Wiaczesław Andrejczuk Вячеслав Андрейчук

Рис. 4.17. Примеры «дырявых» кулис, перегораживающих хода (район 

Центральный) (фото В.Киселева) 

Рис. 4.18. Примеры искривления тонких кулис (район Привходовый) (фото 

В. Андрейчука, Б. Ридуша) 

95 

Рис. 4.19. Примеры смыкания кулис в сводах пещерных ходов (А - район 

Привходовый, Б - галерея Стадион) (фото Б. Ридуша, С. Волкова) 

96 

97 

Очень важен вопрос: как глубоко кулисы проникают в гипсовый слой? 

Наблюдения в пещере свидетельствуют, что кулисы встречаются до глубины по 

меньшей мере  1 2 - 1 5 м. Они «секут» стенки колодцев почти на всю (цилиндри­

ческую часть) их глубину, проступают в сводах галерей, отходящих от основания 

колодцев, наблюдаются в каньонной части поперечных сечений ходов. К 

сожалению, нижние части ходов заполнены отложениями и водой и недоступны для 

непосредственного обследования. Но по данным обследования нижнего уступа 

карьера, в нижней части слоя кулисы не прослеживаются. Это обстоятельство также 

свидетельствует в пользу литогенетической природы вмещающего их пространства. 

Очень важно с точки зрения структурных предпосылок спелеоморфогенеза, что 

«шаг» первичной трещиноватости (5 м - среднее расстояние между кулисами) 

попадает в диапазон расстояний между тектоническими трещинами, измеренный в 

карьерах (3-7 м). Это значит, что шаг тектонической трещиноватости в гипсах, сле­

дуя принципу унаследованного развития трещин, мог быть задан именно 

первичными трещинами. 

Наблюдения над пространственным взаимоотношением кулис и пещерных 

ходов показывают, что между ними нет азимутального соответствия: часто в сводах 

ходов прослеживаются остатки разрушенной кулисы, но еще чаще кулисы 

перегораживают хода. То, что между направлениями ходов и кулис нет соответствия 

ярко подтверждают и розы-диаграммы (рис. 4.14-Б и 4.20). Сопоставляя рис. 4.14-

Б и 4.20 скорее можно говорить о явном несоответствии направлений закольмати-

рованных трещин первичной сети и направлений пещерных ходов. Не означает ли 

это, что первичная полигональная сеть трещин оказалось весьма слабо задей­

ствованной в спелеогенезе (спелеоморфогенезе), а сеть пещерных ходов развилась 

по тектоническим трещинам более поздней генерации? Как быть с принципом 

унаследованности развития трещин и логичными предположениями о тектоническом 

оживлении соответствующих направлений первичной сети (и как следствие ее 

геометризации, «систематизации»), пропагандируемыми выше? Если же они невер­

ны (этого нельзя исключить), то почему в сети безоговорочно преобладают 

трехлучевые смыкания, являющиеся главным признаком первичности сетей? 

Возможно, разгадку следует искать в более тщательном анализе сетей различного 

генезиса и прежде всего, особенностях сочетания ее элементов (смыкания трещин) 

исходя из конкретных условий. Но на данном этапе автору более правдоподобным 

представляется следующее объяснение, которое не противоречит логике ни 

предыдущего анализа, ни последующих построений. 

Отсутствие у снопа кулисных направлений ССВ части (рис. 4.20-Г), к которой 

тяготеют направления пещерных ходов, связано с разрушением кулис этой ориенти­

ровки во время тектонического оживления (плиоцен-плейстоцен) северо-восток-юго-

западного направления (см. выше). Оживление первичных трещин этого направ­

ления означало возникновение в кулисах трещин, их частичное дробление, 

дезинтеграцию т.д., т.е. ослабление трещинных «швов», и таким образом, формиро­

вание их вторичной проницаемости, допускающей возможность участия в 

спелеогенезе. Ослаблению швов СВ направлений способствовали их неровный, 

скульптурный характер, литологическая неоднородность заполнителя, наличие в 

нем рыхлых участков. Свою лепту в увеличение проницаемости заполненных 

трещин вносили землетрясения, часто случающиеся в этом районе (до 7 баллов по 

шкале Рихтера). Факт потенциального влияния сильных землетрясений (более 5 

баллов) на ослабление швов подтверждается непосредственными аналогиями: 

почти всегда после серии взрывов в карьере (ближе к входной части) на полу 

пещерных ходов (особенно в ближней части пещеры) появляется прерывистая 

98 

дорожка песчано-карбонатного материала, осыпавшегося из сводовых трещин. Это 

наблюдение дополнительно свидетельствует о наличии в сводовых трещинах, по 

которым развились хода, остатков заполнителя, что, в свою очередь, указывает на 

формирование ходов по первичным заполненным трещинам. Наличие трещинных 

«пробок» в сводах может являться причиной того морфологического обстоя­

тельства, что верхняя часть ходов не упирается (хотя такое встречается тоже) в 

подошву известняков, а образует «ярус расширений» (латеральная разгрузка нес­

колько ниже (1-2 м) контакта гипсов с ратинскими известняками). Если эта 

«пробковая гипотеза» верна, то ответ на вопрос о причине пробкованния трещин в 

контактной части нужно искать в различии литификации заполнителя по вертикали 

или в гидродинамической сфере. 

Таким образом, тектонически ослабленные кулисы ССВ и СВ направлений 

(равно как и ЗЗС также отсутствующие на «снопе»), не являлись непреодолимым 

препятствием на пути напорного фильтрационного потока. Более того, по мере 

коррозионного воздействия вод и дезинтеграции материала, кулисы разрушались, а 

материал смещался (по растущим вширь трещинам) вниз и накапливался в 

последующем в днищах ходов, образуя первый (снизу) слой пещерных отложений! 

(см. главу - Отложения пещеры). 

Таким образом, недостающее (с точки зрения «совершенного» полимо­

дального распределения направлений)  С С В - Ю Ю З «плечо» снопа направлений 

кулис оказалось «сьеденным» в процессе спелеогенеза. По этой причине, в пещере 

сохранились в основном кулисы, торчащие под разными углами из стен, которые 

собственно и мерялись, и которые представляют собой литифицированные слепки 

не оживленных тектоникой первично-реликтовых трещин-направлений. 

Тектоническое оживление СВ направлений имело, кроме подготовки 

проницаемости кулис, еще одно важное для спелеоморфогенеза следствие. На 

плане пещеры, на фоне сети ходов, предпосылкам формирования которых уделено 

столько внимания, выделяются линейно вытянутые зоны повышенного 

закарстования, с которыми связаны колонные залы. Имеются признаки, что они 

связаны с зонами собственно тектонических нарушений, выходящими за пределы 

гипсового слоя. Ранее эти зоны были названы нами зонами микроблоковых 

нарушений (Андрейчук, 1984, 1988). Предполагалось, что они ограничивают (разде­

ляют) микроблоки с относительно автономной трещиноватостью, чем объяснялись 

морфолого-морфометрические различия пещерных районов. Из вышеприведенного 

анализа трещиноватости следует ошибочность подобного объяснения. Плановая 

неоднородность сети связана, скорее всего, со следующими обстоятельствами: 

1. Латеральной неоднородностью сети первичных трещин (очаговое разрастание 

полигонов), наличием участков с более и менее густыми сетями, с разной глубиной 

проникновения трещин в гипсовый слой, возможным наложением вторичных (внутри 

полигонов) трещин и их генераций на первичную сеть (на это указывают тонкие, 

извилистые кулисы в верхней части слоя). 

2. Неравномерным тектоническим оживлением первичной сети как по направ­

лениям (преимущественно СЗ и СВ), так и в плане разрушения литифицированного 

заполнителя трещин, наличием участков более и менее разрушенных. 

3. Гидродинамической конкуренцией, использовавшей структурную неоднород­

ность тектонически оживленной сети первичных трещин и увеличившей морфоло­

гический и морфометрический контрасты между отдельными районами и участками. 

Что касается природы «микроблоковых» нарушений, то их тектоническая 

трактовка представляется справедливой. В пользу этого свидетельствуют: 

99 

1. Выраженная линейность, вытянутость зон, причем в «тектонических» направ­

лениях, характерных для региона; 

2. Наличие подобных нарушений в других пещерах, например в Оптимистической, 

где они менее закарстованы, а их тектонические признаки (вертикальные смещения 

слоя, участки дробления пород и др.) не уничтожены коррозией (объемами галерей), 

как в Золушке; 

3. Газово-эманационная активность зон, выраженная в повышенном содержании в 

пещерном воздухе радона в их пределах (см. Главу 9 - Микроклимат пещеры). 

4. Наличие в пределах зон резких перепадов напряжения естественного импульс­

ного электромагнитного поля Земли (ЕИМПЗ), что обычно связывается с тектони­

ческими разрывами (Саломатин и др.,1984) (рис. 4.21). 

Микроблоковые нарушения на участке пещеры имеют разрывной характер, но 

представлены, судя по характеру закарстования, не крупными единичными разрыва­

ми, а скорее всего, веером параллельных (местами сливающихся, ветвящихся) 

разрывов, образующих зону шириной 20-50 м. Такой характер микроблоковых раз­

рывов подтверждается отсутствием признаков вертикального смещения слоя, хотя 

таковые возможно скрыты под высыпками перекрывающих отложений. 

Таким образом, тектонический этап развития трещиноватости в гипсовом слое 

проявился в: 

- общем оживлении сети первичных трещин, особенно СЗ-СВ направлений, ее 

геометрической модификации в плане и углублении (до подошвы слоя) в разрезе; 

- раскрытии и возникновении вторичной проницаемости закольматированных 

трещин, прежде всего, тектонически активных направлений; 

- формировании новых (микроблоковых) разрывов с размерной сетью, превыша­

ющей по меньшей мере на один-два порядка ячеи-полигоны первичной сети 

(первые сотни метров). 

Каждое из перечисленных выше следствий сыграло важную роль в спелео-

морфогенезе. 

Гипергенные и техногенные трещины 

Трещины следующего этапа развития трещиноватости, каковым является 

гипергенный этап, в районе пещеры отсутствуют, так как гипсовый слой распола­

гается под днищем р. Пацак, а в русле Прута он покрыт мощными отложениями 

аллювия. Однако, в связи со вскрытием гипсового слоя карьером на участке пещеры 

были искусственно созданы условия для образования трещин выветривания, а 

также техногенных трещин, завершающих эволюционную цепочку трещино-

образования. 

В естественных условиях (обнажениях, бортах речных долин и т.д.) 

гипергенные трещины развиваются унаследовано по отношению к трещинам 

предыдущих генераций (литогенетическим, тектоническим). Их развитие чаще всего 

заключается в расширении существующих трещин и сетей, преобразовании 

(разрыхлении, выносе) заполнителя и т.д. Если скорость релаксации напряжений 

мала по сравнению со скоростью эрозионной разгрузки массива (или техногенной -

в случае карьера), то некоторый запас упругой энергии, которую заключают в себе 

породы, может освобождаться посредством возникновения новых трещин (трещины 

разгрузки, бортового - Лыкошин, 1953 и донного - Бондарик, 1959, отпора). Часть 

трещин в гипсовых уступах карьера имеет, по-видимому, релаксационное 

100 

происхождение, но большую часть ново-возникших напряжений унаследованно 

приняла на себя лито-тектоническая трещиноватость предыдущих генераций. 

Большее, чем трещины разгрузки, распространение в уступах карьера 

получила сеть хаотически ориентированных трещин выветривания, которые раз­

виваются по техногенным трещинам взрывов, производимых в карьере. Трещины 

выветривания также развиваются унаследованно, расширяя существующие сети. С 

другой стороны, они формируют также «паутину» более мелких порядков, часто 

хаотическую, не связанную с существующими трещинами. Их форма (сети) опреде­

ляется релаксационными условиями (трещины в отколовшейся глыбе, которые 

приведут к ее распаду на части), отношением к воздействию экзогенных факторов 

(холод, тепло), структурно-текстурным особенностями породы и т.д. 

Говоря о техногенных трещинах, взрыва например, следует отметить, что и 

они развиваются наследуя, прежде всего, трещины и поверхности ослабления, уже 

существующие в массиве (слое), т.е. в соответствии с законом «приемственного 

развития», на который мы опираемся в нашем анализе. Чернышев С. Н. (1983) 

отмечает, что после взрыва обычно происходит расширение и сгущение трещин в 

уже существующих системах, а A. B. Количко (1966) пишет, что даже при разрушении 

массива в результате взрыва оживляются преимущественно трещины, существо­

вавшие в массиве ранее. В связи с этим, по характеру обвального (от взрывов) 

материала (более крупным блокам) можно судить о блочности и трещиноватости 

массива. 

Рис. 4.22. Гипергенные и техногенные трещины в гипсах верхнего уступа 

Кривского карьера 

102 

Гипергенные и техногенные трещины имеют в карьере чрезвычайно широкое 

распространение (рис. 4.22). Однако все они, ввиду своей молодости (от 50 лет и 

менее), являются по отношению к спелеопространству «постспелеогенными». Их 

морфогенетическая роль в Золушке сводится исключительно к ее привходовой (до 

30 м) части и заключается во вскрытии полостей, открытии доступа в них воды 

(инфильтрация, ручьи) и вскрышного материала в способствовании обрушению 

блоков и сводов на входах в пещеру (со стороны карьера). В самой же пещере, даже 

на небольшом удалении от входа, трещинные новообразования не отмечаются. 

Таким образом, решающее спелеогенетическое (и спелеоморфогенетическое) 

значение в формировании пещерного пространства имели трещины тектонического 

этапа развития. Именно тектонические напряжения (тектодвижения) и события 

(землетрясения) обусловили направленное развитие (углубление и геометризацию) 

первичной сети контракционных трещин и вторичное раскрытие значительной их 

части. Тектонически оживленные трещины, а также нарушения явились спелеоини-

циирующими структурными элементами, предопределившими возможность и осо­

бенности циркуляции подземных вод, сформировавших столь сложный объемный 

лабиринт. 

4.3. Гидродинамический фактор спелеоморфогенеза 

4.3.1. Особенности водообмена в горном и равнинном карсте 

Гидродинамический фактор спелеогенеза подразумевает морфообразующее 

воздействие подземных вод: скорости и характера их движения по трещинам, 

температуры, химического состава и агрессивности. Степень гидродинамического 

воздействия на спелеоморфогенез, а также роль его отдельных составляющих 

определяется в целом гидродинамической обстановкой. В гидрогеологии карста 

традиционно различаются фреатическая и вадозная обстановки, соответствующие в 

общей гидрогеологии зонам инфильтрации и насыщения. 

Применительно к обстановкам спелеогенеза, Климчук (Klimchouk, 2000, 2003) 

предложил ограничить использование термина "фреатический" гидродинами­

ческими условиями зоны полного насыщения, ограниченной сверху свободной 

поверхностью карстовых вод, что характерно для гидрогеологически открытой 

обстановки. Отдельные каналы в безнапорном водоносном горизонте могут быть 

фреатическими. Напорные условия в масштабе водоносного горизонта, 

свойственные артезианским комплексам, необходимо рассматривать отдельно -

ввиду выраженной специфики гидродинамического контроля спелеогенеза в этой 

обстановке. 

Многочисленные предложенные карстологами схемы циркуляции вод - в виде 

гидродинамических зон - имеют, как правило, большое теоретическое, учебно-

познавательное значение, но из-за своего обобщающего характера малопригодны 

для практики, а также для построения локальных (для конкретных условий) моделей 

водообмена (и спелеогенеза). 

Одним из многих недостатков общих схем, применительно к нашему случаю, 

является недоучет весьма существенной разницы характера водообмена в горных 

условиях (складчатых областей), гидродинамический «спектр» которых богаче и 

равнинных условиях (платформ). Последние толкуются часто маргинально, как 

обстановки «уплощенные» в вертикальном разрезе - с неразвитым спектром зон. 

Между тем, водообмен в горных и равнинных условиях следует рассматривать 

103 

концептуально-отдельно. В случае горноскладчатых областей стержневым 

гидрогеологическим понятием является «водопроницаемый массив», в случае 

платформенных - «водоносный горизонт». В «горной» гидрогеологии карста мы 

чаще говорим о гидрогеологической эволюции массивов, а в «равнинной» -

водоносных горизонтов (см. Пиннекер, 1977, Дублянский, Кикнадзе, 1984, Klimchouk, 

Ford, 2000; и др.). 

Не углубляясь в вопрос о принципиальных различиях циркуляции вод в горах и 

на равнинах отметим: в изучении водообмена в карстовых толщах (лучше слоях, 

толщи - в горах) платформенных областей необходимо опираться на иных 

концептуальных предпосылках. Платформенные толщи часто представляют собой 

«слоеный пирог» разновозрастных и литологически пестрых образований, в том 

числе, водонепроницаемых. В горном карсте, чаще всего имеем дело с 

литологически однородными толщами. (Несмотря на литологическую однородность 

горные массивы анизотропны по характеру проницаемости и эта анизотропия имеет 

структурно-тектоническое предопределение). Платформенные же образования 

(слои, горизонты, пачки и т.д.), как правило, изотропны на уровне слоя (горизонта, 

пачки), но анизотропны - на уровне геологического разреза (по вертикали), прежде 

всего, из-за наличия водонепроницаемых слоев (природа анизотропии иная -

литологическая). Пестрота геологического строения платформенного пирога часто 

делает модели водообмена на тех или иных его участках весьма сложными. 

Важное для понимания характера водообмена в горном и равнинным карсте 

значение имеет факт различия эволюционных тенденций массивов и горизонтов на 

фоне восходящих тектонических движений. Гидродинамическая эволюция массивов 

(и соответственно спелеогенез) имеет нисходящее направление и заключается в 

увеличении мощности зоны аэрации, ее продвижении вниз. В циркуляции вод и 

развитии «спелеопроницаемости» также однозначно превалирует нисходящий 

вектор. 

Гидродинамическая эволюция горизонтов (и спелеогенез) в равнинно-платфор­

менных условиях (речь идет, естественно, о верхней части разрезов платформен­

ных толщ) более сложна. Она характеризуется наличием как восходящего, так и 

нисходящего векторов и определяется, прежде всего, литологическими 

(проницаемые и малопроницаемые породы, коллектора и покрышки), структурными 

(разломные проницаемые зоны) и эрозионными (глубина дренирующих базисов) 

предпосылками. То или иное сочетание упомянутых предпосылок предопределяет 

циркуляционную структуру регионального водообмена, наличие в структуре 

бассейновой циркуляции питающих и разгрузочных «ветвей» и делает в целом 

водообмен в платформенных обстановках более сложным и пространственно 

дифференцированным. Специфика водообмена в платформенных условиях 

раскрыта в работах В. М. Шестопалова (Водообмен..., 1989, и др.), Тота (Toth, 1995) 

и других исследователей. Применительно к спелеогенезу (в частности, в 

артезианских условиях), вопросы эти детально рассмотрены в публикации 

А. Б. Климчука и В. М. Шестопалова (1990), а также других работах А. Б. Климчука, 

опирающихся на упомянутую концепцию водообмена (Климчук, 2004, Klimchouk, 

2000, 2003 и др.). 

Отмеченные обстоятельства показывают, что эволюционные концепции 

водообмена в карстующихся толщах и, соответственно, спелеогенеза в горном и 

равнинном (платформенном) карсте должны базироваться на разных концеп­

туальных предпосылках. Что касается участка пещеры в целом, его гидрогеоло­

гическая эволюция на протяжении последнего миллиона лет происходила в 

условиях гидродинамической изоляции подземных вод (горизонтов и комплексов) в 

104 

гипсах и подстилающих их образованиях под мощной (сотни метров) толщей 

слабопроницаемых глинистых отложений верхнего бадения и сармата. Застойный 

режим активизировался лишь в момент, когда подземные воды получили 

возможность разгружаться (восходящая разгрузка напорных вод) в днище Прута 

(см. Происхождение пещеры). Гипсовый слой был особым звеном восходящей 

разгрузки с быстро улучшающимися (вследствие карстования) коллекторскими 

свойствами. Достигая слабопроницаемой покрышки восходящие воды двигались 

под ней горизонтально - в сторону Прута. Поперечное сечение ходов указывает, что 

латеральное движение вод было характерно для верхних 5-7 м разреза гипсов. Как 

вертикальная, так и (на более поздних этапах) горизонтальная составляющие их 

движения характеризовались незначительными скоростями движения вод и 

значительным напором. Эти особенности движения вод, наряду с квазиодно­

родными условиями трещинной проницаемости, составили, по мнению автора, 

предпосылку для проявления гидродинамической конкуренции трещин с целым 

рядом морфогенетических эффектов-следствий. 

жүктеу/скачать 15,58 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: