Wiaczesław Andrejczuk Вячеслав Андрейчук


Глава 12. Научное и практическое значение пещеры



Pdf көрінісі
бет18/27
Дата03.03.2017
өлшемі15,58 Mb.
#6601
1   ...   14   15   16   17   18   19   20   21   ...   27
Глава 12. Научное и практическое значение пещеры 

Как известно, пещеры представляют собой исключительно информативные 

полигоны для геологических, гидрогеологических и т.д. исследований. В отличие от 

скважин и обнажений они позволяют производить наблюдения в гораздо больших 

масштабах, при этом - в объемном измерении, а не в точке (скважина) или на 

плоскости (обнажение). Площадные лабиринты типа Золушки делают возможным не 

только уточнение локальных особенностей геологической среды, но и содействуют 

решению научных проблем регионального характера. Самостоятельную ценность 

представляют также многочисленные содержательно-тематические вопросы и 

проблемы, проявляющиеся в процессе исследований. Остановимся подробнее на 

некоторых из них. 

12.1. Проблема геохимии Fe и Mn в карстовых полостях 

Железо и марганец - элементы-спутники - не являются редкостью в карстовых 

полостях и пещерах. Скорее наоборот: трудно найти элементы, кроме входящих в 

состав карстующихся пород, которые были бы столь характерными для них. Как 

правило, Fe и Mn находятся в пещерах в виде оксидов. Они окрашивают стены 

полостей, натечные образования в желтые, красноватые тона, образуют черные 

пленки на поверхности известняков. Рыхлый заполнитель пустот в известняках 

часто обогащен железом до состояния железной руды. Железо - важный компонент 

нерастворимого остатка известняков, предопределяющий красноватый цвет почв на 

карбонатных породах (терра росса). Темно-коричневые, черные, бурые массы вадов 

- оксидов марганца, также часто заполняют трещины и пустоты в известняках. 

Нередко окислы Fe и Mn образуют прослои в толщах водно-механических осадков, а 

подземный аллювий покрыт желтой пленкой железистых окислов. Минеральные 

формы и агрегаты Fe и Mn в пещерах довольно разнообразны. Вопросам железо-

марганцевых образований в пещерах посвящена довольно значительная литера­

тура. 


Тем не менее, гидроксиды Fe и Mn, обнаруженные в Золушке, представляют 

особый интерес. В главе 8 описаны их формы, состав и образование. В данной главе 

автор хотел бы обратить внимание на иные аспекты проблемы. 

Гидроксиды Mn как техногенное месторождение

 1 


Расчеты показывают, что на изученной площади лабиринта за короткое время 

седиментировало по меньшей мере несколько сотен тонн гидроксидов Mn. Механизм 

формирования гидроксидов и их приуроченность к эвапоритовым породам позво­

ляют поставить вопрос о новом типе рудных месторождений (рудопроявлений) Mn. 

По кларку концентрации марганца (КК = 63) пещерные гидроксиды являются богатой 

марганцевой рудой. 

Установлено, что подавляющее количество мосторождений марганцевых руд 

относится к осадочным морским, подразделяемым в зависимости от источника 

рудоносных растворов на собственно осадочные и вулканогенно-осадочные 

1

 В данном случае термин месторождение употреблен в логическом смысле, как место образования 



рудных концентраций того или иного элемента. С точки зрения запасов рудного сырья золушкинское 

месторождение следует называть рудопроявлением. 

305 


(Чайковский и др., 1972). Марганцевые руды накапливаются также в коре 

выветривания, и в этом случае их относят к вторичным образованиям. Карстовые 

скопления марганца в Золушке являются вторичными. 

С учетом выявленного сульфатно-карстового типа марганцеворудных место­

рождений, их классификация, предложенная вышеупомянутыми авторами, приобре­

тает следующий вид: 



Первичные месторождения 

А. Осадочные 

1. Морские 

а) собственно осадочные 

б) вулканогенно-осадочные 

2. Континентальные 

а) озерно-болотные 

Б. Постмагматические (гидротермальные) 

а) контактово-метасоматические 

б) жильные 



Вторичные месторождения 

В. Выветривания (остаточные) 

а) марганцевые шляпы 

б) инфильтрационные 



в) карстовые (карстово-

пещерные) 

Г. Метаморфизованные 

а) слабометаморфиризованные 

б) сильнометаморфизованные 

Следует также дополнить перечень разновидностей марганцевых руд 

гидрооксидными рудами: 



Первичные руды 

а) оксидные 



б) гидрооксидные 

в) окисно-карбонатные 

г) карбонатные 

д) гидросиликатные 

е) карбонатно-гидросиликатные 

Вторичные руды 

1. Измененные гипергеными процессами 

а) окисленные 

б) полуокисленные 

2. Измененные в зоне метаморфизма 

а) окисные 

б) карбонатные 

в) силикатные 

Фациальные условия марганцеворудного процесса - морские, прибрежно-

морские, лагунные, континентальные, озерные, равнинные, аллювиальные и другие 

могут быть дополнены пещерными. 

Особенностью описанного карстового месторождения является его молодой, 

голоценовый возраст и то, что формирование руд связано с техногенным фактором. 

Однако чисто техногенным его считать нельзя, поскольку сам марганцеворудный 

процесс протекает по известным в природе законам, под контролем соответст­

вующих геохимических условий и закономерностей, Более того, не исключаются 

естественные варианты подобного железо-марганцевого рудогенеза, о чем 

свидетельствуют находки в гипсовых пещерах Атлантида и Оптимистическая 

(Климчук, Рогожников, 1982). Речь идет о слое черного сажистого порошка (5-8 см), 

обнаруженного в разрезе шурфа пещеры Атлантида, а также черных и оранжевых 

пятнах и пленках, обнаруживаемых в других гипсовых пещерах Подолии.

 1

 Поэтому, 



1

 Железо-марганцевые отложения (проявления) в этих пещерах, по всей видимости, связаны с этапом 

естественного гидравлического вскрытия карстового водоносного горизонта в гипсах и его переходом 

из фреатического состояния в вадозно-аэрируемое. В этом смысле они могут являться естественными 

стратиграфическими маркерами, указывающими на смену гидрогеологического режима в пещерах и 

иметь, поэтому, большое значении при проведении спелеогенетических реконструкций. 

306 


правильнее, на наш взгляд, относить золушкинское месторождение к вторичным, 

гипергенным, а не выделять в особый техногенный тип. 

Следуя логике всестороннего анализа факта обнаружения марганцеворудного 

проявления в гипсовой пещере, а также возможное обнаружение гидрооксидов в 

других карстовых полостях, район развития эвапоритовой формации Прикарпатья 

следует считать потенциально марганцеворудным. Представляет интерес, в 

данном случае, также факт, что марганецсодержащей формацией является толща 

осадочных глинистых (морских) образований, а марганцеворудной - залегающие под 

ней гипсы эвапоритовой формации. 

Анализируя вопрос о марганценосности различных формаций В. К Чайковский, 

В. П. Рахманов, Ю. Л. Ходак (1972) выделяют следующие марганценосные формации: 

1) кварцево-песчано-глинистые формации; 2) карбонатные формации в составе 

известняково-доломитовых формаций в геосинклинальных зонах; 3) джеспилитовые 

формации; 4) вулканогенно-осадочные формации; 5) различные формации с нало­

женным оруденением. При таком разделении описанное карстовое месторождение 

относится к формации с наложенным орудением. 

Следует отметить, что марганцевые бернесситовые руды пещеры Золушка от­

личаются своеобразием текстуры: в отличие от характерных оолитовых, желвако-

вых, пизолитовых, корковых, конкреционных и т.д. текстур они образуют сложный 



текстурно-морфологический комплекс в виде пленок, сталактитов, слоев, 

порошков и т.д. 

Марганец в пещере образует выраженную парагенетическую ассоциацию с 

рядом других элементов (Ni, Со, Cu, Zn, Mo), содержание которых в железо-

марганцевых скоплениях значительно превышает кларк их концентрации в горных 

породах. Кларк концентрации молибдена составляет 260, и по этому показателю 

отложения бернессита являются бедной молибденовой рудой. Содержание никеля в 

отложениях достигает 0,7% (КК=120), что также позволяет отнести месторождение в 

разряд рудных по никелю. 

Проблема форм нахождения гидрооксидов Fe и Mn 

Как показано в главе 8, многие формы нахождения гидрооксидов в пещере 

(сталактиты, сталагмиты и т.д.) весьма своеобразны, а в случае железо-гидро-

оксидных сталагмитов уникальны. Механизм формирования агрегатов неясен. 

Необходимы тщательные минералогические и микробиологические исследования, 

которые, возможно, принесут настоящие открытия. 



Океанический характер гидрооксидов 

Минералогические исследования показали, что описанные пещерные гидро­

оксиды железа, и особенно, марганца, по особенностям своего минерального соста­

ва более близки к океаническим, чем к континентальным, образованиям. В Fe-Mn 

корках и конкрециях океана основными марганцевыми минералами также являются 

асболан-бузерит и бернессит. Как и в железо-марганцевых осадках Золушки, в них 

наблюдаются повышенные концентрации Ni, Со, Cu, Zn, V и других микроэлементов. 

Сами конкреции и им подобные агрегаты обладают зонально-концентрическим 

строением. 

По нашему мнению, представляет значительный интерес сравнительное 

изучение условий образования гидрогенных железо-марганцевых осадков пелаги­

ческой зоны океанов, а также дна морских акваторий с Fe-Mn образованиями 

пещеры. 

307 


12.2. Проблемы палеокарста и палеогеографии региона 

Как отмечалось в главе 4, гипсы содержат литологически чужеродные 

образования - карбонатные кулисы. Если кулисы - «слепки» первичных трещин, то 

это указывает на их закарстование на самом раннем этапе. Проблема эта тесно 

переплетается с другой важной проблемой региональной палеогеографии -

существовал ли после отложения гипсов кратковременный континентальный 

перерыв? Проблемность данного вопроса уже отмечалась нами в предыдущей 

главе. В настоящем - обзорном разделе представлены факты, которые, возможно, 

окажутся полезными для решения важных проблемных вопросов палеогеографии 

региона, в том числе, наличия или отсутствия доратинского палеокарста. 

Между гипсами и известняками в пределах распространения эвапоритовой 

формации в западно-украинском регионе существуют разные пространственные 

соотношения. Л. Н. Кудрин (1955) различает в составе среднебаденской эвапори-

товой формации 3 одновозрастные фации, замещающие одна другую по 

простиранию: гипсо-ангидритовую (фация осолоненных заливов); 2 - карбонатную 

(ратинские известняки - фация слабоопресненных лагун); 3 - песчаную (пески и 

песчаники - фация верхней части сублиторали). Действительно, известняки, относи­

мые Л. К. Кудриным к хемогенным образованиям, занимают обширный ареал к северу 

от границы распространения гипсов, замещая их фациально. В отдельных случаях 

(например, в районе Львова), мощность известняков достигает 10 и более м. 

В то же время, в пределах всей платформенной части ареала сульфатных 

пород гипсы также перекрыты маломощным (до 1 м) слоем известняков, также 

относимых к ратинским (в т.ч. в районе пещеры Золушка). В ряде случаев (особенно, 

в районах серных месторождений Предкарпатья) известняки также залегают над 

гипсами, однако имеют значительную (10-15 м и более) мощность. Выяснилось, что в 

последнем случае резкое увеличение карбонатной фации связано с метасо-

матическим преобразованием гипсов в специфических условиях. Несомненная 

метасоматическая природа известняков серных месторождений позволила предпо­

ложить, что известняки образовались за счет замещения гипсов в пределах если не 

всего региона, то, по крайней мере, его обширных частей. 

Более поздние (70-80-годы) исследования позволили установить, что среди 

известняков следует различать две главные разновидности: собственно ратинские 

известняки (термин Ломницкого, введенный им в 1897 году) и метасоматические 

известняки. 

Первые имеют характерное седиментогенное происхождение - хемогенный 

осадок мелководных осолоненных лагун. На седиментогенное образование извест­

няков указывают обширность ареала их распространения, находки фауны (правда, 

весьма редкие), а также характер изотопов углерода и кислорода (Сребродольский, 

1994, Peryt T., 1994). Литологическая изменчивость осадка, а также наличие в нем 

фауны позволяет приурочивать часть ареала ратинских известняков к приливно-

отливной зоне бассейна. Собственно ратинские (морские) известняки на большей 

части территории (за исключением северо-восточной ее части) маломощны и 

покрывают гипсы «бронирующим» слоем. 

Вторые - метасоматические - известняки имеют вторичную (гипергенную, 

карстогенную) природу и возникли путем преобразования гипсов. На вторичный 

характер пород указывают особенности их взаимоотношения с гипсами (наличие 

литологических взаимопереходов), наличие псевдоморфоз по гипсу, невыдержанная 

мощность, а также изотопные данные. Метасоматические известняки имеют в регио­

не широкое, но не повсеместное (?), как ратинские, распространение. В ряде 

308 


случаев, процесс метасоматоза гипсов сопровождался выделением самородной 

серы и осернением новообразующихся известняков. С такими участками связаны 

серные месторождения. Роль карста в формировании серных месторождений 

региона рассматривается А. Б. Климчуком (2006) в обобщающей более ранние 

работы публикации. 

В северо-западной части эвапоритового ареала в разрезах среднебадеской 

толщи можно наблюдать все три литологические составляющие сульфатно-

карбонатного разреза (сверху вниз: ратинские известняки, метасоматические 

известняки, гипсы) или их укороченно-производные варианты. Район пещеры 

Золушка характеризуется, как уже неоднократно упоминалось, более простой 

ситуацией: гипсовая толща покрыта маломощным (0.5-0.8 м) слоем 

исключительно (?) морских (ратинских) известняков. 

Тем не менее, в пределах пещерного поля имеются участки, где наблюдаются 

своеобразные «раздувы» надгипсовых известняков. Один из них располагается в 

привходовом районе пещеры. Раздув в нижней части слоя внешне почти неотличим 

от верхней, однако менее плитчат и более массивен (рис. 12.1, А,Б). Локальный 

характер и отсутствие выраженной плитчатости-слоистости могли бы указывать на 

его метасоматическую природу. 



Рис. 12.1. Раздув основания ратинских известняков в Привходовом 

районе пещеры (стрелка указывает на контакт гипсов с карбонатной массой): 

А - левая часть, Б - правая часть (фото В. Андрейчука

Если литологическая (литолого-фациальная) картина распространения 

хемогенных фаций среднего бадения в последние десятилетия более-менее 

прояснилась, то вопрос о трансгрессивной или эвапоритово-регрессивной природе 

покрывающих гипсы ратинских известняков остается во многом дискуссионным. 

Ранее считалось, что ратинские известняки являются хемогенной карбонатной 

фацией, согласно завершающей эвапоритовый цикл (последний этап эволюции 

солеродного бассейна), что в принципе (хотя и не обязательно) предполагает 

отсутствие перерыва в осадконакоплении. В настоящее время большинство 

исследователей считает, что ратинские известняки - трансгрессивное образование, 

что может означать наличие между их формированием и образованием гипсов 

значимого, в ряде отношений, перерыва. 

309 


Наиболее существенным возможным признаком перерыва, с которым связан 

первый этап закарстования гипсов, являются карбонатные кулисы Золушки. 

Возникновение первичных трещин в гипсах могло иметь место только после 

завершения в целом процесса литификации гипсов. Их закарстование, в свою 

очередь, могло происходить только в условиях проникновения в них (инфильтрации) 

атмосферной влаги. 

Данные минералогических исследований указывают на определенную литоло-

гическую близость известняков и кулис. Сравнение данных таблиц 2 (серия 2) и 3 

(серия 3) Приложения 4 позволяет проследить определенную общность их состава: 

главным компонентом тех и других являются кальцит (82-85% в ратинских 

известняках и 80-88% в материале кулис) и целестин (6-15% в известняках и 8-20% 

в кулисах). Среди примесей, в тех и других преобладают кварц и глинистые 

минералы. Среди тех и других имеются подобные «отклонения» в содержании 

целестина: в материале одной из кулис его содержится до 40%, так же как и в одном 

из образцов (размягченный - см. приложение 4) содержание целестина достигает 

30%. В составе ратинских известняков и в материале кулис обнаружен в рассеянном 

виде родохрозит - в той же минеральной форме и в сходных концентрациях. Анализ 

парагенезисов элементов в них не дает однозначного ответа в пользу идентичности 

известняков и кулис. Однако, это может быть объяснено присутствием в материале 

кулис нерастворимого остатка гипсов, а также причинами седиментологического 

характера. Вопрос нуждается в дополнительном исследовании. 

Если принятая в настоящее время среди карстологов, изучающих западно­

украинский гипсовый карст, концепция о кулисах как заполнителе первичных трещин 

в гипсах верна, то карбонатные кулисы в пещере и хемогенные известняки, 

перекрывающие гипсы, могут являться стадиально-последовательными седименто-

генными образованиями, связанными с очередной трансгрессией баденского бассей­

на, обусловленной формированием Предкарпатского прогиба. События при этом 

могли развиваться следующим образом. 

В первую фазу обводнения (мелководье) происходило перераспределение 

(волновыми колебаниями) рыхлого материала (главным образом, нерастворимого 

остатка и эоловой пыли) по поверхности гипсов и дозаполнение корродированных 

ранее трещин и неровностей (см. предыдущую главу). Одновременно с механичес­

ким процессом заполнения подводных трещин рыхлым песчано-суглинистым 

материалом из морской насыщенной карбонатами воды происходило осаждение 

карбоната кальция, способствовавшее цементации рыхлого заполнителя в 

трещинах. 

Литологическая неоднородность кулис, фракционированность и разная 

карбонатность их материала, наличие пористых и монолитных (как ратинский 

известняк) разностей и другие признаки указывают на неравномерный и 

неоднородный характер заполнения трещин рыхлым материалом. Наблюдения в 

пещере показывают, что нижние части кулис более пористы и неоднородны, а в 

верхней - более монолитны и близкие по виду к ратинским известнякам. В других 

случаях, состав кулис однороден до кровли гипсового пласта. 

Отмеченные особенности строения кулис указывают, что трещины в гипсах 

могли быть заполнены рыхлым материалом в разной степени (на разную глубину), 

что могло зависеть от неровностей (рельефа) кровли гипсов, подвергшейся денуда­

ционным процессам. При отсутствии „материалосборного" ареала трещины выпол­

нялись хемогенно однородным карбонатным веществом (цементирующим терри-

генно-органическую взвесь), идентичным по составу ратинским известнякам. 

310 


В следующую фазу собственно и произошло (продолжилось) образование 

известняков, согласно дозаполнивших трещины, но стратиграфически несогласно 

перекрывших гипсы. 

Нарисованная выше картина стадиального формирования известняков и 

цементации кулис является, конечно же, гипотетической. Если в процессе дальней­

ших геохимических и изотопных исследований выяснится, что карбонатный цемент 

кулис имеет «глубинную» природу, т.е. связан с поступавшими снизу напорными 

водами, предложенная гипотеза должна быть пересмотрена. Карбонатные кулисы в 

этом случае должны быть тщательно изучены на предмет их возможного 

«инъекционно-стилолитового» происхождения - снизу, под давлением насыщенных 

карбонатами вод (В этом случае получает объяснение их часто имеющая место 

кривизна, а также наличие тонких туфоподобных образований). Естественно, 

подтверждение такой гипотезы поставит под сомнение ряд построений, 

предпринятых в настоящей работе, базирующихся на предположении о кулисах как 

заполнителе первичных трещин. 

В пользу перерыва может свидетельствовать и выраженная, часто неровная 

(рис. 12.2-А) граница между гипсами и известняками, наличие на их контакте 

различных литологических образований (фотоприложение 3). Однако, в свете 

артезианской гипотезы, выраженность контакта (рис. 12.2-Б), равно как и 

плитчатость, трещиноватость, блочная отдельность ратинских известняков может 

быть объяснена их промывом напорными водами. Вопрос также требует 

тщательного изучения. 



Рис. 12.2. Неровный характер контакта гипсов и залегающих над ними 

ратинских известняков по наблюдениям в пещере: А - неровная граница 

контакта, Б - коррозионная ниша на контакте известняков и гипсов 

Таким образом, пещера предоставляет дополнительные факты для анализа 

проблемы перерыва в осадконакоплении, с которым могут быть связаны палео-

карстовые явления - кулисы в гипсах и литифицированный заполнитель углублений 

в их кровле. Однако, в силу отмеченных выше обстоятельств, на данном этапе 

вопросы эти не могут быть решены однозначно. 

311 


12.3. Консолидация гипсового осадка и образование первичных трещин 

К сожалению, вопрос о формировании миоценовых гипсов западно-украинского 

региона относится к слабо разработанным. При том, что гипсы изучены достаточно 

неплохо с точки зрения их химического состава и минералогии, вопросы седимен-

тологического и диагенетического характера остаются весьма дискуссионными. 

В 50-60-х годах XX века доминировало представление, что гипсы на большей 

части западно-украинского региона представляют собой результат гидратации 

первично осажденных ангидритов. Гипсотизация ангидритов имела место, прежде 

всего, на участках тектонических нарушений, в зонах повышенной трещиноватости и 

в эрозионных врезах (Дромашко, 1955, Рипун, 1961). Предположение о вторичной 

природе гипсов было в целом поддержано рядом известных геологов и карстологов 

(И. Д. Гофштейн, В. Н. Дублянский), которые гидратацией объясняли псевдосклад­

чатость (гофрировку) в гипсах, а также неравномерность подземного закарстования 

(растворимость гипса выше, чем ангидрита). В 70-е годы гипотеза вторичности 

гипсов уступила место общепринятому сейчас представлению о первичном 

характере гипсов, отлагающихся в мелководных лагунах или озерах типа себха, а 

наличие в Предкарпатском прогибе ангидритов объяснялось обратным процессом -

дегидратацией гипсов, связанной с их погружением на значительные (сотни метров) 

глубины. Таким образом, в платформенной части региона, в т.ч. в районе Золушки, 

от момента образования и до настоящего времени литология сульфатных пород 

оставалась неизменной. 

В отличие от вопроса о первичности-вторичности гипсов, который решился 

более-менее однозначно, не получили до сих пор удовлетворительного объяснения 

вопросы условий осаждения гипсов и, главное, их структурная неоднородность. 

Польские исследователи (Peryt Т., Ryka W., Bąbel М. и другие), опираясь на опыт 

собственных исследований в бассейне р. Ниды (Польша), а также наблюдений в 

некоторых натурных условиях, считают подольско-буковинские гипсы образованиями 

мелководных лагун и заливов, а структурно-зональную стратификацию их разреза 

производной от изменения концентрации рассолов (Peryt Т. и др., 1994). В 

последние годы к ним осторожно присоединяются молодые украинские исследо­

ватели (Побережский А., Петриченко О.). Согласно иной точке зрения (Smirnov и др., 

1994), по крайней мере часть западно-украинских гипсов (например, в Бильче-

Волицкой зоне Предкарпатского прогиба) образовалась в глубоководных условиях, 

на что приводятся соответствующие доказательства. Нет согласия и в вопросе 

обстоятельств хемогенной седиментации: проблемой является отсутствие аридного 

климата в период садки и, соответственно, причин засоления водоема. Как 

альтернатива, предлагается гипотеза эксгаляционного поступления рассольных 

компонентов в условиях орогенеза активных окраин континента (Джиноридзе, 1994), 

активным сторонником которой был известный польский геолог Е. Лишковский. 

Не лучше обстоит дело с объяснением структурного разнообразия гипсов, а 

главное - наличия мегаструктурных образований - гигантских «сфер», «глобул», 

«ооидов», «купольных форм» и т.д., характерных для верхней части гипсового слоя. 

Польские исследователи, например, М. Бомбель (1990, 1994; и др.), считают раскри-

сталлизацию гипсов первичной, сингенетичной их формированию в условиях очень 

мелководных (под тонким слоем воды), при значительном участии органических 

соединений, влияющих на размер и морфологию кристаллов. Органика в большом 

количестве поставлялась в бассейн реками из суши, где господствовал теплый и 

влажный климат, а берега покрывала обильная растительность. Бомбель предпола­

гает, что именно органика контролировала изменчивость морфологии кристаллов в 

312 


слоях-составляющих эвапоритового цикла, а смена секвенций, слагающих изменчи­

вый профиль толщи, отражает изменения солености, содержания кислорода и 

сульфат-иона в расслоенных по плотности рассолах. Эти предположения как бы 

подтверждаются обнаружением в составе гипсов включений водорослей и других 

микроорганизмов (Побережский, 1994). В целом же, польские исследователи подчер­

кивают большую, если не исключительную, роль в предопределении структурного 

разнообразия гипсов органики, прежде всего, сине-зеленых водорослей. При этом 

считается, что раскристаллизация гипсов имела место при их (гипсов) образовании. 

При всей правдоподобности выдвигаемых предположений о большой роли 

организмов в садке гипсов (что, по-видимому, так и было в условиях теплого и 

влажного климата миоцена) и раскристаллизации породы непосредственно при ее 

образовании остаются необъясненными: 

1. Наличие мегаструктурных шаровидных образований в гипсах с закономерной 

концентрической зональностью (на Подолии, на участке Золушки отсутствуют) -

гигантских (0,5-3 и более м в диаметре) шаров и полушаров, прежде всего, в верхней 

части гипсового слоя. 

2. Очень высокая химическая чистота гипсов (98-99%), небольшое содержание 

в них органических и глинистых примесей (если учесть, что материал обильно 

«поставлялся» с суши). 

3. Структурная неоднородность разрезов, наличие «обращенных» серий 

(например в бассейне Ниды и на Подолии), пространственная дифференци­

рованность структурных типов и т.д. 

Эти и другие особенности структур гипсов и их пространственных вариаций 

труднообъяснимы с позиций их «первичной раскристаллизации», т.е. свободного 

роста в субаквальных условиях. Вместе с тем, отмеченные особенности (1-3) вполне 

объяснимы с позиций «вторичной кристаллизации» (перекристаллизации) гипсов или 

кристаллизации на этапе консолидации пласта. Согласно гипотезе перекристалли­

зации, гипс первично осаждался из раствора в виде рыхлого осадка, состоящего из 

мелких кристаллов частиц. Осаждение имело место на дне, где плотность рассолов 

(следовательно, концентрация) была наиболее высокой. Осаждение происходило 

достаточно быстро (по оценке А. Побережского - 1 м за 1000-3000 лет), вследствие 

чего осадок оставался нелитифицированным на всю свою мощность. Быстрое увели­

чение мощности осадка увеличивало давление в основании толщи и способствовало 

отжатию рассолов вверх. Такие условия благоприятны для кристаллизации 

вещества и могут объяснить вертикальную ориентировку структур, например, в 

«шклицовых» гипсах района Ниды (образуют основание разреза). Образование 

мегаструктур проще объяснить направленным движением (естественно очень и 

очень медленным) рассолов в кристаллизующейся среде (или распределением 

сопутствующих напряжений в осадке), чем предполагать, что под тонким слоем воды 

«растут» трехметровые шары и полусферы, причем за период их роста (тысячи лет!) 

условия в водоеме остаются неизменными. Перекристаллизация объясняет также 

химическую чистоту гипсов. Как известно, в процессе кристаллизации происходит 

очищение первичного субстрата: механические примеси отжимаются растущими 

кристаллами и скапливаются на их контактах. На рис. 12.3 показаны контакты 

нескольких крупных сфероидальных структур гипсового слоя в пещере Кристальной. 

Контактное пространство заполнено глинисто-карбонатным веществом, предста­

вляющим собой, по нашему предположению, остаточный материал - результат 

очищения гипсов в процессе перекристаллизации. Главным компонентом вещества 

является кальцит (80%), целестин (10%), а также кварц и глинистые минералы -

монтмориллонит, иллит и галуазит (вместе с кварцем около 10%). 

313 


Главными факторами, стимулировавшими процесс кристаллизации осадка 

(литификации), были его уплотнение (отжатие жидкой фазы) в нижних слоях или 

потеря влаги (испарение Н

2

O), сопровождавшаяся повышением концентрации 



рассола-взвеси с кристалликами гипса - в верхних. Усложняли процесс кристалли­

зации гипса перерывы в его накоплении (границы слоев), образование терригенных 

прослоев (например, бентонитового), разделяющих среды кристаллизации и другие 

факторы, что в сумме обусловило выраженную структурную стратификацию 

гипсовой толщи. 

Кристаллизация гипсов в виде ныне наблюдаемых структурных и мегаструк-

турных разностей имела место не в процессе образования гипсового осадка, а в 

процессе его преобразования под влиянием разных факторов и обстоятельств. 

Раскристаллизация (перекристаллизация) осадка не была при этом значительно 

отдалена по времени от садки гипса, а происходила с некоторым запаздыванием 

или синхронно. Например, в нижних слоях толщи, находящихся под давлением, 

началась раскристаллизация, в то время как в верхних слоях продолжала форми­

роваться гипсовая взвесь. В любом случае, процессы первичной садки и после­

дующей кристаллизации, несмотря на свою асинхронность, имели место в самой 

начальной стадии консолидации гипсовой породы. Что касается сфероидальных 

мегаструктурных образований в верхней части гипсового слоя, как это имеет место 

на Подолии, здесь перекристаллизация могла быть связана с испарением влаги с 

поверхности обнаженного осадка, а также из стенок образующихся первичных 

трещин, что предполагает радиально-центрическое движение растворов от центра 

структур наружу. Ограничение сфероидальных структур верхней зоной связано с 

ограничением роста (углубления) первичных трещин бентонитовым слоем. 



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   14   15   16   17   18   19   20   21   ...   27




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет