija, a stalaktit nastavlja rasti zbog otjecanja filma otopina po vanjskoj strani (slika 64). Ako voda iscuri duž podloga i kosih pukotina u svodu, pojavljuju se nizovi stalaktita, rubovi i zavjese najbizarnijih oblika i veličina.

Ovisno o postojanosti dotoka vode i visini dvorane, ispod kapljica nastaju pojedinačni stalagmiti-štapići visine 1-2 m i promjera 3-4 cm; "spljoštene", slične panjevima posječenog drveća, ili u obliku češera, u obliku nalikuju kulama ili pagodama. To su najveće špiljske formacije kapljica, mjerene nekoliko desetaka metara. Najviši stalagmit na svijetu sada se smatra 63 -metarskim divom u špilji Las Villas (Kuba), a u Europi - 35,6 metara, u špilji Buzgo u Slovačkoj. Kada se stalaktiti i stalagmiti spoje, nastaju stalagnati koji se postupno pretvaraju u stupove. 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 podvodnim 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 pećini Jaul (Južna Afrika). Spiralni gipsani helicit "Spring" dug 80 cm (Fluur-Cave) opisan je na Novom Zelandu. Ogromne "šape" od gipsa duge 5-7 m opisane su u špiljama 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 stvaranju nekih podzubnih oblika. Tako se postavlja most između proučavanja kondenzacije i ionizacije zraka i problema speleogeneze.

Subaqueous oblici nisu ništa manje raznoliki. Na površini podzemnih jezera stvara se tanki mineralni film koji se može pričvrstiti na stijenku kupke ili na stalaktit koji je dosegao razinu vode, pretvarajući se u tanku ploču. Ako razina vode u kadi varira, tada nastaje nekoliko razina rasta, nalik na čipkane obloge. U slabo tekućim kupalištima i kanalima podzemnih rijeka nastaju brane-goure koje kaplju, 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 desetaka koncentrata za rast. Odvojeno stoji nevjerojatna formacija - "mjesečevo mlijeko". U različitim uvjetima može biti polutekuć, kremast, gust, poput svježeg sira, slobodno tekući, poput brašna. Kad se osuši, mjesečino mlijeko pretvara se u finu bijelu prašinu, a speleolog koji izlazi iz uskog okomitog dimnjaka izgleda kao "protivdušničar". Mjesečevo mlijeko ima stotinjak sinonima, njegovo nastajanje "objašnjeno" je s više od 30 hipoteza. Još ne postoji jedinstvena teorija, kao što vjerojatno ne postoji niti jedan jedini oblik "mjesečevog mlijeka" - ono je poligenetsko ...

Kako je slavni 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 špilja i dalje su amateri. Ovi dugotrajni radovi ne pronalaze kupca - naslage špilja, koje određuju njihovu vanjsku ljepotu, u praksi su uglavnom nevažne.

Od 70 -ih godina. XX stoljeća. situacija se počela polako mijenjati: kroz vanjsku egzotičnost oblika sve su opipljivije počele svijetliti unutarnje zakonitosti koje nisu bile samo od mineraloškog interesa. 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, naslage pokrova 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 - manji 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 -ima. sjajno je upotrijebljen za obnovu najnovijih tektonskih kretnji u krškim regijama Italije i Francuske u vezi s izgradnjom nuklearnih elektrana. Godišnji ciklusi stalaktita i stalagmita, jasno vidljivi na Sl. 64, pokazalo se da je samo poseban slučaj očitovanja kozmičkih ritmova.

Čitavo je poglavlje posvećeno talentiranoj knjizi geologa i speleologa Vladimira Maltseva "Špilja snova. Špilja sudbine", izdavačka kuća "Astrel", 1997. - mineralogija jedne od najljepših špilja na svijetu - Cap- Cutan u Turkmenistanu - posvećeno je cijelo poglavlje. Paradoksalni naslov ("Znanost o amaterima") nije spriječio autora u popularnom, ali u isto vrijeme, sasvim profesionalno govoreći o suvremenim idejama o nastanku mnogih mineralnih tvorevina u špiljama - od najjednostavnijeg stalaktita do tajanstvenog ekscentrika.

Kemijski sastav kemogenih naslaga vode također je vrlo zanimljiv. A. E. Fersman početkom XX. Stoljeća. napisao da su tradicionalne ideje o kalcitu kao glavnom mineralu u pećinama samo djelomično točne. U 80 -ima. u temeljnom sažetku šarmantne američke mineraloginje Carol Hill i temperamentnog talijanskog speleologa Paola Fortija / 36 / dati su podaci o 186 minerala svjetskih špilja. 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; kloridi - 4/9; hidroksidi - 4/3. Potvrđeno je i predviđanje AE Fersmana o nastanku špiljskih minerala u različitim geokemijskim uvjetima. Očigledno, nisu svi identificirani i okarakterizirani. Konkretno, proučavanje mineralogije termalnih špilja tek počinje (slika 65).

Ledeno kraljevstvo

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

Snježne nakupine nastaju samo u podzemnim šupljinama s velikim ulazima. Snijeg leti u špilju ili se nakuplja na rudnicima, padajući u malim lavinama. Poznati su slučajevi stvaranja podzemnih snježnih čunjeva volumena od nekoliko desetaka do stotina 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 tvori stožac s površinom od oko 5 tisuća m 2 i volumenom većim od 50 tisuća m 3. Različitih se godina njegova konfiguracija mijenja, jer se čepovi snježnog leda ili zaobljeni odmrznuti dijelovi stvaraju u snježno -kišnim kanalima koji mijenjaju putanju snijega s površine.

Led u pećinama ima drugačiju genezu. Najčešće se snijeg zbije, koji se prvo pretvara u firn, a zatim u led ledenjaka; rjeđe se ovaj led čak počinje kretati, tvoreći podzemni ledenjak (Argentiere, Francuska); Konačno, očuvanje leda nastalog u uvjetima vječnog leda u špiljama (Surprise, Rusija) ili tok kopnenih ledenjaka (Castelgard, Kanada) vrlo se rijetko primjećuje. Drugi način stvaranja špiljskog leda je otapanje snježne vode koja ulazi u hladne (statične) špilje (Buzluk, Ukrajina). Treći način je zračno hlađenje u vjetrovitim (dinamičkim) špiljama (Eisriesenwelt, Austrija), a četvrti je stvaranje sublimacijskih kristala atmosferskog podrijetla na ohlađenoj površini stijene ili na ledu. Zanimljivo je da led različite geneze ima različitu mineralizaciju: najviše "svjež" (samo 30-60 mg / l) je sublimacijski i ledenjački led, najviše "slan" led iz gipsanih i slanih špilja (2 ili više g / l). Poseban slučaj su ledene špilje nastale izravno u ledu planinskih ili pločastih ledenjaka. 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 tisuća m 2 u različitim godinama. Jedna od najvećih ledenjačkih špilja je Dobsinska (Slovačka). Na površini od 12 tisuća m 2 ovdje se nakupilo više od 145 tisuća m 3 leda, tvoreći snažne kaskade (starost leda u njihovim donjim slojevima do 7 tisuća godina) i ledene nakupine (starost 1-2 godine). Najpoznatija u Rusiji je ledena špilja Kungur. U njemu se zimi stvaraju ledene nakupine i to samo u ulaznom dijelu. Količina leda ovisi o vremenskim uvjetima hladnog razdoblja i posjećenosti špilje.

Kao najjednostavniji mineralni spoj iz skupine oksida, led stvara sve oblike karakteristične za obične sedimente. Češće od drugih postoje "smrznuti slapovi" - kaskade visoke do 100 m (Eisriesenwelt), stalaktiti, stalagmiti, stupovi visoki 10-12 m, razne draperije; rjeđe - ledeni heliciti dugi do 10 cm i prozirni šesterokutni kristali koji tvore agregate promjera do 60 cm. Ponekad se smrzavaju podzemna jezera 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 razni organogeni naslage: guano, koštana breča, fosforiti, šalitra, koja su izvrsno 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, nastale ispod mjesta pričvršćivanja malih (desetaka-stotina jedinki) kolonija šišmiša. U nižim geografskim širinama svih kontinenata šišmiši tvore ogromne kolonije koje dosežu 10-25 milijuna jedinki (Brackenskaya, Novaya, SAD). U takvim pećinama, kao i u šupljinama u kojima se gnijezde ptice, nakupine guana dosežu 40 m debljine (Kirkulo, Kuba), a rezerve - 100 tisuća tona (Karlsbadskaya, Mamontova, SAD). U brojnim špiljama u Sjevernoj i Južnoj Americi rezerve guana potpuno su iscrpljene; na Kubi se još uvijek smatra "crnim zlatom". U pećini Kirkulo godišnje se vadi do 1000 tona guana, a njegove rezerve procjenjuju se na 80 tisuća tona. Troškovi komercijalnog vađenja guana iznose samo 15% njegove prodajne cijene. Na Tajlandu prihod od eksploatacije nekoliko špilja "guan" doseže 50 tisuća 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. Za njegovu uporabu bez oštećenja korijenovog sustava biljaka potrebno ju 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 krškim regijama svijeta (Francuska, Španjolska, Italija, Slovenija, Grčka, Uzbekistan, Vijetnam, Australija itd.). Posljednjih desetljeća, u vezi s "bum šampinjona" u Francuskoj, guano se koristi za uzgoj gljiva.

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

Nešto rjeđe se u pećinama bogatim ostacima kostiju kralježnjaka stvaraju naslage koje sadrže fosfor. U Europi su posebno dobro proučene spilje 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%), silicijevim dioksidom (22-27%), aluminijem i željezom (2-5%). Koštane breče često su cementirane karbonatnim sedimentima. U brojnim špiljama 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 špiljama koje su služile kao utočište za divlje životinje ili kao torovi za stoku. U mnogim špiljama 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 tijekom anglo-francusko-ruskog rata 1854-1855. Zanimljivo je da prisutnost rozeta od šalitre na zidovima dokaz je relativno niske (samo 70-80%) vlažnosti zraka u pećinama.

Strogo govoreći, antropogena ležišta povezana s ljudskim bićem pod zemljom također su organogena. Imaju niz značajki, pa ćemo ih razmotriti u nastavku.

Taloženje vruće otopine

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 pojedinih minerala "signal" o mogućnosti stvaranja špilje s vrućim otopinama. Među njima su anhidrit (Diana, Rumunjska), ankerit (šupljine koje otvaraju rudnici ugljena u Donbasu, Ukrajina), aragonit (Zbrashovskaya, Češka, brojne špilje u Srednjoj Aziji), barit (Barite, Kirgistan), hematit (Vjetar, SAD), kvarc, cinober, rutil (Magijski, Tadžikistan) itd. AE Fersman također je neke razlike u zonalnim naslagama kalcita pripisao hidrotermalnim formacijama - mramornom oniksu, u potrazi za kojim je uništen ukras nalik na kap mnogih lijepih špilja. .

Hidrotermalne formacije nemaju samo specifičan sastav, već i oblike izlučivanja. Među njima su česti dobro izrezani kristali, pojedinačni kristali ili kristali koji rastu jedan preko drugog (islandski spar iz krimskih špilja). 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, barija 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

AE Fersman prvi je put pokušao povezati prirodu minerala s njihovom bojom. Radeći uglavnom u špiljama karbonatnog krša, skrenuo je pozornost na njihov svijetli raspon boja-od bijelog leda krimskih špilja do žutih i ciglenocrvenih 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 - plava; bakar-zelena, plava (plavo-zelena), sivo-žuta; nikal - blijedozeleno i limun žuto; primjesa gline-crvena, narančasto-smeđa i žuto-smeđa; organske tvari, guano šišmiša, huminske fulvinske kiseline - crvena, narančasta, žuta, plava, crveno -smeđa, smeđa, jantarna boja. Akromatski tonovi (bijeli, svijetlosivi, sivi) imaju led i niz minerala koji sadrže primjesu mangana.

Sve te 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 unutarnju strukturu daje kapljicama poseban šarm (slika 64). Konačno, intenzitet svjetla i priroda rasvjete igraju značajnu ulogu. Jedan je pregledati špilju uz svjetlost stearinske svijeće; drugi s bakljama; treći - s električnom rasvjetom. U tom smislu, špilje su fluidne poput Proteja ...

Mijenja boju i led. Prekrivajući stijenke 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 špilji Silica (Slovačka) poznati su nanosi leda crvene boje (zbog primjese glinenih čestica). Ako se voda polako smrzava, tada je led prozirniji; ako brzo, tada zarobljeni mjehurići zraka određuju mliječnu hladovinu leda ...

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

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

Gore smo već govorili o fluorescenciji inkrustacija. Boja njihovog sjaja obično je narančasto-crvena, blijedozelena, žuto-zelena, plavkasto-zelena, blijedoplava, ljubičasto-plava, ljubičasta. Povezan je s prisutnošću nečistoća u tragovima bakra, cinka, stroncija, mangana. Prisutnost iona željeza, naprotiv, "gasi" sjaj. Zašto se to događa? Energija se emitira i apsorbira u dijelovima - kvantima. Kad atom tvari upije kvant svjetlosti, njegov elektron "skoči" na višu razinu energije - orbitu dalje od jezgre. No 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 prethodnu razinu i vraćajući razliku u energiji u obliku kvanta svjetlosti. Vrijeme koje elektron provede u uzbuđenom stanju je trajanje naknadnog sjaja. U špiljama je nenormalno velik i doseže 2-6 sekundi (obično oko 0,015 sekundi ...). Razlog ove pojave još nije razjašnjen, no to nas ne sprječava da se divimo inkrustracijama, isprva kao da iznutra izlijevaju vatru hladne boje, koja ocrtava njihove bizarne obrise i polako blijedi ...

Podzemni vodotoci; 6) kolomacija isključujući - finozemni materijal doveden privremenim površinskim i podzemnim vodama i puneći podzemne šupljine; c) blokade nastale urušavanjem svodova špilja; d) formacije kapljica (stalaktiti, stalagmiti itd.); e) organogene tvorbe (nakupljanje životinjskih kostiju itd.). O. p. Imaju beznačajnu snagu., Nepravilni isprekidano lećasti oblik, neslojna ili gruboslojna struktura. Neka nalazišta ruda Fe i Mn, boksita i druga povezana su s O. p. U špiljama se često nalaze koštani ostaci čovjeka iz kamenog doba i predmeti njegove materijalne kulture.

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

Pogledajte što je "ŠPILJSKI DEPOZITI" u drugim rječnicima:

pećinske naslage- Naslage koje pune krške šupljine Teme naftne i plinske industrije EN špiljske naslage… Tehnički vodič za prevoditelja

Nakupine krhotina i netaknutih kostiju sisavaca pronađene u pećinama obično su cementirane željeznom, pjeskovitom glinom ili glinenim cementom. Vidi Špiljske naslage. Geološki rječnik: u 2 sveska. M.: Nedra. Uredio K. N. ... Geološka enciklopedija

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

Špiljske špilje Yungang kompleks je 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 Špilje prema podrijetlu 1.1 Kraške špilje ... Wikipedia

Povijest Gruzije ... Wikipedia

Predmet proučavanja. Predmet istraživanja arheologije Novog svijeta je povijest i kultura domorodačkih naroda američkih Indijanaca. Rasna homogena, američki Indijanci predstavljaju glavnu granu ... ... Collierova enciklopedija

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

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

- (engleska Chemeia chemistry; engleski Genes birth) sedimentne stijene nastale na dnu rezervoara tijekom kemijskih taloženja iz otopina ili tijekom isparavanja vode. Isparavanje ima važnu ulogu u njihovom nastanku, stoga njihovo drugo ime ... ... Wikipedia

Voda ne samo da stvara špilje, već ih i ukrašava. Kemogene tvorevine koje spilje čine nevjerojatno lijepima i jedinstvenima iznimno su raznolike. Formirali su se tisućljećima. Glavnu ulogu u njihovom nastanku imaju infiltracijske vode koje prodiru kroz debljinu karbonatnih stijena i kaplju sa stropa krških špilja. U prošlosti su se ti oblici zvali kapaljke, a razlikovala se između "gornje kapi" i "donje kapi".

Prvi je put nastanak formacija kapanja objasnio veliki ruski znanstvenik M. V. Lomonosov: „Gornja kap po cijelom tijelu nalikuje ledenim ledenicama. Vise na lukovima prirodnih utora. Kroz ledenice, od kojih je ponekad sraslo mnogo različitih duljina i debljina, odozgo prolaze okomiti bunari različite širine, iz kojih kaplje planinska voda, njihova se zemljopisna dužina povećava i proizvodi niži pad koji raste od padanja kapi s gornjih ledenica. Boja kape, a osobito vrha, većim je dijelom, poput ljuskica, bijela, sivkasta; ponekad, poput dobre krpe, zelene ili potpuno snažne " .

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

Kemogene naslagešpilje su dugo privlačile pozornost istraživača. U međuvremenu, pitanja njihove klasifikacije i tipizacije donedavno su bila izuzetno slabo razvijena. Među posebnim studijama, rad V. I. na zidovima i podu špilja), koraliti (u ovu vrstu spadaju mineralni agregati koji su nastali iz kapilarnih vodenih filmova na površini podzemnih šupljina i kalupa za kapanje) i antoliti (ovu vrstu predstavljaju paralelno -vlaknasti agregati lako topljivih minerala koji se tijekom rasta uvijaju i cijepaju - gips, halit itd.). Iako se ova tipizacija temelji na svojstvu genetske klasifikacije, teoretski nije dovoljno potkrijepljena.

Najveći interes predstavljaju klasifikacije kemogenih oblika koje su predložili GA Maksimovich (1963.) i Z. K. Tintilozov (1968.). Na temelju razmatranja ovih studija, kemogene formacije mogu se podijeliti na sljedeće glavne tipove: sinterirane, koloromorfne i kristalne.

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

Među kapljastim stalaktitnim formacijama postoje gravitacijske (tanke cjevaste, konusne, 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. Nakon što je iscurilo u špilju i pogodilo nove termodinamičke uvjete, infiltracijske vode gube dio ugljičnog dioksida. To dovodi do oslobađanja koloidnog kalcijevog karbonata iz zasićene otopine, koja se taloži uz obod kapljice koja pada sa stropa u obliku tankog valjka (Maksimovich, 1963.). Postupno se nakupljajući valjci pretvaraju u cilindar tvoreći tanke cjevaste, često prozirne stalaktite. Unutarnji promjer cjevastih stalaktita je 3-4 mm, debljina stijenke obično ne prelazi 1-2 mm. U nekim slučajevima dosežu 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 unutarnja šupljina nalazi ekscentrično (slika 4). Od otvaranja ovih cijevi svaka 2-3 minute. kaplje bistra voda. Dimenzije stalaktita u obliku konusa, smještenih uglavnom uz pukotine i dobro ih ukazuju, određene su uvjetima dotoka kalcijevog karbonata i veličinom podzemne šupljine. Obično stalaktiti ne prelaze 0,1-0,5 m duljine i 0,05 m promjera. Ponekad mogu doseći 2-3, čak 10 m duljine (špilja Anakopia) i promjera 0,5 m.

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

U nekim špiljama, gdje postoji značajno kretanje zraka, postoje zakrivljeni stalaktiti - anemoliti, čija je os odstupljena od okomice. 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. Zavjese i draperije koje vise sa stropa špilja sličnog su podrijetla sa stalaktitima. Povezani su s infiltracijskom vodom koja se cijedi 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 slapovi. Jedan od takvih slapova zabilježen je u špilji špilje 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 raznim dijelovima krških 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 duljine i 2-3 mm u promjeru. Oni su monokristal, koji uslijed 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 špilja, ne može se pratiti središnja šupljina. Bezbojni su ili prozirni, sa šiljastim krajem. Spiralni heliktiti razvijaju se uglavnom na stalaktitima, osobito tankocjevastim. Sastoje se od mnogih kristala. Unutar ovih helicita 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). To određuje iznimno spor rast helicitita. Većina njih pripada tipu složenih tvorevina koje imaju bizarno zamršen oblik.

Najsloženiji mehanizam nastanka helicitita još uvijek je nedovoljno proučen. Mnogi istraživači (N. I. Krieger, B. Jeze, G. Trimmel) povezuju nastanak heliktita s začepljenjem 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. Kapilarnost je, očito, glavni čimbenik 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 fizikalno -kemijskim istraživanjima dokazali su mogućnost taloženja kalcita iz zraka pećina, što uzrokuje stvaranje heliktita. Zrak s relativnom vlagom od 90-95%, prezasićen najmanjim kapljicama vode kalcijevim bikarbonatom, ispada 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 heliktita. Posljedično, u uvjetima kada je disperzijski medij tvar u plinovitom stanju, heliktiti mogu rasti zbog difuzije otopljene tvari iz okolnog aerosola. Ovako nastali heliciti ("efekt aerosola") nazivaju se "špiljski mraz".

Uz začepljenje hranidbenog kanala pojedinih tankocjevastih stalaktita i "aerosolni učinak", na nastanak heliktita, prema nekim istraživačima, utječe i hidrostatski tlak krških voda (L. Yakuch), posebnosti cirkulacija zraka (A. Vikhman) i mikroorganizmi. Ove su odredbe, međutim, nedovoljno obrazložene i, kako su pokazale studije posljednjih godina, uvelike su kontroverzne. Tako se morfološke i kristalografske značajke ekscentričnih sinteriranih oblika mogu objasniti ili kapilarnošću ili učinkom aerosola, kao i kombinacijom ova dva čimbenika.

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

Stalaktiti se uglavnom sastoje 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 promjeru) 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 međuslojeva, 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 osobito parcijalnim tlakom ugljičnog dioksida. Učestalost kapljica koje padaju sa stalaktita varira od nekoliko sekundi do mnogo sati. Ponekad se pad kapljica koje vise na krajevima stalaktita uopće ne opaža. U ovom slučaju, očito, voda se uklanja samo zbog isparavanja, što uzrokuje iznimno spor rast stalaktita. Posebna istraživanja koja su proveli mađarski speleolozi pokazala su da je tvrdoća vode kapi koja visi sa stalaktita veća od one koja pada u padu za 0,036-0,108 meq. Posljedično, rast stalaktita prati smanjenje sadržaja kalcija u vodi i oslobađanje ugljičnog dioksida. Tim je istraživanjima također utvrđena značajna promjena tvrdoće stalaktitnih voda tijekom godine (do 3,6 meqeka), a najmanje tvrdoće 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 izravna 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 uvjetima, prema G.A.Maksimovichu (1965.), varira od 0,03 do 35 mm godišnje. Halitni stalaktiti rastu posebno brzo. U uvjetima dotoka visoko mineraliziranih voda natrijevog klorida, stopa rasta stalaktita u rudniku Shorsu (središnja Azija, greben Alay), prema istraživanju NP Yushkina (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. Nastaju na podu krških špilja i obično rastu prema stalaktitima. Kapljice koje padaju sa stropa iskopavaju malu (do 0,15 m) stožastu fosu u naslagama dna špilje. Ova se rupa postupno puni kalcitom koji tvori svojevrsni korijen, 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 su spojeni stalaktitima pojavljuju se kalcitni stupovi ili stalagnati najrazličitijih oblika. Stupovi s uzorkom ili uvijeni posebno su lijepi.

Ovisno o obliku, stalagmiti imaju mnogo naziva. Postoje stožasti stalagmiti, pagode, stalagmiti palmi, stalagmiti u obliku štapića, koraliti (stalagmiti u obliku stabla koji izgledaju poput koraljnog grmlja) itd. Oblik stalagmita određen je uvjetima njihovog formiranja i, prije svega, stupnjem zalijevanja špilje.

Stalagmiti, koji izgledaju poput kamenih ljiljana u pećini Iveria u špilji Anakopia, vrlo su originalni. Njihova visina doseže 0,3 m. Gornji rubovi takvih stalagmita su otvoreni, što je povezano s prskanjem kapljica vode koja pada s velike visine, te nakupljanjem kalcijevog karbonata uz stijenke nastale jame. Zanimljivi stalagmiti s 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 promatraju, na primjer, u špilji Anakopia.

Stalagmite karakterizira slojevita struktura (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, budući da se voda koja pada na stalagmit širi neravnomjerno po njegovoj površini.

Studije F. Vitaseka (1951.) pokazale su da su rastući slojevi stalagmita polugodišnji proizvod, pri čemu bijeli slojevi odgovaraju zimskom razdoblju, a tamni ljetnom razdoblju, budući da tople ljetne vode karakteriziraju povećani sadržaj metalnih hidroksida i organskih spojeva u usporedbi s vodama zimskog razdoblja. Bijele slojeve karakterizira kristalna struktura i okomit raspored zrna kalcita na površinu slojeva. Tamni slojevi su amorfni, njihova kristalizacija spriječena je prisutnošću koloidnog željezovog oksida hidrata.

Snažnim povećanjem tamnih slojeva otkrivena je izmjena mnogih bijelih i tamnih vrlo tankih slojeva, što ukazuje na višestruku promjenu tijekom godine u uvjetima perkolacije infiltracijskih voda.

Stroga izmjena u presjeku bijelih i tamnih slojeva koristi se za određivanje apsolutne starosti stalagmita, kao i podzemnih šupljina u kojima nastaju. Izračuni daju zanimljive rezultate. Tako je za starost stalagmita iz špilje Kizelovskaya (srednji Ural), koji je dosegao 68 cm u promjeru, utvrđeno 2500 godina (Maksimovich, 1963.). Starost stalagmita nekih stranih špilja, određena polugodišnjim prstenovima, bila je 600 tisuća godina. (Prema istraživanju F. Vitaseka, u Demanovskim špiljama u Čehoslovačkoj stalagmit od 1 mm nastaje za 10 godina, a za 10 mm - za 500 godina.) ...

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 špilji, karakteristikama njenog cirkuliranja, količini dotoka otopine, stupnju njezine koncentracije i temperaturnom režimu. Promatranja su pokazala da stopa rasta stalagmita varira od desetina do nekoliko milimetara godišnje. U tom pogledu osobito su zanimljivi radovi čehoslovačkih istraživača koji su radiokarbonskom metodom odredili starost krških formacija. Utvrđeno je da je stopa rasta stalagmita u pećinama Čehoslovačke 0,5-4,5 cm na 100 godina (G. Franke). U dugoj i složenoj povijesti nastanka formacija kap po kap, epohe nakupljanja materijala mogu se izmjenjivati ​​s razdobljima njegovog otapanja.

Kalcirane sinterirane formacije karakterizira fenomen luminiscencije koji je povezan s prisutnošću aktivirajućih nečistoća u njima. Ozračene bljeskalicom, tvorbe 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 opaža se za rezove s primjesom mangana.

DO kolomorfne formacije uključuju kalcitne brane (gurui), kalcitnu koru, kalcitne filmove, špiljske bisere (oolite) i kameno mlijeko. Gursi i špiljski ooliti, sastavljeni uglavnom od tufa, donekle se razlikuju po strukturi, poroznosti i volumetrijskoj težini od drugih formacija kapanja, što ih čini mogućim za razlikovanje u posebnu skupinu. Međutim, ta je podjela u velikoj mjeri 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 znatno rjeđe u dolomitnim šupljinama. Nastaju u vodoravnim i kosim prolazima kao posljedica taloženja kalcijevog karbonata iz otopine, što je povezano s oslobađanjem ugljičnog dioksida uslijed promjene temperature toka vode pri kretanju uz podzemnu galeriju. Obrisi brana, obično u obliku pravilnog ili zakrivljenog luka, određeni su uglavnom izvornim oblikom izbočina dna špilje. Visina baraža varira od 0,05 do 7 m, a duljina doseže 15 m. Prema morfološkim karakteristikama gurui se dijele na arealne i linearne. Potonji su razvijeni uglavnom u uskim prolazima s podzemnim potocima, koje dijele u zasebne rezervoare površine do 1000 m 2 i više.

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

Brane od kalcita posebno su zanimljive u špiljama Krasnaya, Shakuranskaya i Kutukskaya IV. U udaljenom dijelu Crvene špilje zabilježeno je 36 kaskadnih kaskada visine od 2 do 7 m i duljine do 13 m na duljini od 340 m. Njihova širina ponekad doseže 6 m. Korito podzemnog toka blokira 34 brane mliječno bijelog kalcita. Visina im doseže 2 m, a duljina 15 m. Ovdje su pronađeni takozvani zatvoreni gursi (komore od kalcita). Bare o kojima razmišljaju potpuno su prekrivene kalcitnim filmom. Jedan od prolaza špilje Shakuran (Kavkaz), koji doseže 400 m duljine, podijeljen je branama od kalcita na 18 jezera dubine od 0,5 do 2 m.

Kalcitna kora obično nastaje u podnožju zidova, uz koje teče voda u pećinu. Njegova je površina u pravilu neravna, kvrgava, ponekad nalikujući 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. Nastaju od kristala kalcita koji slobodno plutaju na površini vode. Spajajući jedan s drugim, ti kristali tvore najprije tanki film koji pluta na površini vode u obliku zasebnih mrlja, a zatim kontinuirani film kalcita koji prekriva cijelo jezero, poput ledene ploče. Na jezerima koje brani gourami, stvaranje filmova počinje s obale. Postupno se širi, film zauzima cijelu vodenu površinu. Debljina filmova je mala. Ona varira od nekoliko desetina milimetra do 0,5 cm ili više. Ako razina jezera padne, tada se može stvoriti razmak između površine vode i filma. Kalcitni filmovi pretežno su sezonski. Javljaju se tijekom sušnih razdoblja, kada se u jezerskoj vodi primjećuje visoka koncentracija iona kalcija i hidrokarbonata. Kad obilna kiša i otopljena snježna voda uđu u špilju, kalcitni se filmovi na površini podzemnih jezera uništavaju.

Prema LS Kuznetsovoj i PN Chirvinsky (1951.), kalcitni film je mozaik zrnaca promjera 0,05-0,1 mm. Orijentacija zrna je poremećena. Po prirodi boje podijeljeni su u dvije skupine. Neki, smećkasti i zamućeni, slabo su prozirni, dok drugi, bezbojni, prozirniji, djeluju vlaknasto. Što se tiče mineraloškog sastava, obje skupine zrna predstavljene su čistim kalcijevim karbonatom. Gornja površina kore je pod mikroskopom kvrgava, a donja 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 se film može vidjeti, osobito, na površini jezera ledene špilje Kungur.

U mnogim špiljama razvijenim u karbonatnim stijenama nalaze se male kalcitne kuglice zvane ooliti ili špiljski 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 sustava Anakopia. Duljina mu je 59 mm. Po obliku i veličini nalikovao je na kokošje jaje. Prevladavaju 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.

Špiljski 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 uočena su zrna kvarca, kalcita ili grumenčići gline oko kojih rastu ljuske koloidnog kalcijevog karbonata. Zanimljivo je da su kristalne ljuske oolita međusobno odvojene tankim slojevima pelitomorfnog vapnenca.

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

Rast oolita ovisi o mnogim čimbenicima. Pod povoljnim uvjetima nastaju 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. Slijedom toga, njihova se dob može odrediti na 3-4 godine. Međutim, mogućnost korištenja podloge od kalcita za određivanje starosti kemogenih formacija treba tretirati s velikim oprezom, jer se "... učestalost taloženja kalcijevog karbonata ne poklapa s godišnjim dobima, već je određena samo promjenama količine ulaznu vodu, njezinu temperaturu i vanjski zrak. "

Špiljski biseri pronađeni u Sovjetskom Savezu u špiljama 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 jamskih bisera po izraženom sedefastom 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 ta se transformacija odvija prilično sporo.

Među vapnenačkim formacijama, mjesečevim ili kamenim, posebno je zanimljivo mlijeko, koje je tipičan koloid. Pokriva svodove i zidove špilja na područjima gdje voda izvire iz uskih pukotina i u uvjetima slabog isparavanja snažno razrjeđuje stijenu koja po izgledu podsjeća na vapneno 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 špilja nalaze se kristali raznih 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 duljinu. Trenutno se nalaze isključivo u suhim područjima špilja. Njihovo je podrijetlo očito povezano, s jedne strane, s kristalizacijom karbonata 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 stropa špilja. Takve kristalne galerije zabilježene su u mnogim podzemnim šupljinama SSSR -a (Kryvchenskaya, Krasnaya, Divya itd.).

V.I.Stepanov (1971.) proučavao je glavne zakonitosti nastanka kemogenih naslaga i osobitosti nakupljanja kristalizacije u špiljama na primjeru ponora Anakopije. Prema njegovom mišljenju, opći tijek kristalizacije svakog zasebnog dijela ove špilje slijedi shemu: tuf stalaktit -stalagmitna kora - kalcit stalaktit -stalagmitna kora - koraliti - gips.

Najdetaljniju shemu speleolitogeneze razvio je G.A.Maksimovich (1965.). Pokazao je da priroda i morfologija kemogenih formacija ovise o količini dotoka vode i parcijalnom tlaku ugljičnog dioksida, koji se značajno mijenjaju u različitim fazama razvoja špilje. S 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 / s), pagodastih (0,001-0,005 l / s) 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 -stalagmiti (10 -5 -10 -6 l / s). Posebno je zanimljiva klasa dotoka s 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. Uz zanemarive dotoke vode, cjevaste stalaktite (10 -3 -10 -5 cm 3 / s), složene stalaktite sa širokom bazom (10 -5 -10 -6 cm 3 / s) i ekscentrične stalaktite (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 priljeva. Posljednja karika u genetskom nizu kemogenih 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.Maksimovich (1965.) od velikog je teorijskog i metodološkog značaja. Omogućuje nam ocrtavanje skladnog genetskog niza karbonatne litogeneze u pećinama, na temelju uzimanja u obzir kvantitativnih pokazatelja otjecanja podzemnih voda i parcijalnog tlaka 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.

Kemogene ili vodeno-kemogene tvorevine koje mnoge špilje čine iznimno lijepima samo su jedna vrsta špiljskog sedimenta. Osim njih u špiljama (prema klasifikaciji D.S.Sokolova i G.A.Maksimovicha) postoje i razni drugi sedimenti, koji se podrijetlom dijele na zaostale, vodomehaničke, klizišta, glaciogene, organogene, hidrotermalne i antropogene.

Preostali depoziti nastaju kao rezultat ispiranja krških stijena i nakupljanja netopivog ostatka na dnu špilja, predstavljenog uglavnom česticama gline. Špiljske gline najbolje se proučavaju u suhim galerijama špilje Anakoli, gdje dosežu debljinu od 0,45 m. Gornji dio zaostale glinene naslage sastoji se uglavnom od fino raspršenih čestica, a donji - od neravnomjerno zrnatih. U sastavu ovih glina dominiraju (više od 63%) čestice veličine 0,1 do 0,01 mm (Tablica 1).

Vodeno-mehaničke naslage predstavljeni su naplavinama podzemnih rijeka, sedimentima špiljskih jezera i alohtonim materijalom dovedenim u špilje kroz pukotine, orgulje i bunare. Sastavljeni su od pjeskovito-glinovitog 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 špilje Anakopia, koje zauzimaju površinu veću od 10 tisuća m 2. Pokrivaju pod pećine Clay i većinu pećina Abhazije i gruzijskih špiljara. 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 aleuritno-pelitičku strukturu i obično su obojeni hidratnim željeznim oksidima. Ove gline nastale su kao posljedica taloženja malih čestica na dnu privremenih vodnih tijela nastalih u južnom dijelu špilje, zbog prodora ovdje atmosferskih oborina, koje karakterizira značajna zamućenost. Učestalost i trajanje nakupljanja plastičnih glina potvrđuju prisutnost 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 izračuni u tom pogledu izvedeni su u špilji Anakopia. Pokazali su da je volumen urušenog materijala u špiljama Hrama, Abhazije i gruzijskih speleologa približno 450 tisuća m 3 (tj. Više od 1 milijun tona stijene), a volumen pojedinih blokova doseže 8-12 m 3. Snažne gomile blokova zabilježene su i u mnogim drugim špiljama (slika 8).

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

Najčešće se promatraju stara klizišta naslaga prekrivena glinenim i kalcitnim sedimentima. Međutim, u nekim špiljama možete pronaći i potpuno svježa klizišta. Proučavali smo takva mjesta, osobito u špiljama Divya (Ural) i Kulogorskaya (Kuloi plato).

Glaciogene naslage. U mnogim špiljama Sovjetskog Saveza, u kojima tijekom cijele godine prevladavaju niske temperature, zabilježene su ledene formacije. Najpoznatije ledene špilje su Kungurskaya, Kulogorskaya, Balaganskaya i Abogydzhe.

Špiljski led krških šupljina - ledenjaka, rasprostranjen na Krimu, Kavkazu, Ruskoj nizini, Uralu i središnjem Sibiru, podijeljen je u sljedeće glavne vrste: sublimacija, infiltracija, zgušnjavanje i heterogenost.

Među sublimacijske formacije Najveći interes su kristali leda nastali kao posljedica interakcije relativno toplog zraka s rashlađenim predmetima. Imaju širok izbor oblika, koji su određeni temperaturnim režimom, vlagom, smjerom i brzinom strujanja zraka (Dorofeev, 1969.). Kristali u obliku lista (nastali na temperaturi od -0,5-2 °), piramidalni (-2-5 °), pravokutni lamelarni (-5-7 °), iglasti (-10-15 °) i paprati oblikovana (-18 -20 °). Najljepši su piramidalni kristali, obično predstavljeni sraslinama spiralnih piramida promjera do 15 cm. Povremeno se na svodovima špilja pojavljuju relativno pravilne zatvorene šesterokutne piramide čiji su vrhovi okrenuti prema stropu. Lijepi su i kristali nalik paprati, koji nastaju u jakim mrazima i izgledaju poput tankih (0,025 mm) ploča duljine do 5 cm, koje visi u debelom rubu sa stropa špilja. 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. Prilikom dodira raspadaju se na male komadiće, koji polako padaju na pod špilje.

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

DO filtracijski oblici uključuju ledene stalaktite, stalagmite i stalagnate hidrogenog podrijetla. Nastaju kao rezultat prijelaza vode u čvrstu fazu. Ovi oblici dosežu 10 m visine i 3 m promjera. Njihova starost varira od 2-3 mjeseca do nekoliko godina. U špilji Kungur, na primjer, postoji ledeni stalagmit, star više od 100 godina. Godišnji oblici su prozirni, a višegodišnji, zbog nečistoća, imaju mliječno bijelu boju s 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 osima paralelnim s duljinom 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 topljive tvari sadrže 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 špilja 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 djelića milimetra do 10-15 cm. Led je proziran, ponekad mliječnobijel, 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 spilja. Hidrogenog je ili heterogenog podrijetla. Debljina pokrivnog leda varira od nekoliko centimetara do nekoliko metara. Prevladava višegodišnji, često slojevit led. U područjima nakupljanja snijega nalazi se firn. Kemijski sastav pokrovnog leda ovisi o sastavu krških stijena. Razlikovati svježi i bočati led. Potonji u špiljama od gipsa karakterizira sulfatno-kalcijev sastav. Mineralizacija špiljskog leda doseže 0,21%. Posebno su zanimljivi kristali leda koji nastaju na podu špilja kada se infiltrirajuće vode smrznu. Izgledaju poput spojenih iglica 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 tijekom cijele godine. Površina jezerskog leda ovisi o veličini jezera. U nekim slučajevima doseže 500 m 2, a debljina leda je 0,15 m (jezero Geografskog društva u špilji Abogydzhe, na rijeci Mai). Led na podzemnim potocima uglavnom je lokaliziran. Površina i debljina riječnog leda obično su male. Podrijetlo jezerskog i riječnog leda je hidrogeno. Kad se podzemna vodna tijela smrznu, ponekad nastaju kristali u obliku šesterokrakih zvijezda debljine 1 mm i promjera do 10 cm.

Špiljski led sadrži razne elemente u tragovima. Spektralna analiza špiljskog leda uzeta iz ledene kore u Dijamantnoj špilji Kungurske špilje 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 špiljske hladnoće, nakupljanje snijega i leda, N.A.Gvozdetsky (1972.) razlikuje sedam vrsta krških ledenih špilja Sovjetskog Saveza: snježna rupa; b) hladne špilje u obliku vrećice, led u njima može nastati smrzavanjem vode koja dolazi iz pukotina; c) kroz hladne špilje ili puhanje kroz njih, s promjenom toplog i hladnog polugodišnjeg smjera propuha zraka, s hidrogenskim ledom i atmosferskim ili sublimacijskim kristalima leda; d) kroz vodoravne ledenjačke špilje s prozorom u stropu kroz koji pada snijeg, pretvarajući se u led; e) pećine s kraja na kraj ili probijanje-područja permafrosta, gdje je špiljski 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 špiljama Sovjetskog Saveza. Međutim, naslage fosforita ovih špilja prilično su debele i zauzimaju relativno mala područja. Velike nakupine guana 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 naslaga guana 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 špilje u gornjem toku rijeke Magian (lanac Zeravshan), razvijene u gornjo -silurskim vapnencima. Sadrže islandski spar, fluorit, kvarc, antimonit, cinober i barit. Podrijetlo ovih špilja povezano je s djelovanjem hidrotermalnih otopina koje cirkuliraju duž tektonskih prijeloma. Do stvaranja i nakupljanja mineralnih naslaga u tim špiljama došlo je u kasnijim fazama njihovog razvoja.

Antropogena ležišta u spiljama su zastupljeni uglavnom ostacima drevnih materijalnih kultura, koji se nalaze uglavnom u bliskim dijelovima špilja. U posljednje vrijeme, zbog čestih posjeta špilja turistima i speleolozima, u njima su se nakupili različiti naslage antropogenog podrijetla (ostaci hrane, papir, rabljene električne baterije itd.).