Wiaczesław Andrejczuk Вячеслав Андрейчук


Глава 4. Морфология пещеры



Pdf көрінісі
бет4/27
Дата03.03.2017
өлшемі15,58 Mb.
#6601
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   27
Глава 4. Морфология пещеры 

4.1. Общие морфологические особенности пещеры и факторы 

морфогенеза 

4.1.1. Сеть ходов пещеры 

В морфологическом отношении пещера представляет собой лабиринт, 

состоящий из сети ходов (рис. 4.1). В строении рисунка сети обнаруживается ряд 

закономерностей. 



1. Закономерная ориентация составляющих ее элементов, позволяющая 

характеризовать ее, в значительной степени, как «регулярную», «решет­

чатую», «системную» и т.д. 

Выраженная системность пещерной сети однозначно указывает на 

определенную структурную предпосылку ее формирования. В качестве таковой 

большинство исследователей карста региона считает тектоническую трещино-

ватость гипсов, в которых развита пещера. Исследования, проведенные в 

последние 10-15 лет на сетях подольских пещер показывают, что вопрос о струк­

турной предпосылке спелеоморфогенеза не может быть решен однозначно тектони­

чески. Следует принимать во внимание также иные важные факторы, такие как 

наличие в породах трещин иного (чем тектонические) происхождения (литогене-

тических). 

2. Латеральная неоднородность пещерной сети 

Сеть ходов пещеры в целом весьма неоднородна, внешний контур пещерного 

поля очень извилистый. В пределах поля пещеры сильно закарстованные участки 

(пещерные районы) чередуются со слабозакарстованными или незакарстованными 

(межрайонные «целики»), площадь которых соразмерна или несколько уступает 

площади пещерных районов. Интенсивно закарстованные сетевые участки, в свою 

очередь, различаются по плотности, ориентации и величине образующих их ходов. 

3. Внутрирайонная однородность сетей 

В пределах закарстованных участков (внутри пещерных районов) сеть ходов 

характеризуется сравнительной равномерностью в отношении плотности закар-

стования, ориентации и размеров ходов, а также их морфологического облика, 

например сечений ходов. Это обстоятельство может свидетельствовать о гомоген­

ном характере внутрирайонных структурных предпосылок или гидродинамических 

условий их «проявления». 

4.1.2. Морфологические элементы пещерной сети 

Пещерное пространство лабиринта образуют морфологические элементы 

нескольких размерных уровней: макро-, мезо-, микро- и нано. Разделение это имеет, 

в значительной мере, условный характер. Оно имеет своей целью, прежде всего, 

66 


67 

упорядочение фактов, однако не лишено классификационного смысла, поскольку за 

каждым из морфологичеких уровней стоит определенный фактор-предпосылка или 

их определенные сочетания (рис. 4.9). 

Элементы макроуровня 

К элементам макроуровня в пространстве пещеры могут быть отнесены, 

прежде всего, пещерные районы, обладающие относительной морфолого-морфо-

метрической самостоятельностью (рис. 4.1, а также рис. 5.1). Среди районов отчет­

ливо различимы менее закарстованные, в которых суммарная площадь целиков 

между ходами существенно больше площади ходов (сетевые районы), и более 

закарстованные, в которых площадь целиков меньше (40% и менее) суммарной 

площади пустотного пространства (районы-колонные залы). В пещере преобладают 

сетевые районы. Колонные залы образуют или самостоятельные районы (например, 

район Зала Черновицких Спелеологов) или занимают значительную (часто 

большую) часть определенного сетевого района (залы Античный в районе 

Заблудших, Майский в районе Майском, Динозавра в районе Готическом). 

Некоторые районы, например Перспектив или Готический, по соотношению 

площадей пустот и целиков приближаются к переходным (от сетевых к колонным), 

однако при использовании 50%-го критерия (соотношения площадей пустот и 

целиков) все же оказываются в группе сетевых. К собственно переходным (50-60% 

пустотность) относится, например, Озерный район. 

Площадь сетевых районов колеблется в границах 5-50 тыс. м

2

, колонных за­



лов 6-30 тыс. м

2

. Площадь и объем крупнейших колонных залов пещеры составляет: 



Черновицких спелеологов 6 570 м

2

 и 23 103 м



3

 (протяженность 172 м, ширина 60 м), 

Динозавра (с прилегающими галереями) - 4 636 м

2

 и 25 990 м



3

, Античного - 3 020 м

и 5 660 м



3

 (при длине 100 м) (Андрейчук, Коржик, 1984). 

По форме среди пещерных районов преобладают изометрично развитые, 

особенно в центральной и западной частях пещеры, но в восточной части 

преобладают вытянутые, ориентированные. 

Элементы мезоуровня 

Это, прежде всего, горизонтально развитые хода и их пересечения («узлы»), а 

также вертикально развитые купола обрушения в сводах и колодцеподобные 

формы в днищах ходов. 

Горизонтальные хода, образующие собственно районные сети, различаются по 

своим размерам и морфологии. По величине (ширине) их можно условно разделить 

на щели (до 1 м), собственно хода (1-3 м) (рис. 4.2), галереи (3-5 м) (рис. 4.3) и 

коридоры (> 5 м) (рис. 4.4). Обычные сетевые районы образованы преимущес­

твенно, щелями и ходами, а переходные - галереями и коридорами. Разделение 

горизонтальных элементов сети на щели, хода, галереи и коридоры носит условный 

характер, однако не без морфогенетического подтекста (см. 4.4). Данная размерная 

параметризация горизонтальных элементов отображает морфометрические реалии 

Золушки и не претендует на какую-либо универсальность, даже региональную. 

Высота щелей, ходов, галерей и коридоров пещеры колеблется от 1-3 до 

10-16 м и более и зависит, прежде всего, от степени их заполнения отложениями. 

По характеру открытости горизонтальные элементы пещеры могут быть 

«сквозными» (проходными) и «слепыми» (тупиковыми). В дальнейшем - для 

удобства, щели, хода, галереи и коридоры будем называть просто ходами, а типо­

логически конкретизировать лишь в случае смысловой необходимости. 

68 


Рис. 4.2. Ход в Центральном районе пещеры (фото В. Киселева) 

69 


Рис. 4.3. Примеры пещерных галерей Золушки: А - галерея в районе Зала 

Черновицких Спелеологов, Б - галерея в районе Метрополитен (фото В. 

Киселева

70 


Морфология ходов пещеры может быть охарактеризована в их поперечном и 

продольном сечениях. Поперечное сечение подавляющего большинства ходов 

имеет форму замочной скважины - расширенную, закругленную верхнюю часть и 

суженную - нижнюю (рис. 4.6). Как правило, на верхнюю, расширенную часть 

приходится 25-30% от высоты хода, остальное - ни нижнюю, суженную. 

Прослеживается определенная зависимость между степенью выраженности 

«замочной скважины» и размерами ходов. Наиболее закруглена (вплоть до 

эллипсоидальной) верхняя часть более крупных ходов (галерей и коридоров), менее 

закруглена - у ходов, вплоть до невыражения (лишь обозначена) у щелей. Можно 

отметить также, что морфологический контраст между верхней и нижней частями 

сечений наиболее выражен на уровне ходов и галерей. В случае щелей верхнее 

расширение часто ненамного превышает среднюю ширину щели, а в случае 

коридоров - их нижняя часть - ножка - часто расширена почти до размеров 

«головы» сечения. Эти обстоятельства имеют, на наш взгляд, эволюционно-

гидродинамические причины. Отмеченные морфо-размерные зависимости имеют, 

однако, нестрогий характер. 



Рис. 4.4. Коридор в районе Перспектив (Система Д) (фото В.Киселева

71 


Вид поперечного сечения пустотной части профиля ходов определяется, как и 

его высота, прежде всего, степенью заполнения хода отложениями. Упомянутые 

обстоятельства (размеры ходов и степень их заполнения) контролируют 

большинство встречаемых разновидностей поперечных сечений. Рис. 4.5 предста­

вляет собой «ключ» к объяснению морфологического разнообразия поперечных 

сечений и их отклонения от «идеального» профиля замочной скважины. Учитывая 

производный от размеров, а в еще большей степени - от заполнения отложениями 

характер сечений, их традиционная геометрическая типизация на «треугольные», 

«прямоугольные», «овальные» и т.д., практически лишена морфогенетического 

смысла. 


Рис. 4.5. Характерные поперечные сечения ходов пещеры, контролируемые 

степенью их коррозионной проработки и заполнения отложениями 

Вопрос основания «замочного» профиля ходов в значительной мере 

проблематичен, поскольку основания эти выполнены отложениями и, за редким 

исключением, скрыты от непосредственного наблюдения. Можно, однако, с большой 

долей уверенности предполагать, что оно (основание) достигает контакта гипсов с 

подстилающими породами. Во-первых, это предполагает спелеогенетическая 

модель пещеры, согласно которой пещера развивалась снизу в условиях напорно-

восходящего движения вод (см. главу 11). Во вторых, на контакте гипсов с 

подстилающими породами неоднократно обнаруживались полости как в виде 

предполагаемых замкнутых полостей (при бурении), так и достоверно-

обследованных (спелеологически) фрагментов сетей. На некоторых менее 

заполненных профилях отмечается расширение «ножки» профиля книзу (рис. 4.6). 

На продолжение хода вниз (вглубь) часто указывают просадки и провалы в глини­

стых днищах ходов. 

72 


Рис. 4.6. Зал (коридор) Выставочный, примыкающий к Залу Черновицких 

Спелеологов. В сечении коридора отчетливо проявляется сечение типа 

«замочной скважины» (фото С. Волкова

Другим наиболее распространенным элементом пещерной мезоморфологии 

являются пересечения ходов (щелей, галерей, коридоров). В отличие от линейных 

элементов, каковыми являются ходы, пересечения - это изометричные морфологи­

ческие образования. В зависимости от количества и характера пересечений они 

могут иметь крестообразную, звездочную, Т-образную и т.д. форму. Степень морфо­

логической тождественности пересечений как самостоятельных морфологических 

образований тем выше, чем в большей степени разрушены коррозией сходящиеся в 

пересечениях углы стен. В таких случаях можно говорить о заловидных расши­

рениях, которые, собственно, можно без условностей (как в случае с обычными 

пересечениями) отнести к самостоятельным образованиям, за которыми стоит 

определенный фактор-предпосылка. Заловидные расширения в пещере развиты, 

преимущественно, в условиях сложных узлов - когда в одной точке сходятся 3-5 

ходов или когда соседние хода, примыкающие к какому-либо одному, расположены 

(проработаны) весьма близко и сливаются своими «устьевыми» частями. Форма 

расширений обычно неправильная, извилистая и в каждом случае определяется 

конкретными морфогенетическими обстоятельствами (рис. 4.7). 

73 


Участок в 

районе Западный-

Анаконда 

Участок в 

районе Зала Черновицких 

Спелеологов 



Рис. 4.7. Примеры заловидных расширений ходов в районах Центральном и 

Западный-Анаконда (участки) 

Вертикальными элементами мезорельефа пещеры являются обвально-



осыпные купола в сводах галерей («выходящие» из гипсов в перекрывающие 

отложения), а также вертикальные колодцы. Купольные гравитационные формы 

детально охарактеризованы в главе 7. Колодцы же, как вертикальные коррозионные 

образования, развитые в «пластово-горизонтальной» пещере, представляют 

большой интерес и имеют большое значение для спелеогенетических построений. 

В пещере выявлено около 20 колодцев. Часть из них, прежде всего наиболее 

крупные, такие как Сухой Колодец в Зале Динозавра или Мокрый Колодец - в 

Готическом, имеют хорошо выраженную цилиндрическую форму с гладкими 

стенами. Глубина их достигает 15-18 м при верхнем и нижнем диаметре соответ­

ственно 8 и 4-6 м. Стенки колодцев отвесные, а в нижней части - даже с отрицате­

льными углами наклона. На дне колодцев прослеживаются фрагменты полостей 

нижнего этажа. Верхняя часть колодцев имеет купольный свод, открывающийся в 

галереи (ходы), на пересечении которых они заложены. 

Кроме цилиндрических колодцев для пещеры характерны глубокие (до 10-15 м) 

спиралевидно закручивающиеся образования, а также щелевые колодцы, открыва­

ющиеся в днищах ходов. Наиболее часто колодцы тяготеют к периферийным частям 

колонных залов (например, Черновицких Спелеологов, Майского, Зала Динозавра). 

Между размером колодцев, степенью их «цилиндричности» и характером галерей 

также обнаруживается зависимость: более крупные и лучше проработанные (цилин­

дрические) колодцы располагаются в районах с большими объемами. 



Элементы макро- и мезоуровня в разрезе гипсового слоя 

Если посмотреть на расположение описанных морфологических элементов 

пещеры в вертикальном разрезе, то здесь можно отметить следующее. 

1. Полости пещеры развиты по всему гипсовому слою, однако наибольшие 

объемы наблюдаются в его верхней части, к которой тяготеют расширения 

ходов. Во многих местах пещерные своды «упираются» в основание 

перекрывающих гипсы ратинских известняков, образуя «слепые окна» или 

плоские обнажения в подошве известняков. Форма подобных обнажений 

чаще всего овальная (в случае упирания коррозионно-напорных куполов) или 

вытянутая (в случае упирания целого свода галереи). Их площадь 

74 


измеряется несколькими кв. метрами, в редких случаях (например, Проспект 

Кобылянской) несколькими десятками. С подобными участками связаны 

обрушения перекрывающих пород и формирование купольных форм. 

2. В морфологическом отношении можно говорить о ярусности полостей (сетей) 

пещеры (верхний - расширенные хода треугольного, ромбовидного, 

овального, полусферического и т.д. сечения, средний - щели, каньоны, кори­

доры, нижний - фрагменты сетей на контакте с подстилающими породами) 

отдавая себе отчет в том, что все три яруса морфологически связаны. Они 

представляют собой лишь морфогенетические звенья вертикального 

разреза, морфоотличия которых обусловлены особенностями динамики 

карстовых вод на этапе спелеогенеза, и, в определенной мере, структурными 

предпосылками. 

3. В западных районах пещеры некоторое усложнение в ярусную схему вносят 

незначительные фрагменты сетей, развитые в средней части слоя (подрайон 

Подвалов), не соединяющиеся с верхней сетью. Причина их формирования 

имеет локальную природу и связана с прослоем кристаллического 

огипсованного известняка, послужившего ограничителем коррозионного 

роста полостей снизу вверх. Фрагментарно в пещере можно наблюдать также 

ситуации разобщенного развития ходов верхнего и среднего ярусов. 

Например, в районе Геохимическом, довольно часто более крупные хода с 

каньонной (средней) частью соединяются (пересекаются) на уровне верхнего 

яруса с меньшими ходами, в которых средняя часть (каньонная, щелевая) 

коррозионно не «выработана». В ближних районах пещеры, например в 

районе Заблудших, наоборот: своды некоторых щелевидных ходов средней 

части разреза не имеют вертикального соединения с днищем ходов верхнего 

яруса (в основном ввиду его отсутствия). В данном случае, как и в 

предыдущем, щелевидные хода соединяют более крупные хода и галереи с 

«нормальным» - замочно-профильным сечением. На наш взгляд, подобная 

фрагментарная «недоразвитость» ходов в вертикальной плоскости обусло­

влена гидродинамическими обстоятельствами, проистекающими из фреато-

артезианской модели спелеогенеза вообще и Золушки - в частности (см. 4.4)

4. Модель ярусности полостей пещеры, иллюстрируемая профилем замочной 

скважины, хорошо «работающая» на мезоуровне, несколько усложняется на 

макроуровне - порайонных сетей и их фрагментов. Если представить сеть 

ходов в объемном виде, эти усложнения будут выглядеть следующим 

образом. Например, в районе Колорадо, с высокой плотностью ходов, в 

результате слияния ромбовидных галерей верхнего яруса в разрезе слоя 

сформировались сложные залоподобные полости со сплошным простран­

ством в верхней части и разобщенными каньонами-ходами в днищах 

(средний ярус). Их образование иллюстрирует рис. 4.8. Примером иного типа 

служит район Голландский Сыр. Здесь морфологическое усложнение (на 

уровне района) модели заключается в разноуровенности днищ ходов с 

большим количеством коорозионных окон и проходов между ходами (ввиду 

высокой их плотности), наличии коротких соединяющих ходов верхнего яруса 

без каньонного углубления и т.д. Ввиду отмеченных обстоятельств «объем­

ный лабиринт» района приобрел черты кажущейся морфологической хаотич­

ности, что, собственно, отражает его название. 

5. В целом для пещеры характерна приуроченность полостей верхнего яруса к 

крупно- и среднекристаллической части разреза гипсов, среднего яруса - к 

переслаивающимся крупно- и мелкокристаллическим разностям, а нижнего -

75 


к плойчатым и скрытокристаллическим гипсам нижней части разреза. Морфо-

метрические и морфологические различия ярусов не следует увязывать с ли-



Рис. 4.8. Слияние ходов верхнего яруса с образованием каньонного зала в 

районе Колорадо: 

Условные стадии формирования: 1 - начальная стадия проработки вертикальных каналов, 2-

расширение верхней части каналов, 3 - коррозионное уничтожение стен между ходами и их слияние 

тологическими причинами (см. главу 3). Причина ярусных морфовариаций имеет 

гидродинамическую и эволюционную природу (см. 4.4)

Иерархия морфологических элементов. Элементы микро- и наноуровня 

В развитии описанных выше морфоэлементов макро- и мезоуровня решающую 

роль сыграли структурные (разломы и трещины) предпосылки, а также 

специфические условия циркуляции подземных вод. Коррозионные формы низших 

уровней - микро- и наноуровня - имеют наложенный (на мезоэлементы) характер и 

обязаны своим формированием свойствам карстующихся пород (структура, 

текстура, включения) и условиям воздействия на них подземных вод (местный 

напор, стратификация, смешивание). Соотношение основных морфологических 

элементов пещеры с факторами-предпосылками их формирования представлено на 

рис. 4.9. Характеристика скульптурных (наложенных) форм микро- и наноуровня, 

возникновение которых связано со структурно-текстурным фактором, будет дана 

ниже (см. 4.3). В данной части отметим микроформы, происхождение которых 

обусловлено воздействием на своды и стены пещеры напорных вод. 

К таким формам можно отнести крупные одиночные или цепочечные ячеистые 

формы на выположенных сводах овальных галерей, а также небольшие купола и 

камины в сводах, нанизанные на потолочную трещину (рис. 4.10). В поперечном 

профиле куполов часто обнаруживается «ступенчатость». Некоторые из каминов 

часто проработаны до подошвы перекрывающих гипсы известняков. При снятии 

вскрыши с гипсов (во время добычных работ в карьере), такие формы проявляются 

в виде окон в пещеру (рис. 4.11). 

К стенным микроформам напорно-коррозионного генезиса можно отнести 



ниши и овальные углубления разного размера, хаотически покрывающие (и 

взаимно-накладывающиеся) стены и своды ходов. В отличие от купольных форм в 

76 




Уровни 

спелеоформ 

Факторы-предпосылки 

Спелеоформы 



Макроуровень 



Мезоуровень 

Микроуровень 

Наноуровень 

Структурный 

(нарушения, трещиноватость) 

и 

гидродинамический 

(гидродинамическая 

конкуренция) 

Структурно-текстурный 

(порода) 

Кристалло-структурный 

Сетевые районы 

Колонные залы 

Каньонные залы 

Щели, ходы, галереи, коридоры 

Пересечения ходов, заловидные 

расширения на пересечениях ходов 

Купольные формы, связанные с 

обрушением перекрывающих пород* 

Цилиндрические, спиралевидные и 

щелеподобные колодцы 

Напорные купола и камины в сводах, ниши 

и углубления в стенах 

Текстуропроизводные коррозионные 

углубления и неровности, связанные с 

чередованием слоев с разной структурой 

Всевозможные коррозионные углубления и 

неровности, покрывающие потолок и стены 

пещерных ходов 

* В образовании купольных форм главная роль принадлежит гравитации, хотя места их возникновения 

предопределены структурно и гидродинамически. 

Рис. 4.9. Связь спелеоформ разного уровня с факторами-предпосылками их 

образования 

Рис. 4.10. Примеры наложенных купольных форм напорного генезиса в сводах 

зодов (фото С. Волкова

77 


Рис. 4.11. Напорная форма-коррозионный камин под подошвой ратинских 

известняков, вскрытый во время добычных работ в Кривском карьере (фото 

С. Волкова

в сводах они выражены морфологически менее ярко, главным образом, из-за 

отсутствия трещинной канвы, облегчающей углубление коррозионной формы под 

давлением. 

К наноформам пещерного рельефа могут быть отнесены элементарные 

(наименьшие, различимые невооруженным глазом) коррозионные неровности и 

углубления, сплошь покрывающие гипсовые стены и своды ходов. Их «проявление» 

связано исключительно с действием структурного (в смысле кристаллического 

строения породы, состоящей из зерен различного размера) фактора (см. 4.3)

В данном разделе мы сознательно не касаемся также разнообразных 

пещерных форм, связанных с пещерной аккумуляцией (обвальные нагромождения, 

осыпные конуса, деформации заполнителя полостей, трещины усыхания, натечные 

формы и т.д.). Морфология этих образований будет представлена в соответству­

ющих разделах работы. 




Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   27




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет