Рис. 4.14. Ориентация тектонических трещин в Кривском карьере (А) и
направлений пещерных ходов в пещере Золушка (Б)
На рисунке прослеживается сеть с явным преобладанием двух
пересекающихся систем с пиками в интервалах 2 0 - 4 0 ° и 120-150°. Трещины
систем скрещиваются под углом примерно 9 0 - 1 1 0 ° , что позволяет говорить о
взаимоперпендикулярном (или близком к нему) их пересечении. Это обстоятель
ство, а также СЗ и СВ их ориентировки могут свидетельствовать в пользу их общего
87
(планетарного) характера. Выделяя признаки планетарных трещин С. Н. Чернышев в
качестве первого признака отмечает «... две взаимно перпендикулярные системы,
которые в недислоцированных толщах вертикальны и простираются, чаще всего, по
направлению СВ и СЗ или на север и восток» (с. 48, 1983). Еще два признака -
присутствие в разновозрастных платформенных отложениях, лучшая выраженность
в прочных породах, (в которых они перпендикулярны слоистости) - также не
противоречат выводу о общепланетарном характере трещин в гипсах.
Отмеченные признаки характеризуемых трещин как планетарной разновид
ности тектонических трещин отличают их от литогенетических трещин, однако
имеют одну общую с ними особенность: и в литогенетических, и в планетарно-
тектонических трещинах наблюдается одинаковая (подчиняющаяся тому же самому
закону а = LM
k
) зависимость расстояния между трещинами от мощности
разбиваемых ими слоев.
Несколько смущает факт неравнозначной развитости систем (крыльев) двух
главных направлений на рис. 4.12-А. Чернышев С. Н. не отмечает, правда, что
взаимопересекающиеся системы, образующие сеть планетарных трещин, должны
быть параметрически близки, но это следует из представленных в его работе (1983)
фотографий, а также из логических предпосылок. Довольно существенное (10-20°)
отклонение главных пиков пересечений от 90°, наряду с предыдущим обстоятель
ством также, ослабляет убежденность автора в исключительно общепланетарной
природе сети тектонических трещин в гипсах района. Вполне возможно, что поле
общих напряжений, распространившееся на гипсовой слой после литификации
осадка, дополнительно индуцировалось региональными напряжениями, связанными
с тектоническими движениями, охватившими юго-западную окраину Восточно-
Европейской платформы в связи с горообразованием в Карпатах. Как следует из
многочисленных публикаций, в том числе автора (Андрейчук, 1984, 1988), в
доплиоценовое время (баден, сармат) в окраинном регионе платформы преоблада
ли опускания (формирование Карпатского предгорного прогиба), которые привели к
появлению многочисленных разрывов преимущественно СЗ простирания
(параллельно прогибу), разбившие платформенную окраину на «ступени», в которых
гипсы погружаются в сторону прогиба. Естественно, что на этом этапе формиро
валась трещиноватость с доминирующим северо-западным вектором (прираз-
рывная и др.).
Сменившие опускания (в конце сармата - начале плиоцена) поднятия имели
дифференцированный характер и привели к эволюции «ступенчатой» структуры в
«клавишно-блоковую». В это время наиболее существенные напряжения возникали
на границе клавишей-макроблоков, ориентированных перпендикулярно прогибу
(СВ), что отразилось в преимущественном развитии северо-восточного вектора
трещиноватости. Следуя отмеченной логике, геологически «вялое» формирование
планетарной трещиноватости в гипсах могло быть дважды индуцировано регио
нальными тектоническими событиями: в доплиоценовое время - пассивное (в т.ч. в
связи с опусканиями) развитие планетарной - с локальной активизацией северо-
западного направления, в постсарматское время - активное раскрытие с преиму
щественным развитием северо-восточной составляющей. Таким образом, может
иметь место пространственное наложение на общий фон медленно формиру
ющейся планетарной сети (с характерными для нее пересекающимися СЗ и СВ
системами) региональных напряжений, ориентация которых в разное время была
близкой двум векторам общего фона. Роль региональных напряжений в этом
случае свелась к двуэтапной стимуляции раскрытия планетарной трещиноватости,
вначале ее северо-западного, а позже - северо-восточного «крыла». При этом,
88
импульс второго этапа - тектонических поднятий - был более мощным, что
проистекает из самой природы поднятий, сопровождающихся раскрытием трещин.
Возможно по этой причине северо-восточное направление трещиноватости
обозначилось более высокой частотой случаев, чем северо-западное (рис. 4.14).
Предложенная модель развития тектонической трещиноватости гипсов, учитывает,
таким образом, планетарные ее признаки, некоторые несоответствия (асимметрию
развития направлений), связываемые с региональным фактором и целиком
согласуется с принципом унаследованного развития трещин (трещиноватости).
Невзирая на большую или меньшую ценность вышеприведенных рассуждений
является фактом наличие в гипсах системной тектонической трещиноватости,
отраженной на рис. 4.14-А. Несомненно, тектонические трещины изученные в
нижней половине слоя (где отсутствуют контракционные), так или иначе должны
быть выражены и в его верхней части. И здесь мы переходим к следующему
вопросу, обозначенному в начале параграфа:
- как соотносятся между собой более поздние, в данном случае тектонические,
трещины и более ранние, первичные, наличие которых проистекает как из общей
схемы эволюции трещин, так и из факта перерыва в осадконакоплении после
отложения гипсов, и особенно - из прямых доказательств в виде закольмати-
рованных трещин?
Чтобы ответить на этот вопрос обратимся вновь к рис. 4.14, к его правой части
(Б). Он представляет розу-диаграмму направлений ходов почти всей (80%) пещеры
(1663 значения). Сравнение правой и левой частей рисунка (А и Б) позволяет
заметить как существенное их сходство, так и значимое различие. Сходство
рисунков заключается, прежде всего, в азимутальном соответствии основных
направлений развития ходов пещеры и направлений тектонической трещинова
тости. В обоих случаях прослеживается элемент системности сетей, а пики главных
направлений совпадают. Это является убедительным доказательством связи ходов
пещеры (если не большинства, то значительного их количества) с тектонической
составляющей трещиноватости.
Вместе с тем, роза-диаграмма направлений пещерных ходов характеризуется
существенно (примерно вдвое) меньшим развитием северо-восточного вектора
(22% направлений интервала 30-50° против 43% в случае тектонических трещин),
меньшей асимметрией «крыльев» (25-30%-ная разница между количеством ходов
СВ и СЗ направления против 50-55% разницы на рис. А) и существенно большим
удельным весом других направлений (большим разбросом).
Сравнивая рисунки можно сделать общий вывод о большей (по меньшей мере
в два раза) системности сети на рис. А, чем на рис. Б и, соответственно о большей
степени полигональности сети на рис. Б, чем на рис. А. Это значит, что в спелео-
морфогенезе оказались задействованы не только тектонические, но и трещины
иного происхождения, которыми могут быть только первичные, контракционные.
Анализируя две части рис. 4.14 можно попробовать количественно оценить
тектоническую и контракционную составляющие на рис. Б. Если тектоническими
считать интервалы 20-60° (СВ направления) и перпендикулярные им 110-140° (СЗ
направления), то в сумме это даст около 57% общего количества направлений, т.е.
чуть больше половины. Но значит ли это, что более половины трещин, использо
ванных в спелеогенезе, тектонические? Следуя принципу (закону!) унаследованного
развития трещин можно предположить, что тектонические напряжения должны
были использовать соответствующие их полю уже существующие первичные трещи
ны. Чтобы определить какой процент первичных трещин мог быть охвачен
89
прогрессирующим тектоническим раскрытием (т.е. количество трещин СЗ и СВ
направлений) обратимся к следующим данным.
Как известно из специальной литературы (Рац, Чернышев, 1970, Чернышев,
1983; и др.) и что подтверждено на примере пещеры Оптимистической (Климчук,
Андрейчук, Турчинов, 1995), первичные трещины образуют в плане полигональные
сети (в отличие от системных - тектонических) с резким преобладанием (71,8-
88,5%) трехлучевого их смыкания. В тектонических сетях чаще наблюдаются
четырехлучевые пересечения. Статистическая обработка данных по большей (>85%
площади) части пещеры позволила установить, что на трехлучевые смыкания ходов
приходится 63% от общего их количества варьируя от 56,0 до 72,0 в разных районах
(см. ниже), а на четырехлучевые пересечения 22% (13,0-30,0%). Остальные 15 % -
это «коленообразные» изгибы ходов, а также сложные «звездчатые» (пятилучевые,
например) их смыкания.
Если допустить, что количество трехлучевых сочетаний первичных трещин в
гипсах составляло 80% (средняя цифра из литературных данных), а фактическое
количество трехлучевых пересечений ходов в пещере равняется 63 % (тоже
среднее), то оставшиеся 17% разницы следует отнести на счет тектонических
трещин. Скорее всего, это были новообразованные трещины (эта цифра близка к
22% четырехлучевых пересечений). Тогда 40% (57% минус 17%) или 35% (57%
минус 22%) трещин тектонического интервала направлений можно считать
унаследовано развитыми (под действием тектонических сил) первичными
трещинами, направления которых (СЗ и СВ) совпадали с полями тектонических
напряжений (планетарных и этапно-региональных). Если принять, что на теорети
ческой круговой диаграмме направлений трещин полигональной сети все направле
ния, собранные в 30°-ные интервалы, представлены одинаковым количеством, то из
180° (360°) на тектонические направления (40° СВ интервала - 20-60° и 30° СЗ
интервала - 110-140°), см. рис. 4.14-Б) придется около 39%. Таким образом, оценка
количества унаследовано развитых контракционных направлений около 3 5 - 4 0 % ,
данная выше, выглядит довольно правдоподобно.
Таким образом, ответ на второй поставленный вопрос - о соотношении и
генетическом сопряжении трещин более ранней (первичных) и последующей
(тектонических) генераций может быть следующим: более трети первичных трещин
(СЗ и СВ направления) приняло непосредственное участие в «гашении» тектони
ческих напряжений, получая также некоторое развитие (раскрытие, удлинение
углубление). Оставшиеся - «непогашенные» напряжения нашли выражение в
образовании 17 % новых, собственно тектонических трещин.
Процесс «модификации» полигональной сети первичных трещин и
«адаптации» слоя к новому полю - внешних напряжений, сопровождался, по-
видимому, некоторой ее «геометризацией» и возрастанием системности. Но
процесс этот был длительным. Образование сети планетарных трещин происходит
геологически вяло, а региональные движения также были сравнительно
медленными, к тому же этапными, со сменой знака и активности тех или иных
направлений. Сказанное поясняет, почему среди направлений пещерных ходов
явно преобладают трехлучевые пересечения, характерные для полигональных
сетей первичных трещин. Первичная сеть «приняла на себя» значительную (40%)
часть тектонических воздействий не позволив (в верхней части слоя) незна
чительному (17%) количеству новообразованных тектонических трещин изменить
радикально геометрию сети. Если говорить о соотношении характера пересечений,
то трещинная сеть осталась преимущественно, полигональной. Но если говорить о
выраженности направлений ходов (57%), то «отдав» в пользу тектоники почти 40%
90
своих направлений (СЗ и СВ - унаследованное развитие) в дополнение к 17%
новообразованных, трещинная сеть приобрела черты системности. В этом
заключается переходный (от полигональной к системной) характер трещинного
пространства гипсов. Процесс «перехода» в упрощенном виде представлен на рис.
4.15.
Рис. 4.15. Условно-этапная тектообусловленная геометризация первичной
полигональной сети:
1 - полигональная сеть первичных (контракционных) трещин, 2- оживление планетарными
напряжениями СЗ и СВ элементов полигональной сети и возникновение новых напряжений на данных
направлениях, соединение подобно-направленных элементов в ориентированные более крупные
трещины (зигзаго-сквозные), образование новых тектонически обусловленных элементов в местах
напряжений, 3 - фрагмент пещерного лабиринта, развитый по трещиноватости 2,4 - 5 - разные
возможные способы интерпретации (фрагмента плана пещеры - 3) спелеоинициирующей трещино
ватости: 4 - контракционный, 5 - тектонический
Итак, сочетание реликтовых элементов первичной полигональной сети
(трехлучевые пересечения ходов) и ее тектонически геометризированной (СЗ и СВ)
составляющей предопределило сложный характер трещиноватости и последующего
спелеоморфогенеза. Рис. 4.15 дает определенный ключ к расшифровке вопросов,
связанных также с «порядковой» структурой сети, что будет рассмотрено несколько
позже.
Таким образом, в планово-эволюционном аспекте развития трещиноватости
имело место преимущественно унаследованное развитие первичной ее генерации с
последующей всенарастающей модификацией, отражающей этапное изменения
поля напряжений. Реакция трещиноватости на новые напряжения заключалась не в
радикальном изменении геометрии сети, а в энергетически более выгодной «отда
че» для развития соответствующих элементов (СВ и СЗ ориентировки) и тем самым
сработки формирующихся напряжений. Развитие «пожертвованных» элементов
первичной сети (их было около 35-40%) заключалось в их «оживлении», соединении
в направленные вытянутые зигзагообразные трещины и зоны, которые неизбежно
пересекаясь формировали на более высоком масштабном уровне чисто «систем-
91
ный» каркас трещиноватости! Поэтому, отдаляясь от уровня отдельно взятой
контракционной трещины ко все более протяженным их соединениям (что
спровоцировано тектоникой!) мы, тем самым, теряем из поля зрения истинную
полигональность сети в пользу становящейся все более видимой (и тоже истинной!)
системности сети. Вот почему анализируя планы пещер «под лупой» мы видим
преобладание трехлучевых пересечений, несомненно свидетельствующих о
первичной природе трещиноватости, а глядя на планы «в целом» - видим законо
мерно ориентированные и пересекающиеся крупные элементы, тектонический
характер которых также очевиден (рис. 4.15).
Зигзагообразность «спаянных» и удлиненных тектоникой ориентированных
отрезков контракционных трещин вуалируется или нивелируется вообще после
дующей коррозионной проработкой этих трещин и зон. Поэтому, на планах пещер
они выглядят ровнее (рис. 4.15-3). Поскольку средняя ширина ходов Золушки
существенно выше, чем подольских пещер, например Оптимистической, то, соот
ветственно, и выше степень ее «камуфляжа» по отношению к контракционной
предпосылке морфогенеза: план Золушки выглядит существенно более системным,
чем других подобных пещер, размеры ходов которых меньше. Если посмотреть на
план пещеры через призму вышеизложенного, сразу бросится в глаза множество
зигзаподобных соединений ходов. Извилистая форма большого числа протяженных
ходов отразилась и в их названиях (например, Зигзаг Удачи, Анаконда и др.).
Следует упомянуть еще одно возможное обстоятельство «системовуализации»
первичной сети. Под воздействием тектонических напряжений в первичной сети
раскрывались, оживлялись и получали преимущественное развитие ее СЗ и СВ
элементы. В силу этого, они могли иметь гидродинамическое преимущество на
этапе спелеогенеза и, соответственно, получить лучшее морфологическое выраже
ние. Особенно это касается северо-восточного направления, преобладающего в
ориентировке ходов и связываемого нами с наиболее молодым, плиоценовым
оживлением и раскрытием трещиноватости в гипсах.
Из всего сказанного выше вытекает еще один вывод - о вертикальной
неравномерности распределения трещин в слое гипсов. Если тектонические
трещины секут весь слой, то первичные, контракционные, сосредотачиваются лишь
в его верхней части, до глубины 5 - 1 0 м. Следовательно, количество и плотность
трещин в верхней части слоя должны быть больше, чем в нижней. Это справедливо
лишь отчасти, поскольку значительная (не менее 40% - см. выше) часть тектони
ческих трещин в своем развитии в верхней части слоя использовала канву контрак-
ционных трещин (унаследованное развитие). Точнее, развитие тектонических
трещин заключалось в углублении до подошвы слоя контракционных трещин СЗ и,
особенно, СВ направления. В спелеоморфогенезе это выразилось в том, что
наиболее крупные и глубокие галереи имеют собственно СВ направление (районы
Восточный, Готический). В районах пещеры с ярко выраженным СВ направлением
(в основном, восточная часть пещеры) сеть ходов имеет меньшую плотность, их
объем больше, а степень вертикальной проработки (разреза замочной скважины)
выше. Здесь же встречаются наиболее крупные колодцы.
В районах с меньшим удельным весом тектонически активированных
первичных трещин (западная часть пещеры) плотность сети ходов выше.
Значительная часть из них (см. 4.1.), например в районах Веселый, Голландский
Сыр или Геохимический, характеризуется отсутствием каньонной части разреза.
Более глубокие (СВ хода) с каньонами соединяются поверху меньшими, из-за
чего морфология районов приобретает «веселый» вид или напоминает голландский
сыр. Вполне возможно, что хода-соединения развились здесь исключительно по
92
первичным трещинам. Данный вопрос будет детальнее проанализирован в
следующем разделе.
Из соотношения количества первичных трещин неактивных и тектонически
активных направлений следует, что из-за наличия контракционных трещин плот
ность трещин вообще в верхней части разреза должна быть, по меньшей мере, в 2
раза выше, чем в нижней. Возможно так и есть, однако это обстоятельство не
находит яркого морфологического выражения (визуального, например) в различии
плотности пещерных ходов (хотя вполне возможно, что статистика бы подтвердила
этот вывод). Это можно объяснить исключением части первичных трещин из
спелеоморфогенеза по причине их заполненности вторичным материалом (литифи¬
кации), тектонической пассивности (ненапряженных направлений), а также нереа-
лизованности в связи с гидродинамическими причинами (слабая раскрытость,
закрытие на этапе опусканий).
Анализируя развитие трещин в гипсах на втором - тектоническом - этапе их
эволюции, рассмотрев вопрос о соотношении разных генетических генераций
трещиноватости и их коэволюции, мы не охарактеризовали еще первичных закон
сервированных (залеченных, закольматированных) трещин, оставшихся от предыду
щего - литогенетического этапа. Вопрос этот очень интересный и важный, поэтому
остановимся на нем подробнее.
В Золушке, как ни в одной другой пещере региона, обращает на себя внимание
обилие закольматированных первичных трещин, точнее трещин с литифициро-
ванным заполнителем. «Освобожденные» в процессе литогенеза слепки трещин
получили среди спелеологов название «драпировок», а в научной литературе
«известковых кулис». Оба названия удачно отражают главное свойство слепков -
их «вырастание» из стен и сводов вдоль или поперек ходов. Кулисы торчат из стен,
перегораживают хода, пересекают их под разными углами (рис. 4.16).
Рис. 4.16. Обособленная коррозией известковая кулиса в Зале Черновицких
Спелеологов (фото С. Волкова)
93
В подавляющем большинстве случаев кулисы разрушены и образуют на
стенах и в сводах выступающие «оторочки», окаймления сечений, шириной от
нескольких до нескольких десятков сантиметров. Реже кулисы сохраняют свою
сплошность, хотя также несут на себе следы разрушения в виде «дыр», «окон» и
т.д. (рис. 4.17-А,Б). В таких, случаях они перегораживают хода, иногда разделяют
их на параллельно-идущие или на отдельные камеры.
Толщина кулис весьма изменчива: от 1-2 до 20-30 см и более. Крупные кулисы
имеют в основном выдержанное (по меньшей мере - первые метры) простирание,
более тонкие и мелкие могут искривляться (рис. 4.18), сохраняя при этом свою
вертикальность. Нередко в сводах пещерных коридоров можно наблюдать смыкания
(пересечения) кулис (рис. 4.19).
Материал кулис представляет собой в разной степени (в основном - сильно)
литифицированную алеврито-песчано-карбонатную массу, но встречаются также
пористо-рыхлые и плотные кристаллические разновидности. Среди минералов,
присутствующих в составе кулис, кроме тонкозернистого кальцита встречается
кварц (10-25%), глауконит, лимонит, коллофан, мусковит, рутил, хлорит и другие.
Подавляющее большинство кулис располагается вертикально по отношению к
гипсового слою, но встречаются и субвертикальные. Из 435 замеров, осущест
вленных в пещере, только 28 кулис (около 6%) имели субвертикальный характер,
остальные 94 % - это вертикальные образования (Приложение, табл. 4.1).
Плотность кулис на участке пещерного поля довольно высокая. Косвенное
представление о ней может дать параметр «расстояние между кулисами», поме
ренное в пещере маршрутно образом. По данным тех же 435 замеров (наиболее
полный из всех предпринятых измерительных циклов) среднее расстояние между
кулисами равно 5 м (Приложение 3, табл. 4.2.). К сожалению, измерениям не сопут
ствовали топографические приемы, которые позволили бы восстановить топологию
(геометрию) сетей кулис. Это очень интересная задача, которой следует заняться в
будущем.
Особенностью кулис является изменчивость их толщины, рельефный характер
стенок, наличие «раздувов» и «уплощений». Средняя толщина кулис, рассчитанная
на основании усреднения 435 замеров (в пещере) составляет 5,8 см (Приложение
Достарыңызбен бөлісу: |