).  В целом ряде мест гидрооксиды Fe образуют слои, линзы и пластовые тела,  мощностью до 10-30 см (рис. 8.10, фотоприложение 6

Рис. 8.7. Характерная цветовая гамма пещерного пейзажа Золушки. Ход в 

районе Метрополитен 

Рис. 8.8. Пленки гидрооксидов марганца (темная) и железа (желтая) на 

гипсовой стене 

228 

Рис. 8.9 . Обнаженный сажистый прослой гидрооксидов марганца на глинистом 

днище пещерного хода 

Рис. 8.10. Десятисантиметровый слой гидрооксидов железа у основания 

стенки пещерного хода 

229 

Рис. 8.11. Железо-марганцевые сталагмиты Веселого района пещеры: 

А - пустотелый сталагмит, высотой 50 см, Б - невысокий (до 10 см) куполовидный сталагмит на 

поверхности пластового тела гидрооксидов железа, В - наиболее крупный из обнаруженных 

сталагмитов, вид сбоку, Г - небольшой (до 15 см высотой) пустотелый сталагмит на поверхности 

пластового тела гидрооксидов железа 

Fe и Mn (при испарении влаги) в местах нарушения сплошности свежеосажденной и 

влажнопластичной массы гидрооксидов (рис. 8.12-А). 

Такое нарушение поверхности, покрытой тонкой пленкой влаги и равномерно 

транспирирующей, могло быть обусловлено упавшим сверху небольшим обломком 

кулисы, гипса или нерастворимого материала. В месте падения возникала „пробо­

ина", которая становилась очагом активного испарения влаги из гидрооксидов. К 

очагу испарения происходило движение влаги с коллоидным переносом гидрокси-

дов Fe и Mn. После испарения влаги коллоиды оседали концентрическими слоями 

вокруг лунки-пробоины, наращивая ее стенки. 

230 

Согласно второй гипотезе, высказанной минералогом Е. Галускиным, 

изучавшим сталагмиты, они представляют собой образования гейзерного типа, 

связанные с выходом водных растворов, содержащих коллоиды железа и марганца, 

под давлением, например из-под глин (рис. 8.12-Б). Вследствие обилия глин, в 

водонепроницаемых углублениях днищ ходов при колебаниях уровня воды могли 

формироваться локальные „микро-артезианские" бассейны с напорными водами, 

насыщенными гидрооксидами Fe и Mn. В местах прорыва вод под давлением глин 

(или при их усыхании и растрескивании) могли возникать временно функциони­

рующие гейзеры-фонтанчики, отлагавшие гидрооксиды Fe и Mn. Эта гипотеза 

объясняет некоторые принципиальные черты строения сталагмитов (зонально-

концентрическое), однако множество других вопросов остаются при этом без ответа. 

Согласно третьей версии, сталагмиты представляют собой механические 

слепки уплотненного материала гидрооксидов, возникшие за счет уплотнения стенок 

(пробоины) при падении обломка в свежеосажденный (сравнительно мощный - 15-50 

см) слой гидрооксидов. В месте падения обломка в слое отложений оставалась 

дыра, окруженная несколько более уплотненным материалом гидрооксидов. После 

высыхания пластового тела гидрооксидов и превращения его в рыхловатую массу 

рыхлый материал смещался механически (водой, гравитацией), а уплотненные 

(поэтому более прочные) стенки пробойного отверстия сохранились в виде 

трубчатых агрегатов (рис. 8.12-В). 

Следует отметить, что все выдвинутые гипотезы выглядят малоубедительно, и 

в настоящее время представляют скорее «историческую» ценность. Данные новей­

ших исследований указывают на хемобиогенное происхождение сталагмитов. 

Существенным агрегатным разнообразием отличается также распространение 

по пещере гидрооксидов марганца (рис. 8.13). Кроме упоминавшихся выше пленок, 

среди них наиболее часты слои черного сажистого порошка, мощностью 0,5-5,0 

см, покрывающие днища ходов сплошным (рис. 8.13-А) или локально-развитым 

(рис. 8.13-Б, фотоприложение 7) слоем. В локализованных местах встречаются 

также скопления сажистого материала, мощностью до 10-20 см (рис. 8.13-В). На 

одном из участков пещеры (Привходовой район, проход Углинка) мощность 

гидрооксидов достигает 45 см. Скопления эти сосредоточены на небольшой (до 1-2 

м

2

) площади и имеют, по всей видимости, вторичный характер. При повышении 

уровня воды в пещере (неоднократно случавшемся на фоне водопонижения), 

сажистый порошок с поверхности глин переходил во взвешенное состояние, а при 

уходе воды - фильтрации через углубления в днищах ходов - механически оседал в 

них, образуя скопления. Следы переноса марганцевой взвеси фиксируются в 

днищах ходов в виде окрашенных потоков (рис. 8.13-Г). На этот механизм 

накопления указывает, прежде всего, локализация скоплений - в понижениях-

ловушках днищ пещерных ходов. 

Весьма своеобразными типами марганцевых новообразований в пещере 

являются их полусферические, почковидные и гроздьевидные агрегаты (рис. 8.14, 

фотоприложение 7). Наибольшее распространение они имеют в районах 

Геохимическом, Привходовом и Майском. Обычно, упомянутые агрегаты покрывают 

основания стен или углублений в днищах ходов, образуя отчетливо выраженную 

верхнюю границу своего распространения. Из локализации в пещере и других 

признаков следует, что образования этого типа формировались in situ. Однако 

строение их - мельчайшие частички, скрепленные в ажурные конструкции, а также 

чрезвычайная рыхлость (рассыпаются в руках) указывают, что первично-осажденный 

материал агрегатов подвергся впоследствии (в субаэральных условиях) 

дегидратации. Вопрос этот требует специального изучения. 

231 

Рис. 8.12. Предполагаемые модели-механизмы образования железо-

марганцевых сталагмитов: 

А - эвапорационная, Б - гейзерная, В - компрессионная 

232 

Рис. 8.13-А, Б. Характерные формы отложения гидрооксидов марганца на 

глинистых днищах пещерных ходов: 

А - слой гидроксидов на растрескавшейся от усыхания поверхности серых пещерных глин (Зал 

Майский). Б - сажистый порошок на глинистой поверхности (район Геохимический) (фото С. Волкова, 

В. Андрейчука) 

233 

Рис. 8.13- В, Г. Сажистые образования гидрооксидов марганца: 

В - «марганцевая река» в днище пещерного хода (Зал Ферсмана, район Геохимический) , Г - скопления 

рыхлой сажистой массы гидрооксидов в соседстве с железистыми гидроксидными образованиями 

(район Веселый) (фото С. Волкова, В. Андрейчука) 

234 

Среди описываемых агрегатов особый интерес вызывают сталактитопо-

добные формы, обнаруженные в Привходовом районе (рис. 8.14, фотоприложение 

7). В воронкообразном углублении днища Зала Античного основание гипсовой стены 

целиком покрыто «гроздьями» гидрооксидов, отдельные из которых имеют форму 

сталактитов (рис. 8.14-А,Б) длиной до 5-8 см. Агрегаты очень хрупкие, рассыпчатые. 

При ближайшем рассмотрении видно, что они образованы мелкими кристалликами-

пластинками, как бы „склеенными" в агрегаты-елочки, ориентированные вершиной 

вниз. Сердцевина сталактитов - железистая. Предварительные исследования 

указывают на их биогенное происхождение (деятельность микроорганизмов). В 

одном из кулуаров зала Ромео и Джульетты обнаружены тонкие (до 1 см) 

марганцевые сталактиты с более гладкой поверхностью и даже - сталактиты-

нити (железо-марганцевые), толщиною менее 1 мм (рис. 8.15-А). Последние столь 

непрочны, что даже акустические волны, возникающие при разговоре, вызывают их 

колебания. Очень аттрактивны глинистые сталактиты, покрытые тонкой пленкой 

гидрооксидов железа с небольшой примесью гидрооксидов марганца (рис. 8.15-Б). 

Рис. 8.14. Характерные (первичные и дегидратированные) агрегаты 

гидрооксидов марганца на гипсовых стенах пещеры: 

А - ассоциация полусферических, почковидных, гроздьевидных и сталактитоподобных агрегатов на 

стенке углубления-кулуара в Зале Античном, Б - сталактит-елочка, образованный «сросшимися» 

кристалликами гидрооксидов (там же) (фото С. Волкова, В. Андрейчука) 

Анализ пространственных взаимоотношений гидрооксидов Fe и Mn (рис. 8.16) 

показывает что: 1) чаще всего они присутствуют в разрезах совместно; 2) в распо-

ложениии гидрооксидов проявляется зональность: чаще всего, марганцевые 

образования перекрывают железистые; 3) в раздельном залегании гидрооксиды Fe 

образуют преимущественно пленки, а Mn - сажистые прослойки и скопления. 

235 

Рис. 8.15. Сталактитовые глинисто-гидрооксидные натечные образования: 

А - тонкие глинисто-железистые и марганцово-гидрооксидные сталактиты в стенной нише (кулуар 

зала Ромео и Джульетты), Б - глинистые сталактиты, покрытые пленкой гидрооксидов железа (район 

Венеция) (фото С. Волкова, В. Андрейчука) 

236 

Рис. 8.16. Типичные варианты взаиморасположения гидрооксидов Fe и Mn в 

соседстве других различных генетических типов отложений в пещере 

237 

В распределении гидрооксидов и их форм по пещере наблюдаются следующие 

закономерности. В массовом выражении их количество увеличивается по направле­

нию от входа (карьера) вглубь лабиринта. Наибольшее количество новообра­

зований локализуется в удаленных от входа районах - Западном, Голландском 

Сыре, Геохимическом, Дальневосточном. Наиболее удаленный от входа пещерный 

район - Геохимический - собственно и получил свое название от обилия железо-

марганцевых отложений. Значительное их количество сосредоточено также в 

некоторых районах центральной части лабиринта (Майский, Центральный). В 

Привходовом районе гидрооксиды встречаются, главным образом, в углублениях 

днищ ходов и залов (например, в зале Античном) и несут признаки переотложения. 

На фоне отмеченной выше закономерности проявляется другая, возможно 

более важная - выраженная локализация гидрооксидов на отдельных участках 

лабиринта. Особенно это касается пластовых тел и рыхлых скоплений (например, в 

отдельных местах районов Античного, Геохимического, Западного, в Майском зале и 

т.д.) На участках сосредоточения наблюдается наибольшее агрегатное разно­

образие гидрооксидов. В то же время, такие формы их нахождения как красные и 

оранжевые пленки, а также сажистые прослои, распространены по всей пещере. В 

ближних районах лабиринта слои и пленки гидроксидов часто покрыты одним или 

несколькими слойками серых глин, а в наиболее удаленных его частях они лежат на 

поверхности. 

Отмечается также закономерность возрастания степени оксидного 

преобразования железо-марганцевых осадков по мере приближения ко входу-

выходу из пещеры. В привходовых районах гидрооксиды существенно преобразо­

ваны. В уравнивающей зоне (10-50 м от входа) они обезвожены, дегидратированы, 

иногда целиком трансформированы в оксиды. Железистые образования имеют 

здесь бурый, желтоватый (лимонитовый) цвет, а марганцевые - темно-серый и 

коричневатый. В дальних районах пещеры они все еще сохраняют соответственно 

„сочные" красный и иссиня-черный цвета. Обычно свежеобразованный кристалли­

ческий порошок гидрооксидов Mn искрится миллионами граней (рис.8.13-В). 

В качестве закономерности распределения гидрооксидов в вертикальном 

разрезе пещеры можно отметить факт, что в привходовых районах они залегают 

гипсометрически ниже, чем в дальних. В залах Античный, Перспектив (ближняя 

часть пещеры) они лежат в углублениях днищ среднего яруса, а в удаленных 

районах (Голландский Сыр и Геохимический) пластовые тела гидроксидов Fe встре­

чаются и в днищах ходов верхнего яруса. Отмеченная закономерность осложняется 

фактом неоднократно имевшего место переотложения гидрооксидов при колебании 

уровня вод в пещере. На это указывают не только скопления гидроксидов Mn в 

понижениях, но и другие признаки. Днища многих ходов Геохимического района 

несут на своей поверхности пестроокрашенные следы перетока вод из одних 

галерей в другие (рис. 8.13-Г). 

8.3.2. Состав гидрооксидов Fe и Mn 

Гидрооксиды Fe и Mn находятся в пещере в нескольких фазах и минеральных 

формах. Они характеризуются специфическим составом (табл. 8.5) и отличаются 

содержанием находящихся в них микроэлементов (Волков, 1990, Волков, Андрей-

чук, Смирнов, Янчук, 1987, Волков, Андрейчук, 1987). 

Гидрооксиды Fe представлены аморфной фазой FeOOH•nH

2

O. Содержание 

железа в них достигает 50%. Наличие в составе гидрооксидов большого количества 

воды и другие факторы определяют высокие сорбционные свойства осадка 

238 

(оксигидратный коллектор). По емкости поглощения микрокомпонентов оксигидрат 

Fe уступает лишь оксигидрату Mn. Гидроксиды Fe содержат обширную группу погло­

щенных микро-элементов, среди которых отчетливо обособляется парагенети-

ческая ассоциация Р, Cr, As, Be, Ge, Ba, Pb, Sr. Содержание этих элементов всегда 

коррелирует с количеством Fe

2

0

3

 в осадке. По мнению С.Н.Волкова (1990), 

вхождение в одну группу элементов с различными геохимическими свойствами 

объясняется в данном случае различиями их взаимодействия с ионообменными 

группами Н

+

 и ОН

-

. Последние входят в состав свежеосажденного аморфного 

феррогеля в „концовых" позициях (Егоров, 1975), и участвуют в сорбции и со-

осаждении микроэлементов в соответствии с правилом Патета-Фаянса. 

Химический состав соединений Fe и Mn из пещеры Золушка 

( п о С. Волкову, 1990, с изменениями и дополнениями) 

Таблица 8.5 

Номера образцов и минеральная фаза осадков 

Компонент 

Аморфное железо 

Бернессит 

1353 

Бернессит 

3/23 

Смесь 

асболан-

бузерита и 

бернессита 

1083 

1415 

1431 

1446 

SiO

2 

TiO

2 

Al

2

O

3 

FeO 

Fe

2

O

3 

MnO 

MnO

2 

MgO 

CaO 

Na

2

O 

K

2

O 

H

2

O

-

H

2

O

+ 

Р

2

O

5 

SO

3 

П.п.п. 

NiO 

СоО 

ZnO 

Cu

2

O 

МоОз 

СO

2 

Сумма, % 

4,520 

0,020 

0,300 

0,140 

60,600 

0,890 

Не обн. 

0,250 

6,690 

0,180 

0,190 

4,000 

Не опр. 

6,760 

0,650 

19,000 

0,008 

0,005 

0,010 

0,006 

0,008 

Не обн. 

99,52 

2,70 

0,01 

0,27 

1,00 

54,37 

0,42 

Не обн. 

0,33 

9,31 

0,18 

0,10 

2,00 

Не опр. 

15,28 

0,41 

16,41 

Не опр. 

1,55 

100,38 

4,98 

0,02 

0,05 

0,84 

61,37 

0,53 

Не обн. 

0,18 

5,42 

0,35 

0,18 

4,82 

Не опр. 

4,80 

0,44 

20,60 

Не опр. 

Не обн. 

99,34 

2,14 

0,07 

0,07 

0,10 

0,37 

0,45 

72,68 

0,33 

7,63 

0,30 

0,23 

1,72 

Не опр. 

0,07 

0,30 

14,00 

1,09 

0,09 

0,45 

0,025 

0,55 

Не опр. 

100,46 

Не опр. 

0,08 

1,66 

0,10 

7,89 

7,14 

54,82 

Не опр. 

9,25 

Не опр. 

0,42 

Не опр. 

13,10 

Не опр. 

0,69 

Не опр. 

5,81 

99,12 

2,920 

0,030 

0,610 

0,100 

0,100 

3,830 

70,480 

0,500 

7,930 

0,300 

0,670 

0,720 

Не опр. 

0,034 

0,200 

12,300 

0,074 

0,011 

0,100 

0,008 

0,137 

Не опр. 

99,86 

Гидрооксиды Mn (оксигидрат Mn) представлены двумя минеральными видами 

- асболан-бузеритом и бернесситом. Главным компонентом бернессита является 

MnO

2

, с которым ассоциируют Ni, Со, Mo, Cu, Zn. Вместе с Mn эти элементы 

образуют парагенезис (табл. 8.6). 

Бернессит является гидрооксидом Mn сложного состава со слоистой 

структурой. Между двумерно-непрерывными слоями Mn-O октаэдров (в межслоевых 

промежутках) содержится Н

2

O и межслоевые катионы разной валентности, которые 

по величинам ионных радиусов разделяются на две группы: (Na

+

, К

+

, Са

2+

) и (Со

3+

, 

239 

Fe

3+

, Mn

3+

, Mn

2+

, Zn

2+

 и др.) По данным спектрального анализа (содержание Ca > 

1%) и рентгеноструктурного анализа (параметр ячейки а = 0,284, с = 0,742 нм) 

пещерный бернессит является кальциевым. У К и Na - разновидностей параметр 

элементарной ячейки ниже. Формула бернессита, выведенная Э. А. Янчуком имеет 

вид: 

Ca

 0,60

 К

 0,07

 Ni

 0,08

 Mn

3+1,43

 Mn

4+5,57

 O

14

 • 5,9 Н

2

O 

Ионы трехвалентного марганца в составе минерала компенсируют избыточный 

положительный заряд, обусловленный вхождением в его межслоевые промежутки 

элементов Ca, К, Ni. Особенностью пещерной разновидности бернессита является 

также значительное количество в нем Ni, а также присутствие в значительном 

количестве Zn, Co, Cu, Mo. 

Средние содержания металлов в отложениях пещеры Золушка, 10

-2% 

(по С.Волкову и др., 1987) 

Таблица 8.6 

Элемент 

Гидрооксиды Mn 

Гидрооксиды Fe 

Пещерные глины 

Ti 

V 

Со 

Ni 

Cu 

Zn 

Mo 

4,37 

0,37 

3,49 

42,48 

1,79 

5,08 

2,78 

0,84 

0,11 

2,31 

2,37 

0,49 

1,66 

0,44 

22,53 

0,66 

0,08 

0,24 

0,47 

0,46 

0,08 

Во многих случаях, гидрооксиды Mn состоят из смеси асболан-бузерита и 

бернессита (10 А-манганита и 7А-манганита) (табл. 8.5). По мнению Ф. В. Чухрова и 

др. (1983) асболан-бузерит является первичным минералом, который превращается 

в бернессит вследствие частичной дегидратации. В составе гидрооксидов Fe и Mn, 

особенно в бернессите, в значительном количестве присутствует органическое 

вещество (табл. 8.7). 

Следует отметить, что по своему составу и структуре железо-марганцевые 

образования Золушки весьма близки к океаническим. В последних, к примеру, также 

не реализуются минеральные фазы гидроксидов Fe. Океанические гидроксиды Mn 

в них также представлены асболан-бузеритом и бернесситом (см., например, Чухров 

и др., 1979; Штеренберг и др., 1984; и др.). Примером океанического бернессита 

(для сравнения с пещерным) может служить тихоокеанский. Его структурная форму­

ла имеет вид (Чухров и др., 1985): 

жүктеу/скачать 15,58 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: