Глава 11. Происхождение и возраст пещеры
11.1. Спелеогенетическая модель
Пещера Золушка - «детище» напорно-восходящего транзита подземных вод
через гипсовый слой к местному эрозионному базису - р. Прут. В этом плане ее
происхождение в целом вписывается в развиваемую, для региона в частности,
теорию формирования лабиринтовых пещер в артезианских условиях (Климчук,
Рогожников, 1982, Климчук, Шестопалов, 1990, Климчук, Андрейчук, Турчинов, 1995,
Klimchouk, 1986, 1992, 2000, 2003 и др.). Соответствуя принципиальным положениям
артезианской теории в целом, спелеогенетическая история Золушки характеризу
ется определенными особенностями, в том числе - дискуссионного характера.
Многочисленные факты, прежде всего, морфологические (см. главу 4) и
седиментологические (глава 8), указывают на формирование пещеры в
артезианских условиях - снизу, от водообильных песчаниково-карбонатных пород
нижнего бадения и сеномана. Находящиеся под большим (десятки метров) напором
пластовые подземные воды, в процессе гидравлического раскрытия днищем Прута
глинистой покрышки активизировались, началось их сквозное (через гипсы)
движение, что привело к сравнительно быстрому коррозионному расширению
трещинного пространства и образованию крупных полостей. Роль структурных
предпосылок, а также производной от них гидродинамической конкуренции,
сыгравших главную роль в морфогенезе пещеры, была рассмотрена ранее (глава 4).
Попробуем, опираясь на имеющиеся данные, как литературные, так и собст
венных исследований, восстановить принципиальные моменты истории развития
пещеры, базируясь на следующих принципах.
1. Исторический принцип. Предполагает рассмотрение истории формирования
пещеры на фоне геологической истории региона с учетом важнейших палеогео
графических событий.
2. Принцип унаследованного развития. Подразумевает учет при рассмотрении
истории формирования пещеры предшествующих эпох карстообразования и
возможное влияние (непосредственное и опосредованное) их морфо- и
седиментологических «следов».
3. Принцип локальности. Обязует исходить в спелеогенетических построениях,
прежде всего, из локальных условий, учитывающих местные сочетания условий
спелеогенеза, которые часто имеют не меньшее значение, чем общий региональный
фон и определяют специфику спелеогенетического выражения более общего
(например, регионального) процесса спелеогенеза.
11.2. Этапы формирования и возраст пещеры
В истории развития карста района Золушки и, соответственно, в спелеогенезе
мы выделяем несколько этапов, в разной мере условных, характеризующихся теми
или иными особенностями развития карста.
1. Среднебаденский.
2. Верхний бадений - нижний сармат.
3. Средний сармат - мезоплейстоцен.
4. Неоплейстоцен - голоцен.
5. Современный.
284
11.2.1. Среднебаденский этап
Наблюдения в Золушке, в карьерах и обнажениях Прут-Днестровского между
речья дают основания предполагать, что между осаждением гипсов и ратинских
известняков имел место кратковременный (?) перерыв, во время которого поверх
ность гипсового осадка осушилась и подверглась некоторому воздействию
экзогенных процессов - выветривания, растворения, эоловых и т.д. На это
указывает наличие отчетливой границы между кровлей гипсов и подошвой ратинских
известняков, частично - неровный характер этой границы, наличие на контакте
между ними прослоев глинистых и др. отложений (см. главу 3). (Последние, правда,
имеют иногда эпигенетический характер, указывающий на связь с преобразованием
гипсов в известняки - баритовая и целестиновая минерализация, серное
оруденение).
В пользу перерыва свидетельствует также наличие сети трещин в гипсах
(глава 4), на первичный характер которых указывает преобладание трехлучевых
смыканий. Контракционные трещины, глубоко проникающие в толщу гипсов, вряд ли
могли формироваться под покровом известняков, изолировавших гипсы от
воздействия внешних агентов. Еще один аргумент в пользу перерыва - заполнение
первичных трещин, их кольматация (образование кулис), которая могла только
предшествовать осаждению известняков.
К сожалению, вопрос о перерыве освещен в региональной геологической и
карстологической литературе довольно слабо, а предлагаемые доказательства
перерыва часто противоречивы (Кудрин, 1966, Бобровник, Головченко 1969,
Дублянский, Смольников, 1969, Перцович 1969, Ломаев, 1970, 1979, Савчин,
Остьянова, 1972, Дублянский, Ломаев, 1980, Климчук, Рогожников, 1982). Согласно
A. A. Ломаеву (1979), «лагуны тортона после осаждения гипсов и ратинских
известняков на значительных территориях были осушены, и на голой поверхности
гипсов и ратинских известняков происходил интенсивный карстовый процесс...
Гипсы карстуются сравнительно быстро, часть известкового покрова была смыта,
местами его вообще не было. Оформилась карстовая поверхность Среднего
Приднестровья с колодцами, воронками и подземными полостями» (с. 104). Как
видно, из данной цитаты трудно извлечь однозначную информацию по
интересующему нас вопросу («...гипсов и ратинских известняков» ?). Однако, тот же
автор отмечает и конкретный факт закарстования поверхности гипсов - при
отсутствии покрова ратинских известняков - у с. Завалье, на левом берегу Збруча
(спорный - устное сообщение А. Б. Климчука). Не очень убедительно выглядят
упоминания по данному вопросу и других авторов.
А. Б. Климчук, опираясь на данные исследований в районе серных
месторождений Предкарпатья, а также наблюдений на других участках региона
пришел к выводу, что неровный, закарстованный контакт гипсов и ратинских
известняков является следствием межпластового закарстования, а также
гидрогенного замещения гипсов кальцитом (Климчук, 1997). По его мнению,
подобный отчетливо выраженный характер контакта формируется в условиях
напорного водоносного комплекса, за счет межпластовой циркуляции вод и
сопутствующего растворения. В условиях застойного режима определенную роль в
растворении гипсов на контакте с известняками могут играть также процессы
сульфатредукции, сопровождающиеся приобретением водами некоторой
агрессивности по отношению к гипсам.
Таким образом, как в подольской, так и в буковинской частях Подольско-
Буковинского региона, отмечаются несогласия в залегании ратинских известняков на
285
гипсах, указывая тем самым, с одной стороны, на палеогеографическую
возможность перерыва в осадконакоплении, с другой - на возможное закарстование
контакта в более поздние эпохи. При этом, главным свидетельством перерыва
являлись бы первичные трещины в гипсах с литифицированным заполнителем (если
действительно заполнитель имеет «наружную» - сверху, а не «внутреннюю» - снизу,
см. главу 8, природу). Наличие же перерыва, в свою очередь, может
свидетельствовать в пользу хемогенно-морского, а не эпигенетического
происхождения известняков в данном районе. (Это обстоятельство не исключает
наличия в районе участков и зон с известняковыми «раздувами», связанными с
метасоматическими процессами в гипсах).
Если «концепция первичных Трещин» в гипсах верна, следовательно, перерыв
имел место, возникают закономерные вопросы: насколько длительным он был и что
его характеризует?
Из факта, что в период осаждения гипсов господствовал теплый и влажный
климат следует, что перерыв должен был быть в геологическом смысле очень
кратковременным, так как поверхность гипсов, по крайней мере в районе пещеры,
не успела подвергнуться существенному закарстованию, несмотря на высокую
растворимость гипса и весьма благоприятные внешние условия. Закарстованию, а
точнее - коррозионному расширению, могли подвергнуться лишь первичные
трещины. На это указывают неровные (рельефные, с раздувами) стенки кулис в
пещере - слепки первичных трещин. В некоторых случаях ширина трещин,
определенная по толщине кулис, превышает 30 см, но обычно меньше.
Можно предполагать, что после образования инициальной сети («паутины»)
первичных трещин процесс их контракционного расширения протекал в условиях
периодического воздействия атмосферных вод, подрастворявших время от времени
их стенки. Со временем, после прекращения контракционного роста, главную роль в
дальнейшем расширении трещин играл процесс коррозии. Периодичность и
интенсивность процесса определялась климатическими условиями. Во время
дождевого сезона имело место их расширение инфильтрирующими и, главное
стагнирующими водами, в сухой - осушение и заполнение пылевым, алевритовым и
мелкопесчаным эоловым материалом, приносимом на поверхность оголенной
гипсовой пустыни с «берегов». На то, что растворение стенок трещин происходило
за счет застойных вод, заполнявших трещины, указывает отсутствие на поверхности
кулис вертикальных ребер и желобов - «отпечатка» карровых форм на стенах
трещин.
Отмеченные выше обстоятельства указывают на то, что перерыв в
осадконакоплении перед отложением ратинских известняков должен был быть в
районе пещеры весьма кратковременным - от нескольких десятков до нескольких
сотен лет (?).Трансгрессия моря, наступившая после перерыва (как следствие
продолжающихся циклических опусканий в соседнем Предкарпатском прогибе),
обусловила проникновение морской воды в трещины и цементацию заполнившей их
(целиком или частично) песчано-алеврито-пылевой смеси «морским» карбонатом
кальция, тем же, из которого начали формироваться ратинские хемогенные извест
няки. Тем самым, первичные трещины оказались наглухо «законсервированными»
под слоем известняков. Главные этапы предполагаемого процесса формирования
трещин и их заполнения отражены на рис. 11.1.
Ввиду кратковременности этапа, включая также период образования ратинских
известняков, а также морского режима территории, тектонические силы не могли
еще проявиться тем или иным образом в гипсах.
286
Э т а п
Краткая
характеристика этапа
Завершение осаждения гипсов,
стратификация гипсового осадка
по плотности
Обнажение поверхности гипсов, их
консолидация (перекристаллизация
с укрупнением размера кристаллов),
образование трещин усыхания (медлен
ный рост) вследствие потери осадком
влаги, их углубление до уровня обезвожен
ных (раскристаллизованных) слоев
Воздействие на поверхность гипсов
атмосферных осадков, коррозионное
расширение первичных трещин, их
заполнение рыхлым песчано-алеври-
товым эоловым материалом,
частичная гипсофикация (тонких)
Обводнение поверхности
(наступление моря) и трещин,
их кольматация известковым
материалом
Осаждение карбоната кальция
и образование слоя ратинских
известняков, погребение запол
ненных трещин, их цементация
Рис. 11.1. Предполагаемая схема условий формирования заполнителя трещин
в гипсах, а также слоя ратинских известняков в районе пещеры Золушка
287
11.2.2. Верхний бадений - нижний сармат
Верхний бадений и следующий за ним нижний сармат был в регионе, и в районе
пещеры в частности, периодом тектонических опусканий, связанных с формиро
ванием соседнего предгорного прогиба. В опускания была вовлечена платфор
менная окраина, однако их интенсивность в направлении от прогиба к платформе
уменьшалась. Уменьшение амплитуды опусканий в отмеченном направлении нашло
свое выражение в уменьшении мощностей морских терригенных баден-сарматских
глин - от 600-800 м и более в прогибе, до нескольких десятков метров на Подолии.
Характеризуемый этап по отношению к карсту в гипсах и, соответственно, спе
леогенезу, был длительным и пассивным. Однако на его протяжении возникли
обстоятельства, в существенной мере предопределившие особенности и предпо
сылки карсто-и спелеогенеза на последующих этапах. Первое обстоятельство
касается тектонических движений. Как известно (Гофштейн, 1979, Дублянский,
Смольников, 1969, Ломаев, 1979, Андрейчук, 1984, 1987, 1988 и др.), на протяжении
отмеченного периода, в связи с формированием прогиба в процесс опускания была
вовлечена платформенная окраина, что выразилось в образовании серии крупных
сбросов, разбивших ее на несколько более или менее крупных «ступеней»
карпатского ( С З - Ю В ) простирания с незначительным количеством поперечных
разрывов. Площади ступеней - тысячи и десятки тысяч км
2
, т.е. региональный
масштаб. Район пещеры располагается в пределах одной из крупных ступеней.
Естественно, что ввиду масштабной несоизмеримости региональных
тектопроявлений и местных условий (район пещеры) события эти никоим образом не
отразились на условиях карстообразования в районе пещеры. Образованию
ступеней (первичные напряжения) сопутствовало образование трещиноватости с
выраженным СЗ вектором (длинные трещины и разрывы), однако трещиноватость
эта имела приразломный локальный характер, а отрицательный знак тектонических
движений не способствовал ее раскрытию или образованию сетей трещин внутри
ступеней.
Второе обстоятельство касается накопления в морских условиях огромных
(сотни метров) толщ слоистых, преимущественно глинистых, водонепроницаемых
(слабопроницаемых) осадков, перекрывших гипсы мощным «экраном»,
изолировавшим их в значительной степени от поверхностных вод и «запечатавшим»
на долгое время водоносные горизонты в подстилающих трещиноватых породах
мела, девона и силура. Именно наличие мощной водонепроницаемой покрышки над
гипсами и водопроницаемых пород под ними предопределило впоследствии
формирование специфических (артезианских) условий в районе (высоконапорные
подземные воды), сыгравших определяющую роль в карсто- и спелеогенезе.
11.2.3. Средний сармат - мезоплейстоцен
На рубеже раннего и среднего сармата завершилось формирование Предкар-
патского прогиба и начиная со среднего сармата в районе пещеры, как и в целом
регионе, знак тектонических движений изменился на положительный. Общее
поднятие территории, охватившее регион, привело к неуклонному отступанию
сарматского моря на юго-восток. За отступающим бассейном формируется (вытяги
вается) первичная речная сеть (пра-Днестра и пра-Прута) в виде блуждающих по
плоской аккумулятивной равнине потоков. В позднем сармате море окончательно
покидает регион. В связи с активными поднятиями (в Карпатах), в прогибе и на плат-
288
форменной окраине оживляются разломы СЗ направления. Поднятия обуслов
ливают возникновение напряжений сжатия (в отличие от опусканий, приведших к
разрывам), давления от орогена - в направлении платформы, в связи с чем в
осадочной толще (в т.ч. в гипсах) возникают пологие складки, как например, в
покутской части региона. В районе Золушки, существенно (десятки км) удаленном от
прогиба, пликативные дислокации осадочной толщи не проявились.
В плиоценовое время имели место две серии поднятия-стабилизации
территории, в целом незначительные по интенсивности и амплитуде, приведшие к
окончательному оформлению бассейнов Днестра и Прута и формированию их VII и
VI террас.
Эоплейстоцен ознаменовался в геологической истории региона как период
довольно интенсивных, и главное - дифференцированных эпейрогенетических
поднятий, приведших к формированию поперечных (к карпатскому направлению)
разрывов (на границе участков с разной интенсивностью поднятий), разбивших СЗ
ступени на отдельные блоки-«клавиши». Неравномерный в масштабе региона
характер поднятий обусловил последовательное дробление толщ на блоки, сначала
более крупные (макроблоки), а затем более мелкие. С конца эоплейстоцена восхо
дящие тектонические движения приобретают блоково-дифференцированный
характер.
Процессу блоковой дифференциации региона, суть которого - в возникновении
поперечных к карпатскому (СЗ) направлению нарушений и разрывов - сопутствует
развитие трещиноватости, на этот раз, преимущественно северо-восточного (соот
ветствующая напряжениям) направления.
Наряду с образованием новых тектонических трещин, в гипсах имеет место
оживление первичных трещин, дробление их заполнителя, раскрытие (на контакте с
породой) и формирование вторичной структурной проницаемости. Оживляются
преимущественно трещины СВ или близкой к ней ориентации, происходит
«тектонизация» первичной сети - геометризация, соединение трещин в
зигзагоподобные ряды, рассечение целиков, возникновение крупных, собственно
тектонических разрывных зон (микроблоковых), возникновение порядковой
структуры сети и т.д. Именно это время ответственно, на наш взгляд, за подготовку
гипсового слоя в аспекте его структурной проницаемости к предстоящей позже
проработке. Отмеченные процессы формирования проницаемости гипсов (в
вертикальном направлении) продолжались и в мезоплейстоцене, однако их
интенсивность постепенно снижалась, как в связи с ослаблением интенсивности
поднятий (30 м против 80-100 в эоплейстоцене), так и в результате сработки
напряжений во время эоплейстоценового дробления региона.
Важным с точки зрения карсто-спелеогенеза аспектом плиоцен-плейстоценовой
(до неоплейстоцена) истории региона в целом и района пещеры - в частности, было
развитие речной сети и, как следствие, механическая денудация, последовательно
размывавшая толщи баден-сарматских глин и неуклонно снижавшая их мощность.
Особенно активно процессы размыва происходили в эо- и мезоплейстоцене - в
связи с активизацией тектонических поднятий. В конце эоплейстоцена Днестр начал
«врезаться» в скальные породы и формировать каньоноподобную долину. К концу
эоплейстоцена мощность баден-сарматского покрова в подольской части региона
уменьшилась настолько, что в днищах притоков Днестра, заложенных по разломам,
она не превышала нескольких десятков метров, вследствие чего имело
место гидравлическое раскрытие миоценовых водоносных горизонтов и активизация
водообмена (Климчук, Шестопалов, 1990). С этого времени началось формирование
(активная фаза) крупнейших подольских пещер-лабиринтов, завершившееся в
289
целом к середине мезоплейстоцена. С этого момента сосредоточимся на событиях в
припрутской части региона, где расположена пещера, поскольку здесь карсто-
спелеологические события развивались далее по иному сценарию.
Для долин Днестра и Прута, расположенных на незначительном (25-45 км)
расстоянии друг от друга, характерно синхронное развитие террасовых комплексов.
Однако из-за разного удаления от прогиба (Днестр дальше) их долины развивались
в разных геологических условиях. Начиная с V террасы (конец эоплейстоцена)
Днестр врезается в скальные породы. К настоящему времени он сформировал
глубокую (180-220 м) каньонообразную долину с серией внутриканьонных террас (V-
I). На участке Среднего Приднестровья он вскрывает толщи девона, силура и даже
старшего возраста (венд).
Прут же, расположенный ближе к прогибу, с погруженными гипсами и мощной
толщей глинистых баден-сарматских отложений, до сих пор формирует свою долину
в упомянутых глинистых толщах, что определяет ее форму (широкая, террасиро
ванная, наличие крутого правого берега, обилие оползней и т.д.) и гидрологические
условия разгрузки нижележащих водоносных горизонтов (отсутствие). Лишь в
районе пещеры (южная часть Хотинско-Мамалыжского макроблока) русло реки
вскрывает в настоящее время гипсы (уровень II террасы).
Попробуем ниже восстановить последовательность карсто- и спелеогене-
тических событий в районе пещеры в новейшее время, опираясь на региональные
палеогеографические разработки (Гофштейн, 1979, Куница, 1966, 2007; и др.).
11.2.4. Неоплейстоцен - голоцен (Q
3
- Q
4
)
Начало неоплейстоцена в Припрутье характеризовалось стабилизацией
тектонических движений. В условиях относительного покоя русло Прута, подмывая
правый, южный берег, медленно смещалось к югу, увеличивая площадь пойменной
(ныне поверхность ІІІ-ей) террасы. Боковое смещение русла происходило, по-
видимому, достаточно быстро, поскольку слоистые баден-сарматские отложения
легкоразмываемы. Разрушению берега способствовали оползневые процессы, столь
характерные для отложений этой формации во всем прикарпатском регионе. В
тектонически стабильных условиях неоплейстоцена сформировался аллювий
третьей террасы с отчетливо выраженным двучленным строением (пойменная и
русловая фации) (рис. 11.2-1).
Период стабилизации продолжался сравнительно недолго и сменился новым
циклом поднятий. Усилилась глубинная эрозия (сменившая боковую), Прут снова
начал врезаться в баденские аргиллитоподобные отложения. Началось
формирование уступа III террасы (рис. 11.2-2А). К этому времени русло реки
оказалось над разломно-сбросовым нарушением (см. главу 3). По-видимому, именно
в это время имело место гидравлическое раскрытие залегающего под толщей глин
баден-сеноманского водоносного комплекса. Раскрытию способствовали следующие
обстоятельства:
1. Сравнительно небольшая (25-40 м) мощность глинистого «экрана» между гипсами
и днищем реки;
2. Дезинтеграция отложений (разрывы, дробление и т.д.) в зоне нарушения,
предопределившая их потенциальную проницаемость, хоть и очень слабую, по
вертикали; оживление нарушения (блоково-дифференцированный характер
поднятий).
3. Пестрый, существенно карбонатный характер слоистого «пирога» верхне-
баденской толщи в ее нижней, на контакте с ратинскими известняками, части,
290
переслаивание глинистых осадков с известняками и песчаниками, что повышало ее
проницаемость «снизу».
Раскрытие (процесс, но не акт!) обусловило активизацию водообмена в баден-
сеноманском водоносном комплексе. Находящиеся под большим давлением (напор
предположительно до 40 м и более - по аналогии с нынешними условиями в
соседних гидрогеологически закрытых блоках - Андрейчук, 1988) подземные воды
стали разгружаться в днище реки, в русловый аллювий. Вначале процесс этот был,
по-видимому, медленным, но по мере эрозионного углубления русла и проработки
путей восходящей фильтрации его интенсивность возрастала. Гипсовый слой,
являвшийся «полупрепятствием» на пути восходящей разгрузки начал избирательно
(в наиболее раскрытых трещинах) прорабатываться ищущими выхода вверх
напорными водами. Естественно, что такая проработка сосредотачивалась, прежде
всего, в зоне нарушения, а также вблизи нее (первые сотни метров). Использо
вались, прежде всего, чисто тектонические трещины, более раскрытые и неза-
кольматированные. Расположенные в зоне нарушения трещины развивались
быстрее в связи с благоприятными условиями разгрузки. В более удаленных (на те
же первые сотни метров) трещинах, ввиду отсутствия «сводовой» разгрузки имело
место образование под покровом ратинских известняков «слепых», замкнутых,
разобщенных пустот. Ввиду высокой минерализации вод увеличение их размеров
(расширение в верхней части) происходило медленно. С определенного момента
(величины) рост полостей сопровождался прогибанием свода, что привело к
возникновению деформаций в покровной толще (рис. 11.2-2Б). Деформации
(карстовые, экзотектонические и т.д.) - весьма характерный элемент геологического
разреза перекрывающих, надгипсовых отложений (рис. 3.20), но в ограниченной
зоне, тех же первых сотнях метров от нарушения или уступа третьей террасы. Они
наблюдаются по всему периметру карьера (рис. 11.3), постепенно затухая вглубь III
террасы - по направлению к IV (рис. 11.2-2Б).
Примечательно, а это хорошо видно в карьере, что дислокации не имеют
непосредственной связи с полостями современного лабиринта. В пещере также не
наблюдается участков с видимыми деформациями отложений в сводах (например,
на участках обнажения подошвы ратинских известняков).
Под складками (синклинальными) в кровле гипсов не прослеживается пустот,
заполненных инородным или обрушившимся материалом. В синклинальных углубле
ниях складок перекрывающие ратинские известняки и глинисто-карбонатные
образования пликативно, почти без разрывов, «ложатся» на неровную поверхность
углублений в кровле гипсов. Это обстоятельство подтверждает тезис о медленном
росте пустот под слоем известняков в сводовой части «избранных» трещин - под
давлением снизу - с сингенетическим прогибанием сводов над ними.
Так закончился начальный этап коррозионной проработки гипсов, приведший к
образованию дислокаций в покровной толще и, тем самым, ликвидации
«подратинских» полостей. Следует, однако, учесть, что карстово-тектонические
дислокации имеют локальный характер, образуя зону (примерно от уступа III-ей
террасы до карьера - рис. 11.4), примыкающую к нарушению. Известные же на
сегодняшний день полости лабиринта (незаполненные) располагаются от карьера
вглубь, под IV террасу, покрываясь с зоной дислокаций лишь частично (южная
периферия). На участке пещеры, прилегающей к карьеру (районы Заблудших,
Привходовый) рассчитанные коэффициенты закарстования не учитывают
невидимых полостей характеризуемого этапа развития пещеры и в
действительности должны быть существенно выше. Это обстоятельство весьма
неблагоприятно для добычи гипса. Если бы карьер расположить на несколько сотен
292
метров далее в направлении IV-ой террасы, выход полезного ископаемого был бы
значительно большим.
Рис. 11.3. Карстообусловленные деформации пород надгипсовой толщи:
А - экзотектонические складки в северо-восточном борту карьера, Б - складка крупным планом, В -
фрагмент вкладки - крыло с моноклинальным залеганием слоев (фото С.Волкова)
На «молодой» возраст карстования указывает факт локализации дислокаций в
разрезе покровной толщи: помимо глин они прослеживаются, особенно в случае
более крупных складок, также в террасовых образованиях - песчано-гравийных и
даже суглинистых. К верху складки постепенно выполаживаются. В нескольких
случаях, при осмотре вскрышных стен карьера, автором наблюдались деформации,
не прослеживающиеся в террасовых отложениях. Ввиду неотчетливости разреза
трудно было оценить однозначно, связано ли отсутствие дислокаций в субаэраль-
ной толще с их затуханием или действительно имеет место как таковое. В этом
случае следует немного отодвинуть назад (к моменту завершения формирования
аллювия ІІІ-ей террасы и началу формирования ее уступа) момент гидравлического
раскрытия водоносного комплекса. Вопрос этот нуждается в уточнении (обстоятель
ное обследование вскрышного разреза в карьере), хотя принципиально не изменяет
последовательности и сути описываемых событий.
Помимо «неудачи» в спелеогенетическом отношении, этап формирования
уступа ІІІ-ей террасы, вскрытия водоносного комплекса и первой активизации
водообмена, сыграл важную роль в увеличении проницаемости гипсов. Несмотря на
то, что карстованию подверглись избранные трещины, остальное большинство из
них, прежде всего, тектонически оживленные первичные трещины, в условиях
напора также увеличили (в разной степени) свою проницаемость. Возможно, уже на
293
Рис. 11.4. Зонирование участка пещеры по характеру закарстования гипсового
слоя:
1 - зона предполагаемого развития полостей вдоль разломной долины р. Пацак, 2 - зона наложения
крупных галерей (участков сосредоточенной разгрузки) и периферийной части зоны надгипсовых
деформаций, преимущественно заполненная, 3 - зона карстобусловленных пластических деформаций
надгипсовых пород, тяготеющая к нарушению
этом этапе наиболее проницаемые из них, равно как и зоны микроблоковых
нарушений, получили определенное коррозионное раскрытие.
В отличие от смежных с нарушением участков, непосредственно в зоне
нарушения, где сосредотачивалась восходящая разгрузка подземных вод, гипсы
подвергались весьма существенному разрушению. Карстование происходило как по
трещинам, так и, главным образом, в основании слоя. В связи с этим имело место
медленное оседание глинистых подрусловых толщ - синхронно растворению гипсов
под ними. Оседание ускорило процесс углубления днища в верхней части разреза, а
в нижней привело к заполнению проседающими глинами зоны нарушения (часто с
ненарушенным или слабонарушенным залеганием). Такие участки на современных
разрезах, пересекающих зону нарушения, выглядят «нелогично» с точки зрения
294
геологов и служат поводом для предположений о палеодолинах и т.п. На рис. 2.15
приведен упрощенный геологический разрез, составленный по материалам разве
дочного бурения вдоль железной дороги (рис. 2.14, глава 2). Разрез повторяет
изгибы пути, поэтому, несмотря на продольный (согласный с простиранием наруше
ния характер) «подсекает» его в нескольких местах, выявляя участки полного
прокарстования гипсов до подошвы. Такие участки - это своеобразные заполненные
осевшими глинами «окна», в месте которых сосредотачивалась разгрузка напорных
вод в зоне нарушения. В одном из них (в левой части рисунка), возможно связанным
с поперечным нарушением (см. главу 2), глины лежат на 8-10 м ниже подошвы гип
сов, т.е. среди разрушенных карстом известковистых песчаников. Мощность глин в
«окнах» составляет 20-27 м и может указывать на минимальную мощность толщи
под днищем реки в момент гидравлического открытия водоносного комплекса.
В условиях замедления глубинной эрозии русло Прута постепенно смещалось к
югу, формируя аллювиальный комплекс отложений II-ой террасы (рис. 11.2-3),
постепенно погребающий следы предыдущего этапа. Как следует из рисунка, запол
ненные окна в гипсах (в зоне нарушения) перекрыты аллювием II-ой террасы (2-5 м
гравийно-галечных и 3-5 м илистых образований), который «запечатал» сверху осев
шие в зоне нарушения фрагменты баденской глинистой толщи в местах коррози
онного уничтожения гипсов снизу.
На фоне продолжающихся поднятий русло Прута не только смещалось к югу,
но и постепенно углублялось, увеличивая мощность песчано-гравийного материала.
Под водонасыщенным аллювием продолжается карстование гипсов «сверху», в
результате чего их поверхность снижается (под II-ой террасой мощность гипсового
слоя на 3-5 м ниже, чем под III-ей ). Покров ратинских известняков здесь также
отсутствует - размыт и превращен русловыми водами в глыбово-галечный
компонент гравийно-галечной смеси. Площадное разрушение кровли гипсов компен
сируется обильным осаждением глинистого и илистого материала, формирующего
пойменную фацию, включая илистый материал стариц (рис. 11.2-3).
Таким образом, в момент формирования второй террасы, несмотря на
гидродинамическое функционирование комплекса (восходящая разгрузка напорных
вод), имели место процессы заполнения (кольматации) зоны нарушения. Из
наиболее проницаемой (по вертикали) зоны она превратилась для горизонтально
движущихся к нарушению подземных вод в своего рода прерывистый барраж.
Поскольку днище Прута все еще располагалось над самой кровлей гипсов, но
сместилось на 100-300 м к югу от погребенной зоны нарушения, в толще гипсов к
северу от нее (в сторону пещеры) водообмен несколько замедлился.
Новый этап активизации карста начался с момента врезания днища Прута в
кровлю гипсов и формирования уступа II-ой террасы (рис. 11.2-3). Достигнув кровли
гипсов ниже нарушения, где гипсы залегают на 5-7 м ниже, чем в пещерном блоке,
русло Прута оказалось на уровне галерей верхнего (еще существенно не
расширенного) яруса пещеры, создав идеальную предпосылку для новой активиза
ции водообмена. Частичное закрытие зоны нарушения оставило подземным водам
две возможности для разгрузки - через гипсовые «коридоры» - целики между
заполненными глинами участками и более предпочтительную - поверху - через
аллювий второй террасы. В таких условиях мощный гидродинамический импульс
получил латеральный вектор разгрузки: восходящие по гипсам подземные воды по
достижению уровня верхних галерей (расширенные сечения) могли перемещаться
горизонтально, разгружаясь непосредственно в русловый аллювий II-ой террасы, а
через него - в днище Прута (рис. 11.2-3). Частично воды разгружались, по-
видимому, и по целикам-коридорам (на это указывают карстовые формы на
295
поверхности, т.е. на II и I террасах), однако по мере проработки верхних каналов
стока, значение этой составляющей уменьшалось. Именно в этот период - конец
неоплейстоцена - имела место основная фаза спелеогенеза на участке
«современной» Золушки, связанная с возникновением весьма благоприятных
условий для разгрузки вод. При движении напорных вод по трещинам происходило
дальнейшее разрушение частично раздробленного (при тектонических подвижках) и
дезинтегрированного растворением (первый этап активизации - при гидравлическом
вскрытии комплекса) заполнителя трещин - кулис. По мере коррозионной
проработки трещин и формирования полостей песчано-глинистый материал кулис (с
частично выщелоченным известковым цементом) накапливался в основании
трещин и днищах ходов, формируя первый, нижний слой пещерных отложений -
карбонатных суглинков (см. Главу 8).
В голоцене (рис. 11.2-4), в связи со стабилизацией тектонических поднятий,
русло Прута постепенно смещается к югу, удаляясь от зоны нарушения и пещеры,
меандрирует, формируя I-ую террасу. Процесс этот продолжается и в настоящее
время. Паводковый характер реки время от времени обусловливает затопление не
только формирующейся поймы, но и первой надпойменной террасы. Связь реки с
пещерным блоком (гидродинамическая) ослабевает как вследствие глинистых
барражей в зоне нарушения, так и за счет разобщения гравийно-галечного слоя-
проводника (II-ой террасы) старичными формами, заполненными илом. От
поверхностного излияния разгружающиеся в галечники воды изолирует 3-5
метровый поверхностный слой илистых отложений пойменной фации II-ой террасы.
Наступает замедление водообмена в пещерном блоке и пещера превращается в
грандиозный коллектор карстовых вод с застойным режимом. В это время воды
пещеры приобрели свободную поверхность, т.е. потеряли напор. В связи с
замедленным водообменом минерализация вод стала повышаться, они потеряли
агрессивность. Вследствие обрушения сводов пещера стала заполняться
глинистыми отложениями, кольматирующими нижние части сечений пещерных
ходов. Коррозионные процессы проявляются локально - в местах вывалов
покровных отложений и проникновения грунтовых вод из террасовых отложений. В
застойных условиях накапливается сероводород. В пещеру снизу свободно
проникает метан, радон и другие эманации, пещера становится своеобразным
геохимическим «накопителем». На этом - современном, пассивном - этапе развития,
коллектор был вскрыт карьером и осушен откачкой, что вызвало целый ряд весьма
впечатляющих преобразований и ознаменовало собой начало нового весьма
интересного этапа в его развитии. Особенности периода развития пещеры в
условиях вскрытия карьером описаны в соответствующих главах при характеристике
тех или иных особенностей пещеры - обводнения, отложений, микроклимата и т.д.
11.3. Размеры пещеры
В связи с предложенной выше моделью спелеогенеза возникает закономерный
и важный вопрос: как велика пещера по своей площади - протяженности? Является
ли она локальным образованием, тяготеющим к нарушению и Пруту, предопреде
лившими гидродинамическую активизацию комплекса в зоне-радиусе нескольких
километров или разведанной частью более крупной системы? Если так, то насколько
более крупной?
296
Однозначно ответить на данный вопрос пока невозможно. Несомненно, пе
щерный лабиринт имеет существенно большие размеры, чем известная на
сегодняшний день закартированная его часть. Часть пещерной сети недоступна из-
за глинистого заполнения и обвалов, непроходимых сужений и т.д., часть уже
«съедена» карьером. Но если представленная в модели генетическая связь пещеры
с нарушением и рекой справедлива, то вряд ли лабиринт простирается далеко
вглубь междуречья, на север. Скорее всего, он выклинивается в этом направлении,
что собственно и наблюдается. Есть, однако, обстоятельство, позволяющее
предполагать значительное развитие его северо-западного крыла (см. план
пещеры), вытягивающегося вдоль долины р. Пацак.
Сопоставление данных разведочного бурения, данных по карьеру, материалов
бурения вдоль железной дороги и нескольких скважин в пойме Пацака с привязкой
кровли гипсов и другие признаки указывают, что долина этого притока Прута
тяготеет к поперечному (к Пруту) нарушению - грабенообразному понижению (см.
главу 2). Указанное нарушение могло сыграть роль дрены, активизировавшей
водообмен в зоне, прилегающей к нему (районы - Веселый, Голландский Сыр,
Геохимический, Дикий Запад и другие, еще не открытые). Явление это могло иметь
место на рубеже неоплейстоцена и голоцена, когда дренаж системы Прутом
замедлился. Имея на своем пути барраж (в зоне припрутского нарушения) они
двигались к боковому нарушению, а по нему - в аллювий 11-ой террасы. Так можно
объяснить ассиметрию пещерного плана и «вытягивание» его северного крыла
вдоль р. Пацак. Если отмеченное нарушение простирается далеко вглубь Прут-
Днестровского междуречья, вполне возможно, что оно «работает» с конца нео
плейстоцена по сегодняшний день как зона разгрузки вод в гипсах и подстилающих
породах, формируя пещерную сеть под днищем Пацака и в прибортовых частях
(рис. 11.4). Развитию сети-коридора могут способствовать наклонное залегание
гипсов (в сторону Прута), гидравлический уклон, наличие в верховьях прутских
притоков форм-поглотителей стока (даже у прут-днестровского водораздела),
дренирующее влияние карьера и другие факторы. На активность карста в разломных
зонах прутских притоков указывают наличие старых карстовых форм в их днищах,
например возле cc. Биливцы, Балковцы, а также периодическое появление новых
провалов. Один из них - возле с. Данковцы - удалось детально обследовать
(рис. 11.5).
Проникновение в полость, спровоцировавшую его образование, показало, что
морфологически она является частью обводненного лабиринта и физиономически в
значительной степени напоминает полости Золушки. Это же подтвердили данные
геофизических исследований, проведенные на участке провала (рис. 11.6).
Таким образом, не исключена возможность, что лабиринт Золушки протя
гивается вдоль разломной зоны Пацака далеко к северу. Ясно, что по мере удаления
от карьера полости пещеры, будут все менее проходимы как из-за уменьшения
размеров, так и, прежде всего, за счет обводнения.
Насколько эти соображения верны покажут дальнейшие исследования. В
любом случае представляет большой интерес изучение закарстования и
современных карстовых процессов под днищами прутских притоков. Вопрос этот
имеет не только местное, практическое, но и большое научно-теоретическое
значение - для развития теории спелеогенеза в платформенных условиях.
297
Рис. 11.5. Геологический разрез через Данковецкий провал (по материалам А.
Климчука, с упрощениями)
Рис. 11.6. Результаты геофизических исследований на участке Данковецкого
провала и их интерпретация (по материалам А. Климчука):
А - картосхема карстовых аномалий, Б - интерпретированный образ аномалий на рис. А, С - фрагмент
плана пещеры Золушка (для сравнения)
298
11.4. Золушка и региональные аспекты спелеогенеза
Большинство крупных лабиринтовых пещер Подольско-Буковинского региона,
таких как Оптимистическая, Озерная, Золушка, Кристальная, Вертеба, Атлантида,
Славка, Буковинка, Гостри Говды сформировалось в условиях артезианского режима
напорными водами. Активный этап спелеогенеза в них связан связан с восходящим
водообменом через гипсы в зонах пьезоминимумов, соответствующих
существенным топографическим понижениям, главным образом - речным долинам,
разрабатывающимся в слабопроницаемой глинистой покровной толще (Климчук,
1990 и др. работы)
Формирование лабиринтов происходило, главным образом, путем проработки
каналов восходящими водами, характер и механизм которой, а в конечном
результате - морфология лабиринта определялись структурными предпосылками -
особенностями трещинного пространства гипсов. Эта спелеогенетическая модель в
явном виде впервые была сформулирована для региона А. Б. Климчуком и получила
название «артезианской». Ее основные положения освещены упомянутым автором в
ряде публикаций, обозначенных в начале главы. Указания на напорно-восходящий
генезис полостей-лабиринтов региона, в частности Золушки, имеются также в
публикациях автора (Андрейчук, 1984,1987, 1988), в том числе, в соавторстве с А.
Климчуком (Климчук, Андрейчук, 1988, Климчук, Андрейчук, Турчинов, 1995, и
другие).
Региональная концепция спелеогенеза в закрытых условиях пришла на смену
существенно менее аргументированной концепции перетока вод по гипсам между
речными долинами В. Н. Дублянского и «маршрутной», ошибочной, известного венге
рского карстоведа Л. Якуча (Климчук, 1998). Проводимые в регионе исследования
предоставляют новые и новые доказательства правильности этой концепции. Ими
являются спелеогенетические модели, разработанные более или менее
обстоятельно для отдельных пещер ранее (Атлантида - Климчук, Рогожников, 1982,
Оптимистической - Климчук, Андрейчук, Турчинов, 1995). Предложенная в
настоящей работе модель спелеогенеза Золушки также вписывается в артезианскую
модель, хотя и не до конца следует некоторым ее важным положениям (см.
Проблемные вопросы генезиса пещеры) .
Насколько различаются между собой предложенные конкретно-пещерные
варианты общей модели? Вопрос этот будет обстоятельно рассмотрен в отдельной
совместной работе по карсту и пещерам региона, готовящейся к печати. Здесь же
ограничимся констатацией факта различий и утверждением, что они обусловлены
спецификой конкретных условий спелеогенеза в каждом отдельном случае. Главные
отличия спелеогенеза Золушки от подольских пещер-лабиринтов, заключаются в
следующем:
1. Структурные предпосылки спелеогенеза
На развитие пещерной сети Золушки и ее морфологию большое влияние
оказала кольматация первичных трещин в гипсах (кулисы), а также их последующее
тектоническое оживление, выразившееся в «тектонизации» сетей и формировании
вторичной проницаемости определенных направлений (трещин первичной сети). В
этой связи можно говорить о большей роли тектонического фактора в формировании
трещинного пространства в гипсах. Это подтверждается фактом меньшего удельного
веса трехлучевых смыканий пещерных ходов в Золушке по сравнению с подоль
скими пещерами, а также согласуется с очевидным тезисом возрастания тектони-
299
ческой активности территории (в т.ч. блоково-дифференцированных движений) по
мере приближения к карпатскому орогену.
В отличие от подольской части региона, в районе Золушки гипсовый слой
менее стратифицирован в литоструктурном и текстурном отношениях, отличается
большей однородностью и меньшей структурно-текстурной вариабельностью разре
за. В нем отсутствуют прослои инородных отложений (как, например, бентонитовый
слой на участке Оптимистическая-Озерная), разделяющих гипсовую толщу на части.
Это обстоятельство имело свои следствия в том, что на участке Золушки в слое
гипсов не оформилась в столь явном виде ярусность трещин, которая характерна
для Подолии. В Золушке трещиноватость имеет, прежде всего, двучленное
строение (см. Главу 4): верхняя зона (~10-15 м) более плотной трещиноватости
(проникающие в слой первичные трещины) и нижняя, менее плотной - тектонически
углубленных первичных трещин и собственно тектонических разрывов. Естественно,
граница зон нечеткая, так как первичные трещины проникали вглубь гипсов на
разную (хотя и сходную) глубину. На участках развития подольских лабиринтов,
ярусность трещин в гипсах выражена более отчетливо и коррелирует со структурно-
текстурными различиями разреза. Например, в районе пещеры Оптимистической
одной из четко выраженных поверхностей раздела ярусов является бентонитовый
слой. Он явился ограничителем развития первичных трещин вглубь и сыграл
большую роль в перекристаллизации гипсов. Ярусность сетей трещин в подольском
регионе сыграла весьма значительную роль в предопределении механизма
спелеогенеза и его морфогенетических следствий, существенно больше, чем на
участке Золушки.
2. Механизм спелеогенеза
Исследования в пещерах Атлантиде, Озерной, а частично и в Оптимисти
ческой, равно как и общая модель спелеогенеза в артезианских условиях,
предполагают рассеянное питание и одновременное формирование сетей
различных ярусов.
Это нашло свое морфогенетическое выражение в характере сообщения ходов
смежных ярусов через узкие проходы и колодцеобразные углубления. В Золушке,
где ярусность трещин выражена гораздо хуже и не имеет четкого раздела,
отсутствует структурно-предопределенная морфологическая ярусность как таковая,
зато имеется псевдоярусность (3 уровня в сечении «замочной скважины»),
отражающая гидродинамические и эволюционные обстоятельства циркуляции вод.
По всему разрезу полости пещеры имеют (в случае реализации) сквозной характер и
линейную структуру питающих очагов (от подошвы слоя). Морфологическое же
разнообразие и неоднородность пещеры на разных масштабных уровнях (от
отдельных элементов до сетей) обусловлены не только структурными неоднород-
ностями водопроводящего пространства, но и явлением гидродинамической
конкуренции.
3. Возраст
Золушка - существенно моложе своих подольских «сестер». Если возраст
последних (главной фазы спелеогенеза) связывается с началом эоплейстоцена
(Климчук, 1990, Климчук, Шестопалов, 1990), то Золушка сформировалась лишь в
конце неоплейстоцена. Таким образом, главные фазы спелеогенеза в подольском
регионе и на участке Золушки разделяет, по меньшей мере, 1.5 млн. лет. Кроме того,
300
Рис. 11.7. Сравнительные размеры Золушки и крупнейших гипсовых пещер
Подолии - Оптимистической и Озерной:
А - Оптимистическая, Б - Озерная, В - Золушка
301
Золушка оказалась пещерой, вскрытой, причем искусственно, на этапе обводнения,
в то время как подольские лабиринты давно развиваются в субаэральных условиях.
Естественно, они совершенно отличаются по этой причине по своему облику,
характеру происходящих процессов (аккумуляции, вторичной кристаллизации и т.д.),
особенностям микроклимата и т.д.
4. Размеры
По сравнению с подольскими лабиринтами, Золушка в целом отличается более
крупными размерами полостей (рис. 11.7). Возможно дальнейшие исследования в
подольских пещерах, например, в Озерной, опровергнут этот вывод, но на сегодняш
ний день это остается фактом.
Большие размеры пещеры возможно обусловлены следующими обстоятель
ствами:
- тяготением к крупной речной артерии, к региональной дрене, что предполагает
больший масштаб водообмена, чем в зонах притоков главных рек;
- наличием разломной зоны, предопределившей двуцикловую активизацию
водообмена на участке пещеры;
- техногенным ускорением водообмена на современном этапе.
Подольские лабиринты формировались в эоплейстоцене, характеризующимся
интенсивными поднятиями общей амплитудой 80-90 м. Поэтому, главная фаза
спелеогенеза в их развитии, равно как и нахождение в обводненных условиях, была,
по-видимому, существенно менее продолжительной, чем в Припрутье.
11.5. Проблемные вопросы генезиса пещеры
Предложенная модель формирования Золушки на фоне геологической истории
региона базируется на представлении автора о наличии в целом двух важнейших
этапов в развитии пещеры: весьма длительного, подготовительного - с начала
верхнебаденского времени и до начала неоплейстоцена, и собственно
спелеогенетического - геологически весьма кратковременного, двухфазного, но
ответственного в целом за формирование решающего (более 90%) объема полостей
(понятно, что оценка весьма условная).
На подготовительном этапе (доспелеогенном) формируется (изменяется,
развивается) структурное пространство гипсового слоя, но ничего спелеосущест-
венного в аспекте формирования пустотности (а не проницаемости!) на этом этапе
не происходит. В гипсовом слое постепенно-этапно развивается (изменяется)
сетевая проницаемость, достаточно неравномерная - с участками как прерывных,
так и непрерывных сетей (на участке прутского разлома). Обводнение гипсов весьма
слабое, слой ведет себя как водоупорный, разделяющий проницаемые
подстилающие породы (мергели, песчаники, известняки) и перекрывающие
трещиновато-плитчатые, также проницаемые, ратинские известняки. Отдельные
(наиболее раскрытые, тектонические) трещины в гипсах, а также - разломы,
«работают» в гидродинамическом плане, однако без существенных - ввиду высокой
минерализации подземных вод - коррозионно-пустотных следствий.
Существенные события начинают происходить в процессе гидравлического
раскрытия напорного комплекса - предположительно на этапе формирования III
террасы. Ввиду неравномерного (по эволюционным причинам - разная степень
разрушения кулис в трещинах, наличие зон приразломной трещиноватости,
залегание гипсов на слабопроницаемых мергелях или более проницаемых
302
песчаниково-карбонатных породах и т.д.) раскрытия сетей, на начальном этапе
имеет место явление гидродинамической конкуренции, но оно довольно быстро
теряет свое значение ввиду активного роста каналов (высокая растворимость
гипсов) в условиях стабильного напора и улучшающихся условий разгрузки
карстовых вод. Тем не менее, задав пространственную канву роста полостного
пространства, она предопределяет определенную инерционность в расширении
полостей (по мере расширения полостей эффект конкуренции резко ослабевает) и
оставляет по себе явные «унаследованные» морфологические следы в виде
пространственной неравномерности закарстования (см. главу 4). Этот период,
геологически короткий, но динамичный (с серией стадиальных изменений и
механизмов, в том числе начальной стадией, когда конкуренция действует)
ответственен за спелеогенез Золушки как таковой. В это время сформировалась
основная (более 50%) часть объемов пещеры. По мере снижения напора и перехода
комплекса (на границе неоплейстоцена и голоцена) в «режим свободной
поверхности» рост полостей продолжался, но, главным образом, в верхней части
слоя. За счет коррозионного воздействия вод, движущихся горизонтально к Пруту,
здесь происходило расширение «головок» вертикальных ходов и, окончательное
оформление их поперечного - «замочно-скважинного» профиля.
В голоцене пещерный лабиринт превратился в коллектор-накопитель
подземных вод с высокой минерализацией, восстановительными (сероводород)
условиями и наличием в воде большого количества растворенных (миграционно-
активных) соединений, прежде всего, железа и марганца.
Соответствуя концепции о ведущей роли в формировании пещеры напорных
(артезианских) вод и образовании пещеры (в основном) до вскрытия гипсов
эрозионной сетью, предложенная модель содержит положения, не соответствующие
некоторым базовым положениям теории артезианского спелеогенеза как таковой.
Согласно последней (Климчук, 2004), формирование полостей (коррозионное
расширение трещин) может происходить геологически эволюционно, на протяжении
достаточно длительного времени (ранняя артезианская стадия), что допускают как
модели водообмена в платформенных условиях (Водообмен..., 1989, Климчук,
Шестопалов, 1990), так и некоторые механизмы и особенности кинетики растворения
гипсов (Климчук, 1997, 2004). При раскрытии водонапорной системы и активизации
водообмена имеет место существенное, в том числе - скачкообразное, увеличение
размеров каналов (поздняя артезианская стадия), однако структура каналовой
системы при этом принципиально уже не изменяется. Т.е. спелеогенез имеет
эволюционную природу, хотя эволюция характеризуется наличием качественных
скачков, связанных с теми или иными кинетическими или гидродинамическими
причинами.
В предложенной модели спелеогенеза Золушки, ранняя артезианская стадия
принимается автором как подготовительная, на которой происходит, главным
образом, «созревание» структурной проницаемости. Водопроницаемое пространство
слоя, несмотря на возможное присутствие воды в трещинах, остается
функционально (как проводник) пассивным (отсутствие (?) агрессивности и условий
разгрузки). Спелеогенез как таковой начинается в момент активизации водообмена,
связанный с гидравлическим вскрытием напорного водоносного комплекса (не
путать со вскрытием карстующихся пород - что наступает гораздо позже и
характеризует финальную стадию спелеогенеза !).
Согласно теории артезианского спелеогенеза, при эволюционном функциони
ровании водонапорной системы, в условиях рассеянного и равномерного питания
(снизу), в стабильной гидродинамической обстановке (напор) с ограниченной
303
разгрузкой практически отсутствуют условия для конкурентного самоускоряющегося
развития каналов. Имеет место медленное коррозионное «проявление» структурной
предпосылки, которая и определяет принципиальные черты морфологичексой
структуры будущего пещерного лабиринта. При изменении гидродинамических
условий (вскрытие комплекса) происходит активизация водообмена и рост каналов,
однако их пространственная (морфологическая) структура изменяется незначи
тельно (количественные, а не качественные изменения).
Исходя из построений для Золушки, автор допускает гидродинамическую
конкуренцию водопроводящих каналов в начальном этапе активизации водообмена
(вскрытие комплекса), так как, согласно представлениям о гидродинамической
пассивности подготовительного этапа, структурное пространство еще почти не
проявлено коррозией, а условия для разгрузки вод складываются, в то же время,
благоприятно. Структурная предпосылка (неравномерность раскрытия трещин,
разная степень из заполнения карбонатами, разная глубина проникновения в гипсы
- первичные и тектонические и т.д.) создает при этом существенные фильтра
ционные неоднородности, что в условиях значительного напора вод, высокой
водообильности подстилающих пород и благоприятных условий разгрузки позволяет
проявиться конкурентному механизму. Влияние (роль) последнего прогрессивно
уменьшается, довольно быстро сходя на нет по мере расширения каналов. Однако,
заданные конкуренцией параметры роста и пропорции, в определенной мере
сохраняются, так как после формирования трещинно-полостного пространства
процесс расширения полостей (в неизменных гидродинамических условиях)
протекает с одинаковой скоростью. Последнее, однако, справедливо лишь для
расширяющихся трещин-ходов с неизменяющейся площадью контакта воды и
породы. В нелинейных морфологических структурах типа каминов, колодцев,
куполов может наблюдаться дальнейшее прогрессирующее увеличение пустотного
пространства, связанное с возрастанием площади контакта воды и породы. Таким
образом, допускается участие в спелеоморфогенезе гидродинамической
конкуренции - как производной от структурной неоднородности слоя гипсов и резкой
активизации водообмена.
Теория артезианского спелеогенеза предполагает наличие важного механизма
полостеобразования - на контакте питающего коллектора и гипсов - за счет
свободно-конвективной циркуляции, движимой плотностными (термальными или
солевыми) градиентами (Klimchouk, 1997). Этот механизм может обеспечивать
развитие контактных пустот, а также «слепых» потолочных полостей при отсутствии
принудительного поперечного водообмена через слой.
В Золушке широко развиты полости нижнего контактного этажа. Однако они
изучены очень слабо. Элементы же типа слепых каминов и куполов приурочены, как
правило, к сводам пещерных ходов нижнего яруса и их образование логично
объясняется моделью линейного подъема вод по трещинам до кольматирующего
основания трещинного заполнителя. Это обстоятельство, безусловно, не исключает
действия в пещере упомянутого механизма и наличия (объяснения) его морфоло
гических следствий.
Насколько обоснованы отмеченные выше расхождения покажут дальнейшие
углубленные исследования.
304
|