Voda ne samo da stvara špilje, već ih i ukrašava. Kemogene formacije koje špilje čine nevjerojatno lijepim i jedinstvenim iznimno su raznolike. Nastaju tisućama godina. Glavnu ulogu u njihovom nastanku ima infiltracijska voda koja prodire kroz debljinu karbonatnih stijena i kaplje sa stropa krških špilja. U prošlosti su se ti oblici zvali kapaljke, a razlikovali su “gornji kapalj” i “donji kap”.

Po prvi put je podrijetlo sinter formacija objasnio veliki ruski znanstvenik M. V. Lomonosov: „Gornji kapak je u svemu sličan ledenim ledenicama. Viseći na svodovima prirodnog aditiva. Kroz ledenice, od kojih se ponekad sraslo mnogo različitih duljina i debljina, odozgo prolaze okomiti bunari različite širine iz kojih pada planinska voda, povećava njihovu dužinu i stvara donju kap, koja raste iz padajućih kapi s gornjih ledenica. Boja klobuka, a posebno gornjeg, većinom je, kao i ljuska, bijela, sivkasta; ponekad, kao dobar jar, zelen ili potpuno pernat" .

Sinterne formacije najčešće nastaju nakon pojave podzemnih šupljina (epigenetske) i vrlo rijetko istovremeno 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 izrazito slabo razrađena. Među posebnim istraživanjima ističe se rad VI Stepanova (1971) koji mineralne agregate špilja dijeli na tri tipa: stalaktitno-stalagmitsku koru (ovo uključuje produkte kristalizacije iz slobodno tekućih otopina, tj. stalaktiti, stalagmiti, stalagnati, draperije, progib na zidovima i podovima špilja), koraliti (ovaj tip uključuje mineralne agregate koji su nastali iz kapilarnih vodenih filmova na površini podzemnih šupljina i sinter oblika) i antoliti (ovaj tip predstavljaju paralelno-vlaknasti agregati lako topljivih minerala uvijanje i cijepanje tijekom rasta - gips, halit i sl.). Iako se ova tipizacija temelji na genetskoj klasifikacijskoj osobini, teoretski nije dovoljno potkrijepljena.

Najveći interes su klasifikacije kemogenih oblika koje su predložili G. A. Maksimovich (1963) i Z. K. Tintilozov (1968). Na temelju ovih studija, kemogene formacije mogu se podijeliti na sljedeće glavne tipove: sinter, kolomorfne i kristalne.

sinter formacije, koji su rasprostranjeni u špiljama, prema obliku i načinu nastanka dijele se u dvije velike skupine: stalaktiti, nastali zbog vapnenačke tvari koja se oslobađa iz kapi obješenih na stropu, i stalagmiti, nastali zbog tvari oslobođene iz palih kapi.

Među formacijama sinter stalaktita razlikuju se gravitacijske (tankocijevne, konusne, lamelarne, zavjesne 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. Propuštajući u špilju i ulazeći u nove termodinamičke uvjete, infiltracijske vode gube dio ugljičnog dioksida. To dovodi do oslobađanja koloidnog kalcijevog karbonata iz zasićene otopine, koji se taloži duž perimetra kapljice koja pada sa stropa u obliku tankog valjka (Maksimovich, 1963). Postupno rastući, valjci se 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.

Među stalaktitima su najčešći stalaktiti u obliku stožaca (sl. 3). Njihov rast određen je stjecanjem vode niz tanku šupljinu koja se nalazi unutar stalaktita, kao i priljevom kalcitnog materijala duž površine inkrustacije. Vrlo često se unutarnja šupljina nalazi ekscentrično (slika 4). Od otvaranja ovih cijevi svake 2-3 minute. kapajući čistu vodu. Veličine stožastih stalaktita, smještenih uglavnom duž pukotina i dobro ih ukazuju, određene su uvjetima opskrbe kalcijevim karbonatom 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 (spilja Anakopia) i 0,5 m u promjeru.

Zanimljivi su sferični (lukasti) stalaktiti nastali kao posljedica začepljenja otvora cijevi. Na površini stalaktita pojavljuju se aberacijska zadebljanja i šareni izrasline. Kuglasti stalaktiti su često šuplji zbog sekundarnog otapanja kalcija vodom koja ulazi u špilju.

U pojedinim špiljama, gdje dolazi do značajnog kretanja zraka, nalaze se zakrivljeni stalaktiti - anemoliti, čija je os odstupljena od vertikale. Nastanak anemolita je određen isparavanjem visećih kapljica vode na zavjetrinoj strani stalaktita, zbog čega se on savija u smjeru strujanja zraka. Kut savijanja pojedinih stalaktita može doseći 45°. Ako se smjer kretanja zraka povremeno mijenja, tada nastaju cik-cak anemoliti. Zavjese i draperije koje vise sa stropa špilja imaju slično podrijetlo sa stalaktitima. Oni su povezani s infiltracijom vode koja curi duž duge pukotine. Neke zavjese, sastavljene od čistog kristalnog kalcita, potpuno su prozirne. U njihovim donjim dijelovima često se nalaze stalaktiti s tankim cijevima na čijim krajevima vise kapljice vode. Naslage kalcita mogu izgledati kao okamenjeni slapovi. Jedan od ovih vodopada zabilježen je u špilji Anakopia u Tbilisiju. Visok je oko 20 metara, a širok 15 metara.

Heliktiti su složeno građeni ekscentrični stalaktiti koji su dio podskupine anomalnih stalaktitnih formacija. Nalaze se u raznim dijelovima krških špilja (na stropu, zidovima, zavjesama, stalaktitima) i imaju najrazličitije, često fantastične oblike: u obliku zakrivljene igle, složene spirale, uvijene elipse, kruga, trokut itd. Acikularni heliktiti dosežu 30 mm duljine i 2-3 mm u promjeru. Oni su jedan kristal, koji zbog neravnomjernog rasta mijenja svoju orijentaciju u prostoru. Postoje i polikristali koji su prerasli jedan u drugi. U presjeku igličastih heliktita, koji rastu uglavnom na zidovima i stropu špilja, središnja šupljina nije ucrtana. Bezbojne su ili prozirne, kraj im je šiljast. Spiralni heliktiti razvijaju se uglavnom na stalaktitima, osobito tankim cjevastim. Sastoje se od mnogih kristala. Unutar ovih heliktita nalazi se tanka kapilara kroz koju otopina dolazi do vanjskog ruba agregata. Kapljice vode nastale na krajevima heliktita, za razliku od cjevastih i stožastih stalaktita, ne skidaju se dugo (više sati). To određuje iznimno spor rast heliktita. Većina njih pripada vrsti složenih formacija koje imaju bizarno zamršen oblik.

Najsloženiji mehanizam nastanka heliktita trenutno nije dobro shvaćen. Mnogi istraživači (N. I. Krieger, B. Zhese, G. Trimmel) povezuju nastanak heliktita s blokadom kanala rasta tankocijevastih i drugih stalaktita. Voda koja ulazi u stalaktit prodire u pukotine između kristala i izlazi na površinu. Tako počinje rast heliktita, zbog prevlasti kapilarnih sila i sila kristalizacije nad gravitacijom. Kapilarnost je očito glavni čimbenik u nastanku složenih i spiralnih heliktita čiji smjer rasta u početku u velikoj mjeri ovisi o smjeru međukristalnih pukotina.

F. Chera i L. Mucha (1961) su eksperimentalnim fizikalno-kemijskim istraživanjima dokazali mogućnost taloženja kalcita iz zraka špilja, što uzrokuje nastanak heliktita. Zrak s relativnom vlagom od 90-95%, prezasićen sitnim kapljicama vode s kalcijevim bikarbonatom, ispada da je 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 igličastih heliktita. Stoga, u uvjetima u kojima je disperzijski medij tvar u plinovitom stanju, heliktiti mogu rasti zbog difuzije otopljene tvari iz okolnog aerosola. Tako nastali heliktiti ("efekt aerosola") nazivaju se "špiljskim injem".

Uz začepljenje dovodnog kanala pojedinih tankocijevastih stalaktita i „efekt aerosola“, na stvaranje heliktita, prema nekim istraživačima, utječe i hidrostatski tlak kraških voda (L. Yakuch), značajke cirkulacije zraka. (A. Vihman) i mikroorganizmi. Te odredbe, međutim, nisu dovoljno potkrijepljene i, kako su studije posljednjih godina pokazale, uvelike su diskutabilne. Dakle, morfološke i kristalografske značajke ekscentričnih sinter oblika mogu se objasniti ili kapilarnošću ili utjecajem aerosola, kao i kombinacijom ova dva čimbenika.

Najzanimljivija su pitanja o strukturi stalaktita, značajkama njihovog nastanka i brzini rasta. Tim su se pitanjima bavili A. N. Churakov (1911), N. M. Sherstyukov (4940), G. A. Maksimovič (1963) i Z. K. Tintilozov (1968).

Stalaktiti se uglavnom sastoje od kalcita, koji čini 92-100%. Kristali kalcita imaju tabelarni, prizmatični i drugi oblik. U uzdužnim i poprečnim presjecima stalaktita pod mikroskopom se mogu pratiti vretenasta zrna kalcita dužine do 3-4 mm. Nalaze se okomito na zone rasta stalaktita. Praznine između vretenastih zrna popunjene su sitnozrnim (do 0,03 mm u promjeru) kalcitom. Pri velikom povećanju pojedina zrna finozrnog kalcita pokazuju finozrnatu zrnastu strukturu (slika 5.). Ponekad sadrže značajnu količinu amorfnog i glinasto-vapnenastog materijala. Kontaminacija stalaktita glinovitim pelitnim materijalom, koja se može pratiti u obliku tankih paralelnih slojeva, određuje njegovu trakastu strukturu. Banding ide preko crte kristala. Povezan je s promjenom sadržaja nečistoća u nadolazećoj otopini tijekom rasta stalaktita.

Brzina rasta stalaktita određena je brzinom dotoka (učestalosti kapanja) i stupnjem zasićenosti otopine, prirodom isparavanja, a posebno parcijalnim tlakom ugljičnog dioksida. Učestalost pada kapljica sa stalaktita varira od nekoliko sekundi do nekoliko sati. Ponekad se uopće ne opaža pad kapljica koje vise na krajevima stalaktita. U ovom slučaju, očito, voda se uklanja samo isparavanjem, što uzrokuje iznimno spor rast stalaktita. Posebna istraživanja mađarskih speleologa pokazala su da je tvrdoća vode kapljica koje vise sa stalaktita veća od tvrdoće vode koje padaju, za 0,036-0,108 mEq. Posljedično, rast stalaktita je popraćen smanjenjem sadržaja kalcija u vodi i oslobađanjem ugljičnog dioksida. Ovim istraživanjima utvrđena je i značajna promjena tvrdoće stalaktitnih voda tijekom godine (do 3,6 mEq), pri čemu je najniža tvrdoća zabilježena zimi, kada se sadržaj ugljičnog dioksida u vodi smanjuje zbog slabljenja vitalne aktivnosti mikroorganizama. . Naravno, to utječe na brzinu rasta i oblik stalaktita u različitim godišnjim dobima.

Posebno su zanimljiva izravna opažanja (još uvijek rijetka) stope rasta stalaktita. Zahvaljujući njima, bilo je moguće utvrditi da intenzitet rasta kalcitnih stalaktita u različitim podzemnim šupljinama iu različitim prirodnim uvjetima, prema G. A. Maksimovichu (1965), varira od 0,03 do 35 mm godišnje. Posebno brzo rastu halitični stalaktiti. U uvjetima dotoka visoko mineraliziranih natrijevih kloridnih voda, stopa rasta stalaktita u rudniku Shorsuysky (Srednja Azija, lanac Alai), prema studijama NP Yushkin (1972), varira od 0,001 do 0,4 mm dnevno: dostižući u u nekim slučajevima 3,66 mm dnevno, odnosno 1,336 m godišnje.

Stalagmiti čine drugu veliku skupinu sinter formacija. Nastaju na podu krških špilja i obično rastu prema stalaktitima. Kapljice koje padaju sa stropa izdubljuju malu (do 0,15 m) stožastu jamu u naslagama poda špilja. Ova se rupa postupno puni kalcitom, koji tvori svojevrsni korijen, te počinje rast stalagmita prema gore.

Stalagmiti su obično mali. Samo u pojedinim slučajevima dosežu visinu od 6-8 m s promjerom donjeg dijela 1-2 m. Na mjestima gdje se spajaju sa stalaktitima javljaju se kalcitni stupovi, odnosno stalagnati, najrazličitijih oblika. Posebno su lijepi stupovi s uzorkom ili tordirani.

Stalagmiti imaju mnoga imena ovisno o njihovom obliku. Postoje stožasti stalagmiti, u obliku pagode, palme, stalagmiti-štapići, koraliti (stalagmiti u obliku drveća koji izgledaju kao grmovi koralja) itd. Oblik stalagmita određen je uvjetima njihovog nastanka i, prije svega, stupnjem zalijevanja špilje.

Vrlo su originalni stalagmiti, koji izgledaju poput kamenih ljiljana u špilji Iberia Anakopia. Njihova visina doseže 0,3 m. Gornji rubovi takvih stalagmita su otvoreni, što je povezano s prskanjem kapljica vode koje padaju s velike visine i nakupljanjem kalcijevog karbonata duž zidova formirane jame. Zanimljivi stalagmiti s rubovima, koji podsjećaju na svijećnjake (spilja Tbilisi Anakopia). Rubovi se formiraju oko periodično plavljenih stalagmita (Tintiloz, 1968.).

Postoje ekscentrični stalagmiti. Njihova zakrivljenost često je uzrokovana polaganim kretanjem kruščića na kojem se formiraju. Baza stalagmita u ovom slučaju postupno se pomiče prema dolje, a kapi koje padaju na isto mjesto savijaju stalagmit prema vrhu sipine. Takvi se stalagmiti primjećuju, na primjer, u špilji Anakopia.

Stalagmite karakterizira slojevita struktura (sl. 6.). U poprečnom presjeku izmjenjuju se koncentrični 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 neravnomjerno širi po njegovoj površini.

Istraživanja F. Vitaseka (1951) pokazala su da su rastući slojevi stalagmita polugodišnji proizvod, s bijelim slojevima koji odgovaraju zimskom razdoblju, a tamnim slojevima ljetnom razdoblju, budući da se tople ljetne vode karakteriziraju povećanim sadržajem metala. hidroksidi i organski spojevi 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 je spriječena prisutnošću koloidnog željezovog oksida hidrata.

S jakim porastom tamnih slojeva uočena je izmjena mnogih bijelih i tamnih vrlo tankih slojeva, što ukazuje na višestruku promjenu uvjeta prodiranja infiltracijske vode tijekom godine.

Strogom izmjenom presjeka bijelih i tamnih slojeva određuje se apsolutna starost stalagmita, kao i podzemnih šupljina u kojima nastaju. Izračuni daju zanimljive rezultate. Tako je starost stalagmita iz špilje Kizelovskaya (Srednji Ural), koji doseže 68 cm u promjeru, određena na 2500 godina (Maksimovič, 1963.). Starost stalagmita nekih stranih špilja, određena polugodišnjim prstenovima, bila je 600 tisuća godina. (Prema istraživanju F. Vitaseka, u špiljama Demänovskie u Čehoslovačkoj za 10 godina nastaje stalagmit od 1 mm, a za 500 godina 10 mm.) Ova zanimljiva metoda, koja postaje sve raširenija, još je daleko od savršenog i treba ga razjasniti .

U uzdužnom presjeku, stalagmit se, takoreći, sastoji od mnogo tankih kapa nataknutih jedna na drugu. U središnjem dijelu stalagmita horizontalni slojevi kalcita naglo padaju prema njegovim rubovima (vidi sl. 6).

Brzina rasta stalagmita je vrlo različita. Ovisi o vlažnosti zraka u špilji, karakteristikama njegove cirkulacije, veličini dotoka otopine, stupnju njegove koncentracije i temperaturnom režimu. Kao što su zapažanja pokazala, stopa rasta stalagmita varira od desetinki do nekoliko milimetara godišnje. Posebno su zanimljivi u tom pogledu radovi čehoslovačkih istraživača koji su radiokarbonskom metodom određivali starost krških formacija. Utvrđeno je da je stopa rasta stalagmita u špiljama Čehoslovačke 0,5-4,5 cm na 100 godina (G. Franke). U dugoj i složenoj povijesti nastanka sinter formacija, epohe akumulacije materijala mogu se izmjenjivati ​​s razdobljima njegovog raspadanja.

Kalcitne sinter formacije karakteriziraju fenomen luminescencije, koji je povezan s prisutnošću aktivirajućih nečistoća u njima. Sinter formacije ozračene bljeskalicom svijetle žutom, blijedozelenom, azurno plavom i plavom svjetlošću. Ponekad emitiraju blistavo bijelo ravnomjerno svjetlo koje kao da teče iz ovih nevjerojatno lijepih oblika. Najsjajnija luminescencija ima pruge s primjesom mangana.

DO kolomorfne formacije uključuju kalcitne brane (gurove), kalcitnu koru, kalcitne filmove, špiljske bisere (oolite) i kameno mlijeko. Gours i špiljski ooliti, sastavljeni uglavnom od tufa, donekle se razlikuju po strukturi, poroznosti i nasipnoj gustoći od ostalih sinter formacija, što ih omogućuje izdvajanje u zasebnu skupinu. Međutim, ta je podjela uglavnom uvjetna.

Kalcitne brane, ili gours, koji izviru iz podzemnih jezera, prilično su rasprostranjeni. U Sovjetskom Savezu zabilježeni su u 54 špilje. Gura se uglavnom nalaze u vapnencu i znatno rjeđe u dolomitnim šupljinama. Nastaju u vodoravnim i nagnutim prolazima kao rezultat taloženja kalcijevog karbonata iz otopine, što je povezano s oslobađanjem ugljičnog dioksida zbog promjene temperature protoka vode dok se kreće kroz podzemnu galeriju. Obrisi brana, koji obično imaju oblik pravilnog ili zakrivljenog luka, određeni su uglavnom početnim oblikom izbočina dna špilje. Visina baraža varira od 0,05 do 7 m, a duljina doseže 15 m. Prema morfološkim značajkama, figurice se dijele na arealne i linearne. Potonji su razvijeni uglavnom u uskim prolazima s podzemnim potocima, koje dijele u zasebne akumulacije do 1000 m2 ili više površine.

Protok vode ne samo da stvara kalcitne brane, već ih i uništava. S promjenom protoka i mineralizacije podzemne vode, pod utjecajem erozije i korozije, nastaju rupe, lomovi i usjeci u prorezima. To dovodi do stvaranja suhih gusa, koje ne mogu zadržati vodu. Kao rezultat daljnjeg otapanja i erozije, na mjestu kalcitnih brana ostaju samo jako korodirane izbočine, koje se primjećuju na podu i zidovima šupljine. Prema debljini sezonskog polusloja (0,1 mm), V. N. Dublyansky odredio je starost goura u Crvenoj špilji. Ispostavilo se da je otprilike 9-10 tisuća godina.

Kalcitne brane posebno su zanimljive u špiljama Krasnaya, Shakuranskaya i Kutukskaya IV. U krajnjem dijelu Crvene špilje zabilježeno je 36 kalcitnih kaskada visine od 2 do 7 m i dužine do 13 m na udaljenosti od 340 m. Njihova širina ponekad doseže 6 m. korito podzemnog toka blokiraju 34 brane od mliječnobijelog kalcita. Njihova visina doseže 2 m, a duljina 15 m. Ovdje su pronađeni tzv. zapečaćeni gouri (kalcitne komore). Rezervoari pregrađeni njima potpuno su prekriveni kalcitnim filmom. Jedan od prolaza pećine Shakuran (Kavkaz), čija dužina doseže 400 m, podijeljen je kalcitnim branama na 18 jezera dubine od 0,5 do 2 m.

U podnožju zidova obično nastaje kalcitna kora po kojoj teče voda koja prodire u špilju. Njegova je površina, u pravilu, neravna, kvrgava, ponekad nalik 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. Lemeći jedan s drugim, ti kristali najprije tvore tanak film koji pluta na površini vode u obliku zasebnih mrlja, a zatim kontinuirani film kalcita koji prekriva cijelo jezero, poput ledenog pokrivača. Na jezerima pregrađenim gourami, formiranje filma počinje od obala. Postupno raste, film zauzima cijelu površinu vode. Debljina filma je mala. Ona varira od nekoliko desetinki milimetra do 0,5 cm ili više. Ako razina jezera padne, tada se može stvoriti prostor između površine vode i filma. Kalcitni filmovi su pretežno sezonski. Javljaju se tijekom sušnih razdoblja, kada se u jezerskoj vodi opaža visoka koncentracija kalcijevih i hidrokarbonatnih iona. Kada obilna kiša i otopljeni snijeg uđe u špilju, kalcitni filmovi na površini podzemnih jezera se uništavaju.

Prema L. S. Kuznetsovoj i P. N. Chirvinskyju (1951), kalcitni film je mozaik zrnaca promjera 0,05-0,1 mm. Orijentacija zrna je nasumična. Prema prirodi boje dijele se u dvije skupine. Neki, smećkasti i mutni, blago su prozirni, dok drugi, bezbojni, prozirniji, djeluju vlaknasto. Što se tiče mineraloškog sastava, obje skupine zrna su zastupljene čistim kalcijevim karbonatom. Gornja površina kore pod mikroskopom je kvrgava, a donja potpuno glatka.

Uz kalcitne filmove, na površini jezera nalaze se i gipsani filmovi. Oni, poput prozirnog leda, pokrivaju ne samo vodenu površinu jezera, već i njegove glinene obale. Takav film se može vidjeti, posebice, na površini jezera ledene špilje Kungur.

U mnogim špiljama razvijenim u karbonatnim stijenama nalaze se male kalcitne kuglice koje se nazivaju ooliti, ili špiljski biseri. Biseri su ovalnog, eliptičnog, sfernog, poliedarskog ili nepravilnog oblika. 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 Manikvar, koji je dio špiljskog sustava Anakopia. Duljina mu je 59 mm. Oblikom i veličinom podsjećao je na kokošje jaje. Prevladavaju spljošteni biseri. Ponekad se cementiraju u nekoliko komada (10-20) i tvore oolitni konglomerat. Boja oolita je bijela ili žućkasta. Površina im je mat, glatka ili hrapava.

Špiljski biseri se sastoje uglavnom (do 93%) od kalcita. U presjeku ima koncentričnu strukturu, s izmjeničnim svijetlim i tamnim slojevima. Debljina slojeva može biti različita. U središnjem dijelu bisera primjećuju se zrna kvarca, kalcita ili grudice gline oko kojih rastu školjke 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 napajaju kapljicama vode zasićene kalcijevim karbonatom koje kapaju sa stropa. Važan uvjet za nastanak oolita je njihova kontinuirana rotacija. Kako agregati rastu, njihova se rotacija usporava, a zatim potpuno zaustavlja, budući da potpuno ispunjavaju kupku u kojoj se formiraju.

Rast oolita ovisi o mnogim čimbenicima. Pod povoljnim uvjetima vrlo brzo nastaju (u Postojnskoj špilji u Jugoslaviji za 50-ak godina). U špilji Khralupa (Bugarska) pronađeni su ooliti promjera 5-6 mm, koji su se sastojali od samo 3-4 koncentrična sloja. Stoga se njihova dob može odrediti na 3-4 godine. Međutim, mogućnost korištenja slojeva kalcita za određivanje starosti kemogenih formacija treba biti tretirana s velikim oprezom, budući da „...učestalost taloženja kalcijevog karbonata ne podudara se s godišnjim dobima, već je određena samo promjenama količine ulazna voda, njezina temperatura i okolni zrak."

Špiljski biseri pronađeni u Sovjetskom Savezu u špiljama Divya, Kizelovskaya, Krasnaya, Anakopiya, Shakuranskaya, Vakhushti, Makrushinskaya i neki drugi ne razlikuju se po kemijskom sastavu od biogenih bisera morskih mekušaca, budući da su oba sastavljena od kalcijevog karbonata. U međuvremenu, pravi se biseri razlikuju od špiljskih bisera po izraženom sedefnom sjaju, karakterističnom za aragonit, kojeg predstavljaju biogeni biseri. . Aragonit je, međutim, nestabilna modifikacija kalcijevog karbonata i spontano se pretvara u kalcit. Istina, pri običnoj temperaturi ova se transformacija odvija prilično sporo.

Među vapnenačkim tvorevinama posebno je zanimljivo lunarno ili kameno mlijeko, koje je tipičan koloid. Prekriva svodove i zidove špilja na područjima gdje voda strši iz uskih pukotina i u uvjetima slabog isparavanja uvelike ukapljuje stijenu koja izgledom podsjeća na vapneno tijesto, kremastu masu ili bijelo kameno mlijeko. Ovaj vrlo rijedak i još neriješen fenomen prirode zabilježen je u Krasnoj (Krim), Kizelovskoj (Ural), Anakopiji (Kavkaz) i nekim drugim špiljama Sovjetskog Saveza.

Na zidovima i stropu pojedinih špilja nalaze se kristali raznih autohtonih minerala: kalcita, aragonita, gipsa i halita. Među kristalitne formacije posebno su zanimljivi cvjetovi kalcita, aragonita i gipsa (anthoditi) u obliku grozdova i rozeta kristala, koji ponekad dosežu i nekoliko centimetara. Trenutno se nalaze isključivo u suhim područjima špilja. Njihovo podrijetlo očito je povezano, s jedne strane, s kristalizacijom karbonata kondenzacijskih kapi, a s druge strane s korozijom krških stijena kondenzacijskim vodama. Istraživanja su pokazala da su to pretežno drevne formacije. Nastali su u hidrološkim i mikroklimatskim uvjetima drugačijim od današnjih. Postoje i moderni oblici.

Uz antodite, zanimljivi su kistovi kristala kalcita, aragonita, gipsa i halita koji pokrivaju velike površine zidova i stropa špilja. Takve kristalne galerije zabilježene su u mnogim podzemnim šupljinama SSSR-a (Kryvchenskaya, Krasnaya, Divya, itd.).

Glavne obrasce stvaranja kemogenih naslaga i značajke kristalizacijske akumulacije špilja na primjeru ponora Anakopia proučavao je V. I. Stepanov (1971). Prema njegovom mišljenju, opći tijek kristalizacije svakog pojedinog dijela ove špilje slijedi shemu: tuf stalaktit-stalagmitska kora - kalcit stalaktit-stalagmitska 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. Uz velike dotoke vode (1-0,1 l/s), kalcijev karbonat koji ispada iz otopine stvara pokrivače i tvorevine na podu špilje (slika 7.). Potonji su često raspoređeni u kaskadama. Smanjenjem dotoka vode iz pukotina i rupa na stropu špilje stvaraju se uvjeti za stvaranje masivnih (0,01-0,001 l/sec), pagodastih (0,001-0,005 l/sec) i palmi (0,005). -0,0001 l/sec) stalagmiti. Daljnjim smanjenjem dotoka vode zasićene kalcijevim karbonatom, najprije se pojavljuju stožasti stalaktiti (10 -4 -10 -5 l / s), a zatim štapni stalagmiti (10 -5 -10 -6 l / s). Posebno je zanimljiva klasa pritoka s protokom od 10 -4 -10 -5 l/sec (ili 0,1-0,01 cm 3 /sec), koje određuju prijelaz iz donje u gornju litoakumulaciju, kao i kao njihov zajednički razvoj. Sa zanemarivim dotocima vode, cjevasti stalaktiti (10 -3 -10 -5 cm 3 / sec), složeni stalaktiti sa širokom bazom (10 -5 -10 -6 cm 3 / sec) i ekscentrični stalaktiti (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 imala veliku ulogu sa značajnijim dotocima. Konačna karika u genetskom nizu kemogenih formacija su kristalni oblici povezani s taloženjem kalcita iz kondenzacijskih voda, koji u ovoj fazi predstavljaju jedini izvor vlage.

Shema za formiranje speleoforma koju je predložio G. A. Maksimovich (1965) od velikog je teorijskog i metodološkog značaja. Omogućuje ocrtavanje skladnog genetskog niza karbonatne litogeneze špilja, na temelju uzimanja u obzir kvantitativnih pokazatelja otjecanja podzemnih voda i parcijalnog tlaka ugljičnog dioksida, čija je promjena tijekom vremena povezana s fazama razvoja krških šupljina. U ovoj shemi, nažalost, nije određen položaj mnogih raširenih sinter oblika (stupova, zavjesa, draperija itd.), što je, s jedne strane, zbog ograničenog materijala eksperimentalnih promatranja, as druge strane, na opći loš razvoj problema koji se razmatra.

Kemogene ili vodeno-kemogene formacije, koje mnoge špilje čine neobično lijepim, samo su jedna od vrsta špiljskih naslaga. Osim njih, u špiljama (prema klasifikaciji D.S. Sokolova i G.A. Maksimovicha) postoje i razne druge naslage koje se po podrijetlu dijele na rezidualne, vodomehaničke, klizišne, glaciogene, organogene, hidrotermalne i antropogene.

Preostali depoziti nastaju kao rezultat ispiranja krških stijena i nakupljanja na dnu špilja netopivog ostatka, uglavnom čestica gline. Špiljske gline najbolje su proučene u suhim galerijama špilje Anakoli, gdje dosežu debljinu od 0,45 m. Gornji dio zaostalog glinenog niza sastoji se uglavnom od sitnih čestica, a donji od neravnozrnatih. U sastavu ovih glina dominiraju (više od 63%) čestice veličine od 0,1 do 0,01 mm (tablica 1).

Vodomehaničke naslage predstavljeni su naplavinama iz podzemnih rijeka, sedimentima iz špiljskih jezera i alohtonim materijalom koji se u špilje unosio kroz pukotine, cijevi za orgulje i bunare. Sastoje se od pjeskovito-ilovastog materijala. Debljina ovih naslaga je obično mala. Samo ispod orguljskih cijevi tvore glinene škrape, ponekad u obliku šiljastih čunjeva visine do 3 m i više.

Posebno su zanimljive plastične gline špilje Anakopia, koje zauzimaju površinu veću od 10.000 m 2 . Prekrivaju pod Glinene pećine i većinu špilja Abhazije i gruzijskih speleologa. Pretpostavlja se da debljina ovih glina doseže 30 m. Plastične gline tvore uglavnom najsitnije čestice promjera manjeg od 0,01 mm, na koje otpada preko 53%. Imaju aleuritsko-pelitičnu strukturu i obično su obojene hidratiziranim željeznim oksidima. Ove gline su nastale kao posljedica taloženja sitnih čestica na dnu privremenih rezervoara nastalih u južnom dijelu špilje, uslijed prodora atmosferskih oborina koje karakterizira znatna zamućenost. Periodičnost i trajanje akumulacije plastičnih glina potvrđuje prisutnost različitih horizonata u njima.

nanosi klizišta Obično se sastoje od velikih kaotično nagomilanih blokova stijena koji su se urušili sa svodova i zidova podzemnih šupljina. Zanimljivi izračuni u tom smislu napravljeni su u špilji Anakopia. Pokazali su da je volumen urušenog materijala u špiljama Khram, Abhazija i gruzijski speleolozi oko 450 tisuća m 3 (tj. više od milijun tona stijene), a volumen pojedinačnih blokova doseže 8-12 m 3 . Debeli blokovi su zabilježeni iu mnogim drugim špiljama (sl. 8).

Među blokovsko-klizišnim naslagama često se nalaze ulomci kalcitnih sinter formacija (stalaktiti, stalagmiti) povezani s urušavanjem svodova.

Najčešće se uočavaju stare naslage klizišta, prekrivene inkrustacijama gline i kalcita. No, u nekim špiljama možete pronaći i potpuno svježe klizišta. Takva područja smo proučavali, posebno u špiljama Divya (Ural) i Kulogorskaya (visoravan Kuloi).

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

Špiljski led kraških šupljina - ledenjaka, rasprostranjen na Krimu, Kavkazu, Ruskoj ravnici, Uralu i Središnjem Sibiru, dijeli se na sljedeće glavne vrste: sublimacijski, infiltracijski, kongelacijski i heterogeni.

Među sublimacijske formacije Najveći interes su kristali leda, koji nastaju kao rezultat interakcije relativno toplog zraka s ohlađenim predmetima. Imaju najrazličitiji oblik, koji je određen temperaturnim režimom, vlagom, smjerom i brzinom strujanja zraka (Dorofeev, 1969). Postoje kristali u obliku lista (nastali na temperaturi od -0,5-2°), piramidalni (-2-5°), pravokutni-lamelarni (-5-7°), igličasti (-10-15°) i u obliku paprati (-18 -20°). Najljepši su piramidalni kristali, obično predstavljeni izraslinama spiralnih piramida promjera do 15 cm. Povremeno se na svodovima špilja pojavljuju relativno pravilne zatvorene šesterostrane piramide, čiji su vrhovi okrenuti prema stropu. Lijepi su i kristali nalik paprati, koji nastaju u jakim mrazevima i izgledaju kao tanke (0,025 mm) ploče duge do 5 cm, koje u debelim rubovima vise sa stropa špilja. Ovi kristali su efemerni; pri blagom porastu temperature, oni se uništavaju. Rastući zajedno, kristali često tvore svjetlucave vijence, ažurnu čipku i prozirne zavjese. Kristali leda su prozirni i vrlo krhki. Kada se dotaknu, raspadaju se u male komadiće, koji polako padaju na pod špilje.

Kristali leda obično se pojavljuju u proljeće i traju nekoliko mjeseci. Samo u nekim špiljama, posebno onima koje se nalaze u području permafrosta, nalaze se višegodišnji kristali. Kemijski sastav ledenih kristala ovisi o sastavu stijena. Prema E. P. Dorofejevu (1969), mineralizacija godišnjih sublimacijskih kristala leda u špilji Kungur iznosi 56-90 mg/l, a višegodišnjih - 170 mg/l.

DO filtracijski oblici uključuju ledene stalaktite, stalagmite i stalagnate hidrogenog porijekla. Nastaju kao rezultat prijelaza vode u čvrstu fazu. Ovi oblici dosežu 10 m visine i 3 m u promjeru. Njihova starost varira od 2-3 mjeseca do nekoliko godina. U špilji Kungur, na primjer, nalazi se ledeni stalagmit star preko 100 godina. Jednogodišnji oblici su prozirni, a višegodišnji oblici, zbog nečistoća, imaju mliječno bijelu boju s plavkastom ili zelenkastom nijansom.

Godišnje i višegodišnje ledene formacije također se međusobno razlikuju po strukturi. Kako su pokazala istraživanja M.P. Golovkova (1939), godišnji stalaktiti u špilji Kungur su optički jednoosni monokristal, dok se višegodišnji stalaktiti sastoje od mnogih, slojevitih, izduženih, djelomično fasetiranih kristala, orijentiranih optičkim osovinama paralelnim s dužinom stalaktita.

Prema kemijskom sastavu, led stalaktita, stalagmita i stalagnata može biti svjež s količinom topljivih tvari do 0,1% (1 g/l) ili bočat, u kojem topive tvari sadrže od 0,1 do 1%. Svježi led se obično nalazi u karbonatnim špiljama, a boćat - u sulfatnim.

Na zidovima i svodovima u hladnom dijelu nekih špilja uočena je kora zaleđivanja koja nastaje, s jedne strane, zbog smrzavanja vode koja teče kroz pukotine, as druge strane zbog sublimacije vode. para. Njegova debljina obično varira od frakcija milimetra do 10-15 cm Led je proziran, ponekad mliječnobijel, svjež (topljive tvari manje od 1 g/l) ili bočat. Starost kore za glazuru može biti vrlo različita, u nekim slučajevima i više godina.

Pokrivni led se često razvija na podu špilja i prolaza ledenih špilja. Vodičnog je ili heterogenog porijekla. Debljina pokrovnog leda varira od nekoliko centimetara do nekoliko metara. Prevladava višegodišnji, često slojevit led. Firn se javlja u područjima akumulacije snijega. Kemijski sastav pokrovnog leda ovisi o sastavu krških stijena. Razlikovati svježi i bočati led. Potonji u gipsanim špiljama karakterizira sulfatno-kalcijev sastav. Mineralizacija špiljskog leda doseže 0,21%. Posebno su zanimljivi kristali leda koji nastaju na podu špilja kada se infiltracijska voda skrući. 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 ima pretežno lokalnu rasprostranjenost. Površina riječnog leda i njegova debljina obično su male. Porijeklo jezerskog i riječnog leda je hidrogensko. Kada se podzemni rezervoari zamrznu, ponekad nastaju kristali u obliku šestokrakih zvijezda debljine 1 mm i promjera do 10 cm.

Špiljski led sadrži razne elemente u tragovima. Spektralna analiza špiljskog leda uzetog iz ledene kore u Dijamantnoj špilji Kungurske špilje pokazala je da među mikroelementima prevladava stroncij, koji čini više od 0,1%. Sadržaj mangana, titana, bakra, aluminija i željeza ne prelazi 0,001%.

Prema uvjetima za nastanak špiljske hladnoće, nakupljanja snijega i leda, N. A. Gvozdetsky (1972) razlikuje sedam tipova krških ledenih špilja u Sovjetskom Savezu: snježna rupa; b) hladne špilje u obliku vrećice, led u njima može nastati smrzavanjem vode koja dolazi iz pukotina; c) kroz ili puhanje u hladne špilje sa promjenom smjera propuha u toplim i hladnim polugodinama, s vodikovim ledom i atmosferskim, odnosno sublimacijskim, kristalima leda; d) kroz horizontalne glečerske špilje s prozorom u stropu kroz koji ulazi snijeg, pretvarajući se u led; e) kroz špilje ili puhanje - područja permafrosta, gdje je špiljski led njegov poseban oblik; f) dobro oblikovane šupljine - područja permafrosta; g) šupljine u obliku vrećice – područja permafrosta.

Organogene naslage- guano i koštana breča nalaze se u mnogim špiljama Sovjetskog Saveza. Međutim, naslage fosforita ovih špilja su znatne debljine i zauzimaju relativno male površine. Velike nakupine guana zabilježene su u špilji Bakharden, gdje zauzimaju površinu od 1320 m 2 . Debljina ovih naslaga doseže 1,5 m, a ukupna rezerva je 733 tone. Kao rezultat interakcije fosfatnih naslaga guana s karbonatnim stijenama i kalcitnim sinter formacijama nastaju metasomatski fosforiti.

hidrotermalne naslage relativno su rijetke u krškim špiljama. Najveći interes u tom pogledu su špilje u gornjem toku rijeke Magian (Zerafshan Range), razvijene u vapnencima gornjeg silura. Sadrže islandski špart, fluorit, kvarc, antimonit, cinober i barit. Nastanak ovih špilja povezan je s djelovanjem hidrotermalnih otopina koje kruže kroz tektonske pukotine. Do stvaranja i nakupljanja mineralnih naslaga u tim špiljama došlo je u kasnijim fazama njihova razvoja.

Antropogene naslage u špiljama su uglavnom zastupljeni ostaci drevnih materijalnih kultura, pronađeni uglavnom u obližnjim dijelovima špilja. U posljednje vrijeme, zbog čestih posjeta špiljama od strane turista i speleologa, u njima se nakupljaju razne naslage antropogenog podrijetla (ostaci hrane, papir, rabljene električne baterije i sl.).

Podzemni vodotoci; 6) začepljenje izvrsno - sitni zemljani materijal koji donose privremene površinske i podzemne vode i popunjavanje podzemnih šupljina; c) zapreka, nastala urušavanjem špiljskih svodova; d) sinter formacije (stalaktiti, stalagmiti i dr.); e) organogene formacije (nakupljanje životinjskih kostiju i sl.). O. p. imaju neznatne relikvije, nepravilnog isprekidanog lećastog oblika, neslojevite ili gruboslojne strukture. Neka ležišta Fe i Mn ruda, boksita i drugih ležišta povezuju se s O. U špiljama se često nalaze ostaci kostiju ljudi kamenog doba i predmeti njihove materijalne kulture, čije je proučavanje od velike pomoći za stratigrafsku podjelu kvartara eksc.

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

Pogledajte što je "PEĆIJSKI NALOG" u drugim rječnicima:

špiljske naslage- Naslage koje ispunjavaju krške šupljine Teme Industrija nafte i plina EN špiljske naslage… Priručnik tehničkog prevoditelja

Akumulacije ulomaka i cijelih kostiju sisavaca pronađene u špiljama obično su cementirane željeznim, pjeskovito-glinovitim ili glinovitim cementom. Vidi špiljske naslage. Geološki rječnik: u 2 sveska. M.: Nedra. Uredio K. N. ... ... Geološka enciklopedija

Prirodne kombinacije genetskih tipova kontinentalnih eksc. Najčudniji od njih kombinira eluvijalne formacije koje čine koru za vremenske utjecaje. Eluvij i ovdje srodna tla, prema obilježjima svog nastanka, samo uvjetno pripadaju ... ... Geološka enciklopedija

Yungang Cave Grottoes je kompleks od 252 umjetne špilje, udaljene 16 km od jugoistok iz kineskog grada Datonga, provincija Shanxi. Sadrži do 51.000 Buddhinih slika, od kojih neke dosežu 17 metara visine. Yungang je ... ... Wikipedia

1 Špilje po porijeklu 1.1 Kraške špilje... Wikipedia

Povijest Gruzije ... Wikipedia

Predmet studija. Predmet istraživanja u arheologiji Novog svijeta je povijest i kultura autohtonih naroda Amerike, američkih Indijanaca. Homogeni u smislu rase, Indijanci Amerike predstavljaju veliku granu ... ... Enciklopedija Collier

Na popisu UNESCO-ve Svjetske baštine u Narodnoj Republici Kini nalazi se 41 ime (za 2011.), što je 4,3% od ukupnog broja (962 za 2012.). 29 objekata uvršteno je na popis prema kulturnim kriterijima, 8 ... ... Wikipedia

Geološko vrijeme prikazano na dijagramu naziva se geološki sat i pokazuje relativnu duljinu ... Wikipedia

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

Ostatak. Ako se netopivi dio karbonatne stijene (glina i pješčane čestice) ne odnese vodenim tokovima, već ostane na mjestu svog nastanka (tzv. "glina"), onda je to eluvij.

klizište-gravitacijski. Padovi. Grudice, krš.

Riječne naslage - aluvij, aluvijal. Pijesak, šljunak, šljunak.

Kriogena. Proizvodi glacijalnog djelovanja. U donjim dijelovima nival-korozivnih bunara. Fragmenti raznih veličina.

Biogeni. Guano (tropske špilje), izmet šišmiša, u ulaznim dijelovima - kosti palih životinja, debla.

Kemogeni.

Sve vrste sinter formacija:

a). Stalaktiti, stalagmiti, stalagnati (stalaktit i stalagmit spojeni u stup), zidne obloge, zavjese, zavjese (ako izvor otopine nije točka, već linearni razmak), štapići, pagode, meduze, stupovi, kamene brane, kameni slapovi. Svi ovi oblici imaju isto porijeklo.

b) Tjestenina. Ako je stalaktit konusnog oblika u obliku ledenice, tada je tjestenina cijelom dužinom približno jednake debljine (do metar ili više). Zrna kalcita koji ga čine veća su, šuplji kanal u makaronima ima promjer do nekoliko mm, au stalaktitu je vrlo tanak. Stalagmit uopće nema kanal.

c).Koraliti (na zapadu se zovu botrioidi). Mehanizam njihovog nastanka nije potpuno jasan. Vjerojatno nastaju difuzijom iona iz okolnih stijena kroz vodene filmove koji se kondenziraju na stijenkama šupljina. Obično se formira na bočnim zidovima i dnu špilja.

d) Kristalni. Snopovi dobro definiranih kristala kalcita (do prvog cm) rastu iz vrhova koralita.

e) Heliktiti. Od grčke riječi "helikos" - uvijen. Stalaktit raste strogo okomito, jer je njegov rast kontroliran gravitacijom. Rast heliktita ne kontrolira gravitacija, već sila kristalizacije. Kristal je paralelni red atoma, a sljedeći red se prilagođava prethodnom. Dakle, dolazi do rasta uzduž osi rasta kristala, koja se na bilo koji način može orijentirati u prostoru.
Stoga je smjer rasta heliktita također neovisan o gravitaciji. Do uvijanja dolazi zbog nečistoća drugih atoma. Ako se izvanzemaljski atom pojavi u sloju identičnih atoma, tada sljedeći sloj neće biti paralelan s prethodnim, a smjer rasta kristala će se promijeniti. Heliktit je izraslina paralelnih kristala kalcita ili aragonita nalik na kosu.

e) Mjesečevo mlijeko. Fino raspršena mokra masa, poput vlažnog praha za zube. Predstavlja jezgre kristala kalcita, čiji je rast bio blokiran adsorpcijom magnezijevih iona površinom jezgri.
Stoga već formirani mikrokristali ne rastu dalje. Ali otopina je prezasićena kalcijevim karbonatom i ovaj bi se trebao taložiti. Svi novi kristali ispadaju, čiji je rast odmah blokiran.

g). Antoliti. Iglasti kristali lako topljivih minerala (gips i dr.) na dnu osušenih lokva, jezera. Karakteristične su za južne, tropske špilje, gdje vlažnost nije visoka i moguće je sušenje. U uvjetima Kavkaza ponekad se nalaze na značajnim dubinama, gdje se temperatura može povećati za 5-10 stupnjeva. U prosjeku se temperatura stijena povećava za 1 stupanj na svaka 33 m dubine. Kažu: geotermalni gradijent je 1 stupanj / 33m.

h). Pisoliti (špiljski biseri). Labav oblik, zaobljene formacije do 1-2 cm. u promjeru na dnu podzemnih jezera.

e). Filmovi, save, felge, tanjurići - sve to uz obale podzemnih jezera.

Rođen u tami

Glina nije blato...

Naslage špilja jedna su od najvažnijih komponenti podzemnih krajolika. Njihovoj klasifikaciji posvećeni su deseci radova specijalista karstologa diljem svijeta. Na primjer, 1985. R. Tsykin je identificirao 18 genetskih tipova naslaga nastalih u špiljskom okruženju. Ovdje su prisutne gotovo sve sedimentne i kristalne formacije poznate na površini, ali su zastupljene posebnim oblicima. Detaljan opis špiljskih naslaga je stvar stručnjaka. Naš je zadatak dati čitatelju opću predodžbu o tome što se može naći pod zemljom. U tu svrhu prikladnija je klasifikacija koju je predložio D.S. Sokolov i revidirao G.A. Maksimovich. Obuhvaća 8 tipova špiljskih naslaga: rezidualne, odronske, vodenomehaničke, vodene kemogene, kriogene, organogene, antropogene i hidrotermalne.

Preostali depoziti. Tijekom četrdeset godina špiljskog djelovanja, autor je više puta morao pratiti grupe nespecijalista pod zemljom. Njihova prva reakcija: "kako je ovdje prljavo..." Morao sam objasniti da glina nije prljavština, već jedna od vrsta naslaga koje su nužno prisutne pod zemljom.

Povijest zaostalih naslaga je povijest kapi vode. U krškim stijenama male količine (1-10%) nužno sadrže primjesu pijeska ili gline, koju čine SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 . Kada se vapnenac ili gips otapaju, netopivi se talog nakuplja na zidovima pukotina, klizi na dno galerija i miješa se s drugim špiljskim naslagama. Karstolog Yu. I. Shutov izračunao je da se iz jednog kubičnog metra jurskih vapnenaca koji čine Krimsko gorje (njegova težina je oko 2,7 tona) formira 140 kg gline (0,05 m 3). Istraživanja su pokazala da se sastoji od minerala ilita, montmorilonita, kaolinita, feldspata i kvarca. Svojstva gline ovise o njihovom omjeru: neke od njih bubre kada se navlaže, začepljuju male pukotine, dok druge, naprotiv, lako odustaju od vode i brzo se raspadaju sa zidova. Ponekad i bakterije sudjeluju u stvaranju glinenih naslaga na zidovima: 1957. godine francuski istraživač V. Comartin dokazao je da neke vrste mikroba mogu dobiti ugljik izravno iz vapnenca (CaCO 3). Tako se na zidovima špilja stvaraju crvolika ili zaobljena udubljenja - glinaste vermikulacije ispunjene produktima koji nisu pogodni ni za bakterije (slika 61.).

Zaostali depoziti nemaju praktičnu važnost. Iznimka je, možda, slučaj kada se špilja nalazi u blizini aktivnih kamenoloma, gdje se minerali kopaju na eksplozivan način. Nakon jakih eksplozija, ekvivalentnih lokalnom seizmičkom udaru do 7 bodova, glina može kliziti sa zidova pukotina, privremeno blokirajući vodoopskrbne kanale izvora. Postoje slučajevi kada je njihova potrošnja pala na nulu, a zatim je crvena voda počela teći iz izvora, noseći suspendirane čestice gline ...

U grmljavini klizišta

U temeljnom sažetku G. A. Maksimovicha, samo je 5 redaka posvećeno naslagama klizišta ... Vjerovalo se da oni ne nose gotovo nikakve informacije. Istraživanja 60-90 godina. pokazao da to nije tako. Dijele se u tri skupine različitog podrijetla.

Termogravitacijske naslage nastaju samo na ulazu u špilju, gdje su velika dnevna i sezonska kolebanja temperature. Zidovi im se ljušte, lučni dio šupljine raste, a na njenom podu se nakuplja šljunak i sitna zemlja. Njemački speleolog I. Streit, koji je proveo više od desetljeća i primjenjujući sofisticirane matematičke metode za obradu materijala, dokazao je da količina ovog materijala, njegov sastav, veličina, oblik čestica, broj njihovih rubova i lica pohranjuju šifrirane informacije o klimatske promjene na tom području desecima tisuća godina . Na temelju mrlja ovih naslaga, koji se ističu na goloj padini, srednjoazijski istraživači krša samouvjereno otkrivaju neugledne ulaze u špilje sa suprotne padine.

Kolapsno-gravitacijski naslage formiraju se u cijelom špiljama, ali posebno u obilju - u zonama tektonskog lomljenja. Šljunak, žbunje, mali blokovi koji su pali sa svodova daju ideju o geološkoj građi visokih dvorana, koju je teško izravno proučavati (proučiti kupolu Velike dvorane u Carlsbadskoj špilji u SAD-u, američki speleolog R. Kerbo čak je koristio i balon!).

Od najvećeg interesa su kvarno-gravitacijski depoziti. Promjena prijedloga ima puno smisla: tijekom urušavanja na dnu galerije nakuplja se samo materijal koji je dostupan u samoj špilji; kada se svod uruši, materijal s površine ulazi u njega, a kada se sruše međukatni stropovi, pojavljuju se goleme hale... Te naslage predstavljaju blokovi i grude teške stotine tisuća tona. Dijelovi špilja na kojima se susreću fantastičan su prizor. Mnogi od njih su toliko nestabilni da prijeteći škripe kad se na njih popne speleolozi.

Crvenkastosmeđa površina vapnenaca prekrivena je bijelim zvijezdama - tragovima od udara palog kamenja. Osoba se osjeća neugodno u ovom kaosu. Ali često čak i ovdje možete pronaći nekako odmah smirujuće obrasce ...

1989. godine speleolozi iz Simferopolja otkrili su, a 90-ih godina istražili i opremili za izlete jednu od najljepših špilja na Krimu - Mramor na Chatyrdagu. U njegovom središnjem dijelu nalazi se najveća dvorana za klizište na Krimu (površina je pola nogometnog igrališta!), koja je u duhu vremena dobila ironično ime Dvorana Perestrojka. Na naše iznenađenje, u kaosu njegovih gromada pojavio se poredak: neki od njih leže vodoravno, drugi su nagnuti pod kutovima od 30-60°, drugi su okrenuti naopačke, a stalaktiti koji su nekada na njima rasli sada su se okrenuli u "stalagmite" ... Tajna je da vapnenci koji sačinjavaju špilju sami padaju pod kutom od 30°. Stoga, kada se otkine sloj na krovu dvorane, on se pomiče stožerno, s zaokretom, pa čak i udarom.

Osim blokova i gromada, urušene gravitacijske naslage uključuju i pale sinter stupove. Oni su bolje proučeni od drugih u seizmičkim regijama - na Krimu, na jugu Francuske, na sjeveru Italije. Ujedno je bilo moguće uspostaviti izravne i povratne veze između znanosti o kršu i seizmologije. Jaki potresi uzrokuju urušavanje špiljskih svodova. Ako je blokove i blokove nastale u ovom slučaju teško izravno povezati s njima, onda orijentirani pali stupovi ponekad pouzdano ukazuju na epicentre potresa. Dakle, na Krimu je opisano oko 60 stupova koji leže na vodoravnom podu (ovo je vrlo važno, jer se na nagnutim podovima mogu otkotrljati i promijeniti orijentaciju). 40% njih teži Sudaku, 40% - Jalti i 10% - epicentralnim zonama Alushte i Sevastopolja. To ukazuje na migraciju izvora jakih potresa u Antropogenu od Sudaka do Sevastopolja. Nažalost, još nije pronađena proračunska shema koja bi objasnila mehanizam pomaka divova duljine do 8 m (rudnik Monastyr-Chokrak), promjera do 3 m (Crvena špilja) i težine do 70 tona (rudnik Mira). Jasno je samo da su bili jači od potresa povijesnog razdoblja.

Kada su se dogodili ti potresi? Speleologija i ovdje seizmolozima pruža pouzdanu metodu datiranja. Sinter stupovi su "mineraloški" stubovi, u kojima je položaj geofizičke vertikale određenog područja fiksiran tijekom cijelog njegovog rasta. Ako nakon pada na njima izrastu stalaktiti ili stalagmiti (slika 62), tada je po njihovoj starosti, određenoj bilo kojom apsolutnom metodom (radiougljik, nuklearna magnetska rezonancija itd.), moguće odrediti starost stupa (ne ranije od ...). Za sada postoje samo dva radiokarbonska datuma za Krim, što daje starost od 10 i 60 tisuća godina za pale stupove Dvorane Perestrojke. U drugim špiljama svijeta taj raspon je još širi - od 10 do 500 tisuća godina...

Povratna informacija između krša i seizmologije očituje se u činjenici da kada se krov špilje uruši, nastaju blokovi težine do 2-3 tisuće tona. Udar na pod pri padu s visine od 10-100 m oslobađa energiju od 1x10 15 - 10 17 erg, što je usporedivo s energijom potresa (Taškentski potres 1966. - 1x10 18 erg). Istina, lokaliziran je u malom volumenu stijene, ali može uzrokovati zamjetan lokalni potres magnitude do 5 bodova.

Speleološke metode za pročišćavanje karata seizmičkog zoniranja bile su naširoko korištene u Francuskoj pri određivanju lokacija nuklearnih elektrana. Isti posao, koji je značajno promijenio početne ideje stručnjaka, obavljen je 90-ih godina. na Krimu. To još jednom dokazuje da je sve u prirodi međusobno povezano i da nema prirodnih objekata koji ne nose korisne informacije. Samo trebate znati kako ga dobiti.

Da završimo ovu temu, dotaknimo se ukratko još jednog pitanja. U kojoj su mjeri potresi opasni za speleologa koji radi pod zemljom? Informacije o ovoj temi su oskudne, ali sugestivne. Tijekom krimskog potresa 1927. u rudniku Emine-Bair-Khosar na Chatyrdagu bila je grupa iz hidrogeološkog odreda P.M. Nije ni osjetila trzaj od sedam točaka koji je izazvao paniku među njihovim vodičima na površini. 1. svibnja 1929. za vrijeme potresa u Germabu (9 bodova) izletnici su bili u špilji Bakharden. Čuli su rastuću tutnjavu, odvojeni kamenčići padali su sa zidova, blagi nagnuti valovi su prolazili preko jezera do njihovih nogu... vodotok. Čini se jasnim: čak i najjači seizmički potresi blijede pod zemljom (fenomen "razdvajanja", koji je izazvao mnogo problema prilikom potpisivanja ugovora o zabrani nuklearnih eksplozija). No, nemojmo prenagliti sa zaključcima. Prema L. I. Maruashviliju, tijekom potresa Balda 1957., kraški rudnik Tsipuria (Gruzija) bio je ispunjen urušenom stijenom i prestao je postojati kao geografski objekt. Nakon potresa 27.08.1988. u rudniku Vesennyaya (masiv Bzyb, Gruzija), na dubini od 200 m pomaknuta je kockasta blokada. Speleolozi, koji su tek izašli iz nje, preživjeli su samo sretnim slučajem. Ne, potresi nisu šala - i na zemlji i pod zemljom...

Mrijest pokretne vode

Sljedeća značajna skupina špiljskih naslaga su vodene mehaničke naslage. Poznanstvo s njima također neće donijeti puno zadovoljstva nespecijalistu. U Crvenoj špilji postoje jezera gdje gotovo do struka toneš u viskoznu glinu, često ostavljajući u njoj potplat čizme, ili čak donji dio ronilačkog odijela... Ali geolog u tim naslagama vidi izvor razne informacije o uvjetima "života" kraških šupljina. Za njihovo dobivanje, prije svega, potrebno je proučiti sastav naslaga.

Mineraloška analiza ponekad odmah daje odgovor na pitanje odakle voda dolazi. Ako sastav naslaga odgovara sastavu minerala stijena domaćina, onda je špilja nastala lokalnim, autohtonim tokovima. Stoga smo još davne 1958. godine, tek počevši istraživati ​​Crvenu špilju, znali da njen početak treba tražiti na platou masiva Dolgorukov, u rudniku Proval, jer samo unutar sliva koji je hrani nalazi se kvarcni oblutak. Proučavajući špilje doline Koscielska u Tatrama, poljski speleolozi primijetili su da špilje, koje se nalaze na istom mjestu, ali na različitim visinama iznad dna doline, imaju različit sastav pješčanog punila: što je bliže dnu, to je bogatiji raspon minerala koji se u njemu nalaze.. Proučavanje paleogeografije regije pokazalo je da je to zbog dubine riječnog usjeka koji je postupno "dospijevao" do razvodnih područja središnjeg dijela Tatri, sastavljenih od nekraških stijena.

Naravno, uz detaljne studije, ova shema izgleda mnogo kompliciranije. Potrebno je uzeti stotine uzoraka, podijeliti ih na frakcije prema veličini, specifičnoj težini, magnetskim i drugim svojstvima, utvrditi i pod mikroskopom izbrojati sadržaj pojedinih mineralnih zrna itd. Nagrade su nevjerojatna otkrića. U krimskim špiljama neočekivano su otkriveni minerali: moissanite, cohenite, iocite, prije poznati samo u meteoritima; u pećinama Bugarske pronađeni su međuslojevi vulkanskog pepela koji se s razlogom povezuje s eksplozijom vulkana na otoku Santorinu u Egejskom moru u 25. i 4.-1. tisućljeću pr. e.

Tako se razvukla nit koja povezuje istraživače špilja 20. stoljeća s problemima Atlantide i smrću minojske kulture...

Druga linija istraživanja mehaničkih naslaga vode je proučavanje njihove finoće. Može biti različito - od kamenih gromada dugih metar, koje se ponekad nalaze u špiljama nastalim ledenjačkim tokovima, do najfinije gline čije su čestice mikronske veličine. Naravno, metode njihova istraživanja također su različite: izravno mjerenje, korištenje seta sita, korištenje konvencionalnih i ultracentrifuga. Što daju svi ti, često dugi i skupi radovi? Glavna stvar je obnova drevnih paleogeografskih uvjeta za postojanje špilja. Između brzine podzemnih tokova, promjera kanala kroz koje se kreću i veličine nosivih čestica postoje odnosi koji su izraženi u prilično složenim formulama. Temelje se na istim Bernoullijevim jednadžbama kontinuiteta toka, "pomnoženim" s jednako poznatom Stokesovom jednadžbom, koja opisuje brzinu taloženja čestica u stajaćoj vodi različitih temperatura i gustoće. Rezultat je prekrasan nomogram koji je predložio češki speleolog R. Burkhardt - graf pomoću kojeg se, znajući površinu poprečnog presjeka prolaza i promjere čestica taloženih na njegovom dnu, može procijeniti prosjek i maksimalna brzina i protok potoka koji su ovdje nekad bjesnili (slika 63) .

Proučavanje vodenih mehaničkih naslaga omogućuje da se odgovori na neke teorijske probleme, posebice na pitanje u kojoj je hidrodinamičkoj zoni ova špilja bila položena. Godine 1942., otkrivši tanku glinu na dnu brojnih špilja u Sjedinjenim Državama, iskusni geolog i speleolog J. Bretz sugerirao je da su nastale otapanjem vapnenca s sporo tekućim vodama: uostalom, samo u njima je moguće da se čestice gline talože! Petnaest godina kasnije, kopajući duboke jame u desecima istih špilja, Davis, stručnjak za krš, ustanovio je da masne gline krune samo vrlo složeni višemetarski dio agregata. Ispod gline su se nalazili slojevi pijeska i šljunka, koje je donio snažan tok, zatim slijedila sinterirana kora, koja se mogla formirati samo dugotrajnim sušenjem špilje, ispod - glina se opet pojavila u dijelu, ležeći na gromadama.. Ovako vodene mehaničke naslage pomažu stručnjacima da "čitaju" povijest razvoja špilje.

"Gornja kap" i "donja kap"

Izraze "stalaktit" i "stalagmit" (od grčkog "stalagma" - kap) uveo je u književnost 1655. danski prirodoslovac Olao Worm. Stotinu godina kasnije, ništa manje figurativna definicija Mihaila Lomonosova pojavila se u ruskoj literaturi: "kapljica" ... Doista, te se formacije povezuju s kapljičnim oblikom kretanja vode. Već znamo neke značajke ponašanja kapi kao tekućine. Ali ovo nije samo voda, već otopina koja sadrži određene komponente. Kada se kapljica otopine formira u podnožju poplavljenog prijeloma, to nije samo borba između površinske napetosti i gravitacije. Istodobno počinju 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 za sobom tanak prozirni prsten kalcita na kontaktu stijena/otopina. Sljedeći dijelovi vode će već formirati kapljice na kontaktu kalcit/otopina. Tako se od ringleta formira cijev koja se stalno izdužuje. Najduže cijevi (brchki) su 4-5 m (spilja Gombasek, Slovačka). Čini se da je kemijska bit procesa također jednostavna - reverzibilna reakcija

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

Kada se vapnenac otopi, reakcija ide udesno, uz stvaranje jednog dvovalentnog iona Ca i dva monovalentna iona HCO 3. Kada nastane ogibljenje, reakcija ide ulijevo i od tih iona nastaje mineral kalcit. Ali čak i ovdje postoji "zamka", a niti jedna ...

U mnogim udžbenicima iz geografije i geologije nastanak stalaktita objašnjava se isparavanjem vode. A. E. Fersman nije izbjegao ovu pogrešku u svojim ranim djelima. Ali već znamo da je u špiljama deficit zasićenosti zraka vlagom blizu 0. U takvim uvjetima ne prevladava isparavanje, već kondenzacija.

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

H 2 O + CO 2 \u003d H 2 CO 3 H + + HCO - 3. (2)

Ali ugljična kiselina je slaba i stoga se disocira u vodikov ion (H +) i u ion HCO - 3. Ion vodika zakiseljuje otopinu, a tek nakon toga 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 od vode i ugljičnog dioksida unesenih u krški masiv. Time se procijenjena vrijednost aktivnosti krškog procesa smanjuje 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 ocjenjujemo pitku vodu, onda se u izračun uračunava svih 400 mg/l (ne zanima nas odakle dolaze pojedine komponente u vodi, bitno je da su tu). Ali ako se iz ove analize izračuna intenzitet krškog procesa, onda u izračun treba uključiti zbroj iona minus polovica sadržaja iona HCO 3 (400-100 = 300 mg/l). Takve greške u proračunima nalaze se u radovima mnogih svjetskih karstologa, uključujući i one s visokim znanstvenim stupnjevima i titulama.

Zatim je potrebno procijeniti kolika je razlika parcijalnih tlakova CO 2 prisutna u sustavu. Za 40-50 godina. vjerovalo se da je krški proces samo zbog CO 2 koji dolazi iz atmosfere. Ali u zraku globusa iznosi samo 0,03-0,04 volumnih% (tlak 0,0003-0,0004 mm Hg), a fluktuacije ove vrijednosti u geografskoj širini i nadmorskoj visini iznad razine mora su beznačajne. U međuvremenu, odavno je uočeno da su špilje umjerenih širina i suptropa bogatije prugama, a vrlo ih je malo u špiljama velikih širina i nadmorskih visina... 1-5 volumnih%, odnosno 1,5-2 reda. magnitude veće nego u atmosferi. Odmah se pojavila hipoteza: stalaktiti nastaju razlikom parcijalnog tlaka CO 2 u pukotinama (isto kao u zraku u tlu) i špiljskom zraku koji ima atmosferski sadržaj CO 2 . Posljednja prilagodba izvršena je izravnim određivanjem CO 2 u zraku špilja. Konačna "dijagnoza" kaže: stalaktiti nastaju uglavnom ne tijekom isparavanja vlage, već u prisutnosti gradijenta parcijalnog tlaka CO 2 od 1-5% (zemljišni zrak i voda u pukotinama) do 0,1-0,5% (zrak u špiljama).

Dok je dovodni kanal stalaktita otvoren, kroz njega redovito teku kapi. Odlomivši se od vrha, tvore jedan stalagmit na podu. To se događa prilično sporo (desetke - stotine godina), pa su takvi oblici koji se protežu jedni uz druge u mnogim opremljenim špiljama svijeta dobili figurativno ime "vječni ljubavnici". Kada dovodni kanal zaraste, začepi se glinom ili zrncima pijeska, jedan od ljubavnika će doživjeti "srčani udar" - povećanje hidrostatskog tlaka u kanalu. Njegov zid se probija, a stalaktit nastavlja rasti, već zbog strujanja filma otopina duž njegove vanjske strane (sl. 64). Ako voda curi duž ravnina ležišta i kosih pukotina na svodu, pojavljuju se nizovi stalaktita, resa i zavjesa najbizarnijih oblika i veličina.

Ovisno o postojanosti dotoka vode i visini dvorane, ispod kapaljki nastaju pojedinačni stalagmiti-štapići visine 1-2 m i promjera 3-4 cm; "spljoštene", slične panjevima piljenih stabala, ili konusne, koje podsjećaju na kule ili pagode. To su najveće sinter formacije špilja, veličine nekoliko desetaka metara. Najviši stalagmit na svijetu danas se smatra divom od 63 metra u špilji Las Villas (Kuba), au Europi - 35,6 metara u špilji Buzgo u Slovačkoj. Kada stalaktiti i stalagmiti rastu zajedno, nastaju stalagnati koji se postupno pretvaraju u stupove. Neki od njih dosežu 30-40 m (visina) i 10-12 m (promjer). Prilikom strujanja u obliku filmova i ravnih tokova nastaju kaskadne naslage različitih oblika i veličina.

Osim gore navedenih raširenih oblika, u subaerijalnim uvjetima (odnosno u zraku) nastaju sve vrste bizarnih formacija koje nalikuju cvjetovima (anthoditi), mjehurićima (mjehurići, baloni), koraljima (koraloidi, kokice, botrioidi) , spirale (heliktiti) itd. heliktitima su iznenađeni i obični posjetitelji i stručnjaci. Najveće od njih, duge 2 m, opisane su u špilji Jaul (Južna Afrika). Na Novom Zelandu opisan je spiralni gipsani heliktit "Proljeće" dužine 80 cm (Fluur Cave). Ogromne gipsane "šape" duge 5-7 m opisane su u špiljama Kap-Kutan (Turkmenistan) i Lechugia (SAD). Mehanizam nastanka takvih oblika nije u potpunosti shvaćen, proučavaju ih mineralozi u mnogim zemljama. Posljednjih godina pojavila se nova, aerosolna hipoteza o nastanku nekih subaerialnih oblika. Tako se postavlja most između proučavanja kondenzacije i ionizacije zraka i problema speleogeneze.

Podvodni oblici nisu ništa manje raznoliki. Na površini podzemnih jezera formira se tanak mineralni film koji se može pričvrstiti na zid kupke ili na stalaktit koji je dosegnuo razinu vode, pretvarajući se u tanku ploču. Ako razina vode u kadi varira, tada se formira nekoliko razina rasta, nalik čipkastim ukrasima. U slabo tekućim kupalištima i kanalima podzemnih rijeka formiraju se sinter brane visine od nekoliko centimetara do 15 m (Los Brijos, Brazil). Na dnu kupelji ili u mikroudubinama u tijelu inkrustacije često nastaju špiljski biseri, poput pravih bisera, koji se sastoje od desetaka rastućih koncentracija. Izdvojena je nevjerojatna formacija - "mjesečevo mlijeko". U različitim uvjetima može biti polutekuća, kremasta, gusta, poput svježeg sira, rastresita, poput brašna. Mjesečevo mlijeko, kada se osuši, pretvara se u finu bijelu prašinu, a špiljar koji puzi iz uskog okomitog dimnjaka izgleda kao "antidimnjačar". Mjesečevo mlijeko ima stotinjak sinonima, više od 30 hipoteza "objašnjava" njegovo nastajanje. Još ne postoji jedinstvena teorija, kao što vjerojatno ne postoji niti jedan oblik "mjesečevog mlijeka" - poligenetski je...

Kako je istaknuo poznati ruski mineralog DP Grigorijev (Sankt Peterburg) i jedan od najboljih dijagnostičara pećinskih minerala na svijetu VI Stepanov (Moskva), raznolikost oblika špiljskih naslaga objašnjava se posebnostima njihovih ontogeneza: podrijetlo, selektivni rast i sekundarne promjene. U tom smjeru špilje otvaraju najšire mogućnosti kristalografu i mineralogu, pa makar samo da sačuvaju sinter dekoraciju prije njihovog dolaska... Nažalost, proučavanje suptilnosti mineralogije i geokemije špilja i dalje je dio amatera. Ovi radno intenzivni radovi ne nalaze kupca - špiljske sinterne naslage, određujući njihovu vanjsku ljepotu, u osnovi nisu bitne u praksi.

Od 70-ih godina. 20. stoljeće situacija se počela polagano mijenjati: kroz vanjsku egzotičnost oblika, unutarnji obrasci počeli su se sve zamjetnije sjati, ne samo mineraloški interes. Evo samo nekoliko primjera. Godine 1970. G.A. Maksimovich je, sažimajući raštrkane podatke iz mnogih špilja svijeta, dokazao da se karbonatne naslage različite morfologije i veličine formiraju pri različitim intenzitetima dotoka vode. Tako nastaju pokrivne pruge i brane pri protoku vode od 1-0,01 l/s; stožasti stalaktiti od 0,0005 do 0,00001 l/s; ekscentrični oblici - manje od 0,000001 l / s. Sjajno predviđanje ruskih mineraloga N. P. Chirvinskog i A. E. Fersmana o značaju usmjerenog rasta minerala sada je prošireno u skladan koncept prirodnih linija i razina. U 80-ima. sjajno je iskorišten za rekonstrukciju najnovijih tektonskih kretanja u krškim krajevima Italije i Francuske u vezi s izgradnjom nuklearnih elektrana. Godišnji ciklusi stalaktita i stalagmita, jasno vidljivi na sl. 64 pokazalo se samo kao poseban slučaj manifestacije kozmičkih ritmova.

U talentiranoj knjizi geologa i speleologa Vladimira Maltseva "Špilja snova. Špilja sudbine", Izdavačka kuća Astrel, 1997., cijelo je poglavlje posvećeno mineralogiji jedne od najljepših špilja na svijetu - Cap- Coutan u Turkmenistanu. Paradoksalan naslov ("Znanost amatera") nije spriječio autora da popularno, ali ujedno i prilično profesionalno, progovori o suvremenim idejama o nastanku mnogih mineralnih formacija u špiljama - od najjednostavnijeg stalaktita do tajanstvenog ekscentrika.

Kemijski sastav vodenih kemogenih naslaga također je vrlo zanimljiv. A.E. Fersman početkom 20. stoljeća. napisao da su tradicionalne ideje o kalcitu kao glavnom mineralu špilja samo djelomično istinite. U 80-ima. Temeljni sažetak šarmantne američke mineralogice Carol Hill i temperamentnog talijanskog speleologa Paola Fortija /36/ donosi podatke o 186 minerala špilja svijeta. Na prvom mjestu po broju mineralnih vrsta (numerator) su rudni minerali. Prema broju oblika u kojima kristaliziraju (nazivnik) su karbonati. Ukupno su pod zemljom pronađeni minerali 10 klasa: 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. Također je potvrđeno predviđanje A.E. Fersmana o stvaranju špiljskih minerala u različitim geokemijskim uvjetima. Očito, nisu svi identificirani i okarakterizirani. Konkretno, tek počinje proučavanje mineralogije termalnih špilja (sl. 65).

ledeno kraljevstvo

Vodene kemogene naslage su produkt tekuće i pare vode. Voda u obliku snijega i leda tipična je za špilje, gdje se konstantno ili sezonski bilježe negativne temperature zraka.

Akumulacije snijega nastaju samo u podzemnim šupljinama s velikim ulazima. Snijeg leti u špilju ili se nakuplja na rubovima mina, razbijajući se u male lavine. Postoje slučajevi stvaranja podzemnih snježnih čunjeva s volumenom od nekoliko desetaka stotina kubičnih metara na dubini od 100-150 m ispod ulaza (Krim, Bezdonnaya, sl. 19). Jedna od najvećih nakupina snijega opisana je u rudniku Snežnaja (Gruzija). U početku snijeg ulazi u ulazni lijevak dubok 40 m i površine 2000 m 2 uz gornji rub. Odavde ulazi u okno od 130 metara širine od 2 do 12 m (prolazno područje). Kroz rupu na dnu pada na dubinu od 200 m, u Veliku dvoranu, gdje tvori stožac površine oko 5 tisuća m 2 i volumena više od 50 tisuća m 3. U različite godine njegova se konfiguracija mijenja, jer se u snijegu formiraju snježno-ledeni čepovi ili zaobljena odmrzavanja - kanali za otjecanje kiše koji mijenjaju putanje snijega s površine.

Led u špiljama ima drugačiju genezu. Najčešće dolazi do zbijanja snijega, koji se prvo pretvara u firn, a potom u ledenjački led; rjeđe se ovaj led čak počinje pomicati, tvoreći podzemni ledenjak (Argentiere, Francuska); naposljetku, vrlo rijetko se bilježi očuvanje leda u špiljama koje su nastale u uvjetima permafrosta (Syurpriz, Rusija), odnosno protoka kopnenih ledenjaka (Castelgarde, Kanada). Drugi način nastajanja špiljskog leda je ulazak otopljene snježne vode u hladne (statične) špilje (Buzluk, Ukrajina). Treći način je hlađenje zrakom u vjetrovitim (dinamičkim) špiljama (Eisriesenwelt, Austrija), a četvrti način je stvaranje sublimacijskih kristala atmosferskog porijekla na ohlađenoj stijenskoj površini ili na ledu. Zanimljivo je da ledovi različite geneze imaju različitu mineralizaciju: najsvježiji (samo 30-60 mg/l) je sublimacijski i ledenjački led, najslaniji je led iz gipsa i slanih špilja (2 i više g/l). 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 koji ga okružuje (Aimfjomet, 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 glečerskih špilja je Dobshinska (Slovačka). Ovdje se na površini od 12 tisuća m 2 nakupilo preko 145 tisuća m 3 leda, tvoreći snažne kaskade (starost leda njihovih donjih slojeva je do 7 tisuća godina) i ledene trake (starost 1-2 godine ). U Rusiji je najpoznatija ledena pećina Kungur. U njemu se zimi stvaraju nakupine leda i to samo u ulaznom dijelu. Količina nastalog leda ovisi o vremenski uvjeti hladnom razdoblju i od posjećenosti špilje.

Kao najjednostavniji mineralni spoj iz skupine oksida, led stvara sve oblike karakteristične za obične naslage. Češće od drugih postoje "zaleđeni slapovi" - kaskade visine do 100 m (Eisriesenvelt), stalaktiti, stalagmiti, stupovi visine 10-12 m, razne draperije; rjeđe - ledeni heliktiti dužine do 10 cm i prozirni heksagonalni kristali koji tvore agregate promjera do 60 cm. Događa se da se smrzavaju i podzemna jezera, čiji je glatki površinski led ponekad prekriven odozdo složenim podvodnim oblicima rasta (spilje regije Pinego-Kuloi i Sibira).

9.6. Za gnojivo - pod zemljom

U špiljama se često nakupljaju razne organogene naslage: guano, koštana breča, fosforiti, salitra, koji su izvrsna gnojiva.

Najrasprostranjenije naslage su guano - izmet šišmiša ili ptica. U srednjim geografskim širinama rijetko stvara industrijske klastere. Obično su to tanki slojevi ili stošne hrpe visine 1-2 m i promjera 2-5 m, formirane ispod mjesta pričvršćenja malih (desetak do stotina jedinki) kolonija šišmiša. U nižim geografskim širinama svih kontinenata šišmiši tvore ogromne kolonije, dosežući 10-25 milijuna jedinki (Brakenskaya, Novaya, SAD). U takvim špiljama, kao iu šupljinama u kojima se gnijezde ptice, nakupine guana dosežu debljinu od 40 m (Kirkulo, Kuba), a rezerve - 100 tisuća tona (Karlsbadskaya, Mamontova, SAD). U nizu špilja u Sjevernoj i Južnoj Americi rezerve guana su potpuno iscrpljene; na Kubi se još uvijek smatra "crnim zlatom". Godišnje se u špilji Kirkulo iskopa do 1.000 tona guana, a njezine rezerve procjenjuju se na 80.000 tona. Trošak industrijskog vađenja guana iznosi 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 najvrednije gnojivo. Sadrži od 12 do 30% spojeva fosfora, dušika, kalija. Guano gnojiva - koncentrat. Da biste ga koristili bez oštećenja korijenskog sustava biljaka, potrebno ga je "razrijediti" crnom zemljom u omjeru 1:5, 1:10. Guano špiljske naslage također se iskorištavaju u Venezueli, Maleziji i Keniji. Lokalno stanovništvo koristi ga na svojim farmama u mnogim krškim regijama svijeta (Francuska, Španjolska, Italija, Slovenija, Grčka, Uzbekistan, Vijetnam, Australija itd.). Posljednjih desetljeća, u vezi s "bumom šampinjona" u Francuskoj, guano se koristi u uzgoju gljiva.

U špiljama u kojima ima guana, njegov fosfor i sumpor stvaraju kisele otopine koje stupaju u interakciju s podlogom i naslagama. Kao rezultat toga pojavljuju se korozivni oblici - "guan" lonci, kupole, niše, kao i cijeli spektar (više od 50!) još uvijek slabo proučenih fosfatnih minerala. U špiljama, gdje se formiranje guana i danas nastavlja, postoji vrlo bogat i specifičan životinjski svijet, čiji su mnogi predstavnici nositelji bolesti. U 60-80-im godinama. dok su istraživali špilje na niskim geografskim širinama, mnogi su europski speleolozi, koji su vrlo osjetljivi na "tropske" viruse, teško oboljeli. Guano špilje sada imaju znak upozorenja: "Opasnost: histoplazmoza."

Nešto rjeđe nastaju naslage koje sadrže fosfor u špiljama bogatim koštanim ostacima kralježnjaka. U Europi su posebno dobro proučene špilje Drachenhele i Michnitz (Austrija) i Quercy (Francuska) s kostima. Naslage koje sadrže fosfor su rastresite pjeskovito-glinaste i zemljane crveno-smeđe stijene bogate fosfornim oksidom (22-25%), silicijevim dioksidom (22-27%), aluminijem i željezom (2-5%). Koštane breče često su cementirane karbonatnim inkrustacijama. U brojnim špiljama u Belgiji, Francuskoj i Kini, breče koje sadrže kosti kralježnjaka potpuno su obrađene za potrebe industrije.

Akumulacije biogenog nitrata (NaNO 3) povremeno se nalaze u špiljama koje su služile kao utočište za divlje životinje ili torovi za stoku. U mnogim špiljama država Kentucky (Mammoth), Južna Virginija (Sinnet), Indiana (Wyandot), Georgia (Kingston) u SAD-u, podnožju Krima i Kavkaza u 19. stoljeću. salitra se kopala za proizvodnju baruta. Konkretno, mala tvornica baruta na "špiljskim sirovinama" radila je u Sevastopolju tijekom anglo-francusko-ruskog rata 1854-1855. Zanimljivo je da prisutnost rozeta salitre na zidovima svjedoči o relativno niskoj (samo 70-80%) vlažnosti zraka u špiljama.

Strogo govoreći, antropogene naslage povezane s prisutnošću osobe pod zemljom također spadaju u organogene. Imaju niz značajki, pa ćemo ih razmotriti u nastavku.

Naslage vruće otopine

U rubrici "Tajne podzemnih sfera" govorili smo o tome kako su otkrivene hidrotermalne špilje. U njima je pronađen niz običnih i specifičnih minerala, čiji se ukupan broj brzo povećava i krajem 90-ih godina. premašio 30. U nekim slučajevima temperatura nastanka hidrotermalnih minerala potvrđena je metodom homogenizacije inkluzija. Ponekad su nalazi određenih minerala "signal" mogućnosti nastanka špilje vrućim otopinama. Među njima su anhidrit (Diana, Rumunjska), ankerit (šupljine otvorene rudnicima uglja u Donbasu, Ukrajina), aragonit (Zbrashovskaya, Češka, niz špilja u srednjoj Aziji), barit (Barit, Kirgistan), hematit (Vjetar, SAD), kvarc, cinobar, rutil (Magian, Tadžikistan) itd. A.E. Fersman je također naveo na hidrotermalne formacije neke razlike u zonskim naslagama kalcita - mramorni oniks, u potrazi za kojim je uništen sinter ukras mnogih prekrasnih špilja...

Hidrotermalne formacije imaju ne samo specifičan sastav, već i oblike izlučivanja. Među njima su često dobro oblikovani kristali, pojedinačni kristali ili kristali koji rastu jedan na drugom (islandski špar iz krimskih špilja). I. Kunsky je opisao "gejzermite" koji rastu kada hidrotermalne otopine uđu odozdo. A prema jednoj od hipoteza, stvaranje presijecajućih pregrada - okvira - na zidovima Špilje vjetra (SAD) povezano je s hidrotermalnim rješenjima.

Proučavanje hidrotermalnih minerala povezuje speleologiju s proučavanjem mineralnih naslaga. Poznata su kraška nalazišta olova i cinka, antimona i žive, urana i zlata, barija i celestita, islandskog šparta 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 napravio je A.E. Fersman. Radeći uglavnom u špiljama karbonatnog krša, skrenuo je pozornost na njihove svijetle boje - od bijelog leda krimskih špilja do žutih i ciglenocrvenih pruga Tuya-Muyun.

60 godina nakon rada Aleksandra Evgenijeviča, znamo mnogo više o boji špiljskih minerala. 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 blijedožutu boju minerala; mangan - plava; bakar - zelena, plava (plavo-zelena), sivo-žuta; nikal - blijedo zelena i limun žuta; primjesa gline - crvene, narančasto-smeđe i žuto-smeđe; organske tvari, guano šišmiša, huminske fulvo kiseline - crvena, narančasta, žuta, plava, crveno-smeđa, smeđa, jantarna. Akromatski tonovi (bijela, svijetlo siva, siva) imaju led i niz minerala koji sadrže primjesu mangana.

Sve su te boje različito raspoređene na površini inkrustacija, tvoreći jasne slojeve ili ocrtavaju bizarne konture koje nisu podložne gravitaciji. "Tekstura" površine igra važnu ulogu u percepciji boje. Podloga izgleda potpuno drugačije na svježem lomu ili prekrivena tankom ferruginous-manganom korom, suha i navlažena vodom.

Vješto poliranje, koje otkriva njihovu unutarnju strukturu, daje poseban šarm prugama (sl. 64). Konačno, jakost svjetla i priroda rasvjete igraju značajnu ulogu. Jedna stvar je pregledati špilju uz svjetlost stearinske svijeće; drugi - bakljama; treći - pod električnom rasvjetom. U tom pogledu, špilje su promjenjive kao Proteus...

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

U Silicijskoj špilji (Slovačka) poznate su naslage crvenog leda (zbog primjese čestica gline). Ako se voda polako smrzava, tada je led prozirniji; ako je brz, onda zarobljeni mjehurići zraka određuju mliječnu nijansu leda ...

Boja zidova i pruga u velikoj mjeri određuju osjećaje osobe. Često boja upozorava: "pazite! ovdje se dogodio novi kolaps"; "ovdje je poplavna zona"; "ovdje kamenje pada"...

Nagle promjene u shemi boja špilja su alarmantne, stvarajući optimistično ili, naprotiv, depresivno raspoloženje. Nije ni čudo da neki od njih (Aptelek, Mađarska) održavaju koncerte u boji.

Gore smo već raspravljali o fluorescenciji pruga. Boja njihova sjaja je obično narančasto-crvena, blijedozelena, žuto-zelena, plavkasto-zelena, blijedoplava, ljubičasto-plava, ljubičasta. Povezan je s prisutnošću mikronečistoća bakra, cinka, stroncija, mangana. Prisutnost iona željeza, naprotiv, "gasi" sjaj. Zašto se to događa? Energija se emitira i apsorbira u porcijama – kvanti. Kada atom tvari apsorbira kvant svjetlosti, njegov elektron "skoči" na višu energetsku razinu - orbitu koja je udaljenija od jezgre. Ali takvo pobuđeno stanje je nestabilno: elektroni teže zauzeti položaj gdje je njihova energija najniža. Stoga se prije ili kasnije ovaj atom vraća u svoje normalno stanje, "razbijajući se" na prethodnu razinu i vraćajući energetsku razliku u obliku kvanta svjetlosti. Vrijeme koje elektron provede u pobuđenom stanju je trajanje naknadnog sjaja. U špiljama je nenormalno visoka i doseže 2-6 sekundi (obično oko 0,015 sekundi...). Razlog ove pojave još nije razjašnjen, ali to nas ne sprječava da se divimo prugama, isprva, kao da se iznutra prelijevaju hladnom vatrom u boji, koja ocrtava njihove bizarne obrise i polako blijedi...

3. NALOGA ŠPILJA

U špiljama su prisutne gotovo sve sedimentne i kristalne formacije poznate na površini, ali su zastupljene posebnim oblicima.

1. Preostali depoziti. U krškim stijenama u malim količinama (1 - 10%) nužno je sadržana primjesa pijeska ili gline koja se sastoji od SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3. Kada se vapnenac ili gips otapaju, netopivi se ostaci nakupljaju na zidovima pukotina i klize na dno galerija. Miješa se s drugim špiljskim naslagama. Na primjer, od 1 m³ jurskog vapnenca (oko 2,7 tona) nastaje 140 kg gline, koja se sastoji od minerala ilita, montmorilonita, kaolinita, feldspata, kvarca. Svojstva gline ovise o njihovom omjeru: neke od njih bubre kada se navlaže, začepljuju male pukotine, dok druge, naprotiv, lako otpuštaju vodu i brzo se raspadaju sa zidova. Ponekad bakterije također sudjeluju u stvaranju glinenih plakova: neke vrste mikroba mogu dobiti ugljik izravno iz vapnenca - tako se na zidovima formiraju crvolika ili zaobljena udubljenja („glinene vermikulacije“).

2. Kolapsne naslage dijele se u tri skupine različitog podrijetla.

- termogravitacijske nastaju samo na ulazu u špilju, gdje su dnevne i sezonske fluktuacije temperature velike. Njihovi zidovi se „ljušte“, vrh šupljine raste, na podu se nakuplja drobljeni kamen i fina zemlja. Količina ovog materijala, njegov sastav, veličina, oblik čestica, broj njihovih rubova i lica čuvaju šifrirane informacije o klimatskim promjenama na tom području desetcima tisuća godina.

- klizišno-gravitacijske naslage formiraju se u cijelom špiljama, posebno u izobilju - u zonama tektonskih raspuklina. Drobljeni kamen, prašak, mali blokovi koji su pali sa svodova daju predodžbu o geološkoj građi dvorana, koju je teško izravno proučavati.

– kvarno-gravitacijski nanosi: prilikom urušavanja na dnu galerije samo materijal koji je dostupan u samoj špilji; kada svod propadne, materijal s površine ulazi u njega, a kada se sruše međukatni stropovi, pojavljuju se ogromne dvorane. Ove naslage predstavljaju blokovi i blokovi teški stotine tisuća tona. Crvenkasto-smeđa površina vapnenaca prekrivena je bijelim "zvijezdama" - tragovima udaraca palog kamenja. Sami vapnenci koji čine špilju padaju pod kutom od 30º, pa se, kada se otkine sloj na krovu dvorane, pomiče stožerno, uz rotaciju i prevrtanje. Osim blokova i gromada, tu su i srušeni sinter stupovi. Jaki potresi uzrokuju urušavanje svodova, a orijentirani pali stupovi ponekad samouvjereno upućuju na epicentre. Sinter stupovi su također "mineraloški" visak, u kojem je položaj geofizičke vertikale određenog područja fiksiran tijekom cijelog njegovog rasta. Ako nakon pada na njima izrastu stalagmiti ili stalaktiti, tada se starost stupa može odrediti po njihovoj starosti.

Povratna informacija između krša i seizmologije je da kada se krov špilje uruši, nastaju blokovi teški do 2-3 tisuće tona. Udaranjem o pod pri padu s visine od 10–100 m oslobađa se energija jednaka 1·! 0 13 - 10 15 erg, što je razmjerno energiji potresa. Lokaliziran je u malom volumenu stijene, ali može uzrokovati zamjetan lokalni potres do 5 bodova.

3. Vodene mehaničke naslage – izvor informacija o uvjetima razvoja krških šupljina. Ako sastav naslaga odgovara sastavu minerala stijena domaćina, onda je špilja nastala lokalnim tokovima. Veličina takvih naslaga kreće se od metarskih gromada (u špiljama koje su formirale ledenjake) do najfinije gline. Poznavajući površinu poprečnog presjeka prolaza i promjere taloženih čestica, procjenjuju se brzine i brzine protoka drevnih tokova, u kojoj je hidrodinamičkoj zoni špilja položena.

4. vodene kemogene naslage. Izraze "stalaktit" i "stalagmit" (od grčkog "stalagm" - kap) uveo je u književnost 1655. danski prirodoslovac Olao Worm. Ove formacije su povezane s kapljičastim oblikom kretanja vode - otopinom koja sadrži različite komponente. Kada se kapljica otopine formira u podnožju poplavljenog prijeloma, to nije samo borba između površinske napetosti i gravitacije. Istodobno počinju 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 za sobom tanak prozirni prsten kalcita na kontaktu stijena/otopina. Sljedeći dijelovi vode će već formirati kapljice na kontaktu kalcit/otopina. Tako se od prstena formira cijev koja se stalno izdužuje (brchki - dosežu 4–5 m u špilji Gombasek, Slovačka). Dakle, kemijska osnova procesa je reverzibilna reakcija

CaCO 3 + H 2 O + CO 2<=>Ca 2+ + 2HCO 3 - (1)

Kada se vapnenac otapa, reakcija se nastavlja udesno, s stvaranjem jednog dvovalentnog iona Ca i dva monovalentna iona HCO 3. S stvaranjem sagnjenja reakcija ide ulijevo i od tih iona nastaje mineral kalcit. Reakcija (1) se odvija u nekoliko faza. Prvo, voda stupa u interakciju s ugljičnim dioksidom:

H 2 O + CO 2 \u003d H 2 CO 3<=>H + + HCO 3 - (2)

Ali ugljična kiselina je slaba pa se disocira na vodikov ion H + i ion HCO 3 - Vodikov ion zakiseljuje otopinu, a tek nakon toga počinje otapanje kalcita. U formuli (1) samo jedan ion HCO 3 dolazi iz stijene, dok drugi nije povezan s njim i nastaje od vode i ugljičnog dioksida unesenih u krški masiv. Time se procijenjena aktivnost krškog procesa smanjuje za 20–20%. Na primjer, neka zbroj svih iona u vodi bude 400 mg/l (uključujući 200 mg/l HCO 3). Ako analizu koristimo za ocjenu vode za piće, tada je u izračun uključeno svih 400 mg/l, ali ako se iz ove analize izračuna intenzitet krškog procesa, tada bi u izračun trebao biti uključen zbroj iona minus polovica sadržaja ion HCO 3 (400-100 = 300 mg / l). Također je potrebno uzeti u obzir razliku parcijalnih tlakova CO 2 prisutnog u sustavu. Za 40-50 godina. vjerovalo se da je krški proces samo zbog CO 2 koji dolazi iz atmosfere. Ali u zraku je samo 0,03-0,04 volumnih% (tlak 0,0003-0,0004 mm Hg), a fluktuacije ove vrijednosti u geografskoj širini i visini iznad razine mora su beznačajne. No, uočeno je da su špilje umjerenih geografskih širina i suptropa bogatije prugama, a vrlo ih je malo u špiljama velikih geografskih širina i nadmorskih visina. Proučavanje sastava zraka tla pokazalo je da je sadržaj CO2 u njemu 1–5 volumnih %, t.j. 1,5-2 reda veličine veća nego u atmosferi. Odmah se pojavila hipoteza: stalaktiti nastaju razlikom parcijalnog tlaka CO 2 u pukotinama (isto kao u zraku u tlu) i zraka špilja koji ima atmosferski sadržaj CO 2 . Dakle, stalaktiti nastaju uglavnom ne tijekom isparavanja vlage, već u prisutnosti gradijenta parcijalnog tlaka CO 2 od 1–5% do 0,1–0,5% (zrak u špiljama). Dok je dovodni kanal stalaktita otvoren, kroz njega redovito teku kapi. Odlomivši se od vrha, tvore jedan stalagmit na podu. To se događa desetcima ili stotinama godina. Kada dovodni kanal zaraste, začepi se glinom ili zrncima pijeska, u njemu se povećava hidrostatski tlak. Zid se probija, a stalaktit nastavlja rasti zbog strujanja filma otopina duž vanjske strane. Kada voda procuri duž ravnina ležišta i nagnutih pukotina, na krovu se pojavljuju nizovi stalaktita, resa, zavjesa i kaskada. Ovisno o postojanosti dotoka vode i visini hale, ispod kapaljki nastaju pojedinačni stalagmiti-štapići visine 1–2 m (do desetke metara) i promjera 3–4 cm.10–12 m. U subaerijalnim uvjetima (zrak) nastaju antoditi (cvjetovi), mjehurići (baloni), koralji (koraloidi, botrioidi), heliktiti (spirale do 2 m visine) itd. Zapažaju se podvodni oblici. Na površini podzemnih jezera formira se tanak mineralni film koji se može pričvrstiti na zid. Ako razina vode varira, formiraju se razine porasta. U slabo tekućoj vodi nastaju brane goura (visoke od nekoliko cm do 15 m) i špiljski biseri. Podrijetlo samo “mjesečevog mlijeka” je još uvijek neobjašnjivo.

Riža. 10. Geokemijski uvjeti nastanka vodenih kemogenih naslaga špilja. Stijene i naslage: a – vapnenci, b – dolomiti, c-gips, d – kamena sol, e – rudno tijelo, f – glina, g – guano, h – tla; vode: i - tlo, j - infiltracija, l - termalna; m - klase minerala (1 - led, 2 - sulfati, 3 - nitrati, 4 - halogenidi, 5 - fosfati, 6 - sumpor, 7 - karbonati, 8 - oksidi, 9 - karbonatni metali, 10 - sulfidi); n - posebni uvjeti formiranja (prisutnost: 1 - pirit, 2 - bakterije, 3 - kolonije šišmiša, 4 - hidrotermalne otopine, 5 - pirit i markazit); o - mineralne vrste i oblici njihove izolacije (1 - ledeni stalaktiti; 2 - epsomit, mirabilit, thenardit dendriti; 3 - epsomit i mirabilit kore; 4 - gips, barit, celestinski kristali; 5 - razne formacije kalcita; 6 - mjesečevo mlijeko). ; 7 - oblici soli; 8 - hidrokalcit; 9 - aluminijevi fosfati; 10 - nitrofosfati; 11 - minerali cinka i željeza; 12 - sulfidni oksidi; 13 - vanadinit, fluorit; 14 - oksidi željeza i olova, 15 - limonit ; 16 - cerusit, azurit, malahit; 17 - opalni stalaktiti; 18 - hemimorfit; 19 - kristali kvarca)

5. Kriogena. Voda u obliku snijega i leda tipična je za špilje s negativnim temperaturama. Akumulacije snijega nastaju samo u podzemnim šupljinama s velikim ulazima. Snijeg leti u špilju ili se nakuplja na rubovima rudnika. Ponekad se na dubini od 100-150 m ispod ulaza formiraju snježni čunjevi s volumenom od nekoliko desetaka ili stotina m³. Led u špiljama ima drugačiju genezu. Češće dolazi do zbijanja snijega, koji se pretvara u firn i ledenjački led. Rjeđe nastaje podzemni ledenjak, još rjeđe očuvanje leda nastalo u uvjetima permafrosta ili strujanje prizemnih ledenjaka. Drugi način stvaranja leda je ulazak otopljene snježne vode u hladne (statične) špilje. Treći način je hlađenje zrakom u vjetrovitim (dinamičkim) špiljama, a četvrti način je stvaranje sublimacijskih kristala atmosferskog porijekla na ohlađenoj površini stijene ili na ledu. Najmanje mineraliziran (30–60 g/l) je sublimacijski i ledenjački led, a najviše (više od 2 g/l) je led iz gipsanih i slanih špilja. Špilje s ledom najčešće se nalaze u planinama, na nadmorskoj visini od 900 do 2000 m. Led tvori sve oblike karakteristične za obično popuštanje.

6. Organogeno: guano, koštana breča, fosforiti, salitra. Tu su i antropogene naslage.

7. Hidrotermalni: anhidrit, aragonit, ankerit, barit, hematit, kvarc, cinober, rutil. Također, neke vrste zonskih naslaga kalcita su mramorni oniksi. Takve tvorevine imaju specifične oblike izlučivanja: česti su dobro rezani kristali, presijecane pregrade (kutije), “gejzermiti”... Kraške naslage olova i cinka, antimona i žive, urana i zlata, barija i celestina, islandskog šparta i boksita , poznati su nikal i mangan, željezo i sumpor, malahit i dijamanti.

Zaključak

Krš je vrlo rasprostranjen na površini Zemlje i u prizemnoj zoni zemljine kore. Uočava se iznimno velika specifičnost i univerzalnost krških oblika i hidroloških pojava. U većini slučajeva reljef kupališta prevladava na površini Zemlje, s izuzetkom ostatka tropskog krša (koji je sam po sebi univerzalan), no u tropima na ravnicama reljef kupališta je prilično raširen, štoviše, često u kombinaciji s ostatkom. Karri se ne nalaze u svim vrstama krša, ali čim se krška stijena izloži na površini, pojavljuju se. U različitim geološkim, geomorfološkim i fiziografskim uvjetima krški su oblici zastupljeni nejednakim varijetetima, ali su glavni tipovi oblika i hidrološki fenomeni vidljivi posvuda. Univerzalnost krških oblika i hidroloških pojava posljedica je vodećeg procesa u nastanku krša: procesa ispiranja topljivih stijena. Može se istaknuti prioritet geološke osnove u razvoju krša, krškog reljefa i kraškog krajolika. Na razvoj krša utječe i fizičko-geografska situacija koja je povezana s širinskom i visinskom zonalnošću krških pojava. Krški reljef, kraški krajolici i procesi koji se u njima odvijaju toliko su specifični da se niti jedna ozbiljna gospodarska djelatnost na krškom teritoriju ne može obavljati bez njihovog uvažavanja, a često i bez posebnog proučavanja. Krš ima dubok utjecaj na krajolik kao fizičko-geografski kompleks. Utječe na otjecanje, krške oblike reljefa - mikroklimu i raspored tla i vegetacije, krške stijene, njihov sastav - tla i vegetaciju, kemijski sastav kraških voda, krajolik u cjelini itd. Kapacitet drenaže krša povećava nedostatak vlage u aridnim područjima i, naprotiv, stvara povoljnije uvjete za razvoj krajolika u područjima koja su pretjerano vlažna. Krš dovodi do degradacije permafrosta, također značajno poboljšavajući prirodne značajke teritorija. O stupnju utjecaja krša na geografski krajolik može se suditi na temelju morfološkog i genetskog tipa krša.

Značajke krša, često njegov morfološki i genetski tip i klasifikacijski rang zemljopisnog krajolika kraškog područja. Može se predložiti sljedeći taksonomski sustav zoniranja krša: krška zemlja - regija - pokrajina - kotar - kotar. Unutar regije, u detaljnoj studiji, preporuča se identificirati tipološke cjeline (područja različitih tipova krša), međutim...

PROCESI Kao posljedica krško-sufozijskih procesa i pojava, smanjuje se stabilnost geološkog okoliša, što dovodi do katastrofalnih posljedica (slijeganja, lomovi, deformacije građevina). U Ruskoj Federaciji, kraški procesi su široko razvijeni u regijama Arkhangelsk, Lenjingrad, Moskva, Tula, Kursk, Nižnji Novgorod, Voronjež, republike Baškortostan, Tatarstan, Mari El, Mordovia, ...

Pješčenjaci s tankim slojevima gipsa), može se pretpostaviti da su se na istraživanom području stvorili povoljni uvjeti za nastanak kraških reljefa. 1.3 Značajke tektonske strukture regije Nyuksensky Teritorij regije Nyuksensky nalazi se na sjeverozapadu Ruske ploče, koju karakterizira blok struktura kristalnog podruma. Leži unutar...

Debeloslojni mramorni vapnenci), a s tim što je značajan dio sedimenata ograničen upravo na najizdignutiji dio poluotoka. U podnožju i stepskim dijelovima Krima česti su i krški fenomeni, no klasičnim područjem rasprostranjenosti krša smatra se izravnana gornja površina Krimskog gorja (yayly). Krš unutar Krimskih planina...

Slični članci