Header Image

После завершения конкурса Роскомнадзора на работу с частотами LTE перед "большой федеральной тройкой" сотовых операторов и Ростелекомом встанут вопросы развития пока практически непаханого поля инфраструктуры этой связи.

Подробнее ...
О геологии пещерной системы Снежная-Меженного-Иллюзия (Западный Кавказ) Печать E-mail
07.12.2014 05:09

Б.Р. Мавлюдов
Институт географии РАН, Москва, Старомонетный пер., д. 29

Несмотря на то, что пещерная система Снежная-меженного-Иллюзия (СМИ) была открыта довольно давно, в 1971 г., геологические особенности территории и самой пещеры нельзя назвать хорошо изученными. Эта территория с геологической точки зрения была изучена в 1950-х гг. и позднее при составлении геологической карты масштаба 1:50000 [2], и масштаба 1:200000 [10].

Казалось бы, все здорово – есть кондиционные государственные геологические карты, которые можно использовать для всевозможных геологических и структурных построений при анализе строения пещерной системы СМИ. Основываясь на этих данных геологов, предпринимались попытки объяснить строение пещеры [11, 14], но эти интерпретации нельзя назвать очень удачными. В том же ключе были использованы данные С.Г. Букия при анализе строения Бзыбского карстового массива в работе [4]. Еще в работе [14] мы поднимали вопрос о некоторых противоречиях, связанных с имеющейся геологической картой. В частности в пещере было четко видно, что «намывные брекчии» мощностью 30-40 м, которые у С.Г. Букия помещены на границе меловых и юрских пород, на реке в пещерной системе СМИ имеют гораздо большую мощность. Это важно, поскольку именно к этой толще приурочена большая часть русла подземной реки.
Для понятия ситуации требовалось проведение уточнения существующей геологической карты, однако практически никаких геологических исследований в пещере и на окружающем карстовом массиве длительное время не проводилось. Тем не менее, в последнее время появилась публикация, косвенно связанная с изучением геологии пещерной системы [1], в которой утверждается, что пещерная система заложена в доломитизированных известняках, а «намывные брекчии» опускаются вовсе.
В этой статье мы попробуем в общих чертах разобраться с геологическим строением Хипстинского карстового массива и пещерной системы СМИ.
Методика. В статье использованы собственные маршрутные исследования автора, которые были проведены на Хипстинском карстовом массиве в 1986 и 2012 гг., а также исследования в пещерной системе СМИ (в ветке Снежная), выполненные во время экспедиций 1980, 1981, 1986, 2000 и 2012 гг.
Геологическое строение Хипстинского массива. По имеющимся данным Хипстинский карстовый массив является либо самостоятельной величиной [15] или служит частью Бзыбского кастового массива [4] (. Мы придерживаемся первой версии [12], поскольку Хипстинский карстовый массив является вполне обособленной геологической структурой и гидрогеологической единицей. Правда, в последнее время было доказано, что воды южного склона Хипстинского массива дренируются (по крайней мере, частично) в карстовый источник Мчишта, расположенный на окраине Бзыбского массива и получающий основные воды с него [7, 8]. Это подтверждает подвешенный характер реки Хипста в районе Калдахварского сброса, но вряд ли обосновывает причленение Хипстинского массива к Бзыбскому.
В строении Хипстинского массива в основном принимают участие породы юрской и меловой систем. Верхнеюрские и нижнемеловые породы представлены в основном карбонатными разностями, которые смяты в продольные складки, имеющие общекавказское простирание. В пределах массива выделяются две антиклинальные и одна синклинальная складка. Складки осложнены разломными нарушениями, также имеющими общекавказское простирание. Наиболее крупная антиклинальная складка находится в южной части массива и приурочена к гребню хребта Раздельный (ось складки смещена несколько севернее гребня хребта) и является восточным продолжением антиклинали Арабика [6]. Синклинальная складка расположена в долине реки Дзбажа, а вторая антиклиналь приурочена к гребню Бзыбского хребта с вершинами Акугра и Турецкая Шапка. Пещерная система СМИ приурочена к южному, довольно пологому, крылу первой антиклинали.
Вот описание геологической толщи, которое дается на геологической карте [2, 3]. В геологическом строении южной части Хипстинского массиве принимают участие мощные комплексы карбонатных образований верхней юры, мела и палеоцена. Нас в первую очередь интересуют верхнеюрские и нижнемеловые образования, поскольку именно они занимают подавляющую часть территории массива. Верхнеюрские отложения распространены в основном в средней части массива между вершинами Хипста и Акугра. Эти отложения фациально весьма изменчивы как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Они трансгрессивно залегают на размытой поверхности порфиритовой свиты байоса (некарстующиеся толщи) и, в свою очередь, согласно переходят в нижний неоном. С.Г. Букия подразделяет верхнеюрские отложения на три свиты: а) свита песчаников и глин келловей-оксфорда; б) свита песчаников, песчаных глин и известняков киммериджа; в) свита доломитизированных известняков и мергелей титона. Общая мощность известняковой и доломитовой части 400-500 м [5].
Нижнемеловые известняки лежат согласно на известняках титона и мало чем от них отличаются, уверенно граница между юрой и мелом проводится только в северной части массива, где она проведена в основании пласта крупно-среднезернистых песчаников мощностью 2-3 м. В южной части массива этот прослой песчаника пропущен или отсутствует. Приведем более детальное описание разреза нижнемеловых отложений (по данным С.Г. Букия), поскольку в них заложена гидросистема СМИ.
Нижний неоном [2, 9]. Разрез на восточном склоне г. Брзышха. Отложения нижнего неокома обнажаются на северном склоне хребта Раздельный в основании обрыва.
1. Чередование темносерых, битуминозных средне- и толстослоистых известняков, мергелистых известняков, сильно песчанистых известняков и мергелей. В подошве крупно-среднезернистые песчаники – 2-3 м. Общая мощность 105-110 м.
2. Мергели темно-серые среднеслоистые с прослоями темно-серых плотных мергелистых известняков. В подошве отдельные линзы желтовато-серых среднезернистых песчаников. Общая мощность 90-95 м.
3. Известняки толстослоистые массивные серые и желтовато-серые плотные с раковистым изломом и мергели. Общая мощность 15 м.
4. Доломиты буровато-коричневые, зернистые, толстослоистые, массивные. Общая мощность 25 м.
5. Намывная брекчия, сложенная из угловатых обломков доломитизированных известняков, сцементированных известковым цементом.
6. Доломиты толстослоистые фиолетово-розовые с бурыми пятнами с неровным изломом и вкрапленниками доломита. Среди доломитов прослои серых и желтовато- серых среднеслоистых зернистых известняков. Общая мощность 30-35 м.
В пределах Хипстинского массива общая мощность нижнего неонома составляет 200-400 м, увеличиваясь с востока на запад.
Баррем. Отложения баррема слагают весь южный склон хребта Раздельный и ядро синклинали Акугра. Осадки представлены ургонской фацией. На юге массива это серые и желтовато-серые известняки с кремнистыми стяжениями (мощность приблизительно 500-600 м). К северу мощность возрастает до 1000 м, конкреций становится меньше.
Разрез в районе горы Дзышра (северо-восточная часть Бзыбского массива).
1. Доломитизированные известняки серые и светло-серые, редко желтовато-серые, плотные, местами пористые, толстослоистые, в кровле массивные, с неровным изломом, с прослойками (мощность 0,1-0,2 м) намывной брекчии и белых зернистых сахаровидных известняков, марающих руки. Общая мощность 210-230 м.
2. Доломитизированные известняки серые и светло-серые, среднеслоистые с прослоями тонкослоистых зернистых светло-серых известняков с раковистым изломом. Общая мощность 130-150 м.
3. Чередование толстослоистых массивных, серых и желтовато-серых, брекчевидных доломитизированных известняков и светло-серых зернистых массивных, марающих руки типа ургонских. Мощность 300-320 м.
4. Известняки толстослоистые серые и светло-серые, плотные, с шероховатым изломом с прослоями светло-серых зернистых, марающих руки известняков, в них изредка встречаются конкреции черного и желтовато-серого кремня. Мощность 280-300 м. Общая мощность баррема – 920-1000 м. Нижняя граница барремского яруса проведена условно по появлению массивных однородных известняков, верхняя граница проведена по характерной фауне аптского яруса.
Породы аптского яруса и более молодые породы распространены в самой южной низкогорной части массива и занимают незначительную территорию в пределах Хипстинского массива. Породы аптского яруса представлены чередованием мергелистых известняков и мергелей общей мощностью от 100 до 200 м. Породы альбского яруса представлены чередованием мергелей, мергелистых глин и песчаников общей мощностью от 100 до 200 м. Породы верхнего мела представлены в основном плотными известняками. В основании толщи чередование глин и мергелей (сеноман), мощностью 10-15 м. Общая мощность верхнемеловых отложений 500-600 м.
Четвертичные отложения в пределах южного склона хр. Раздельный ложатся несогласно на известняки баррема и представлены: 1) коллювиальными глинами желтовато-рыжими с многочисленными обломками кремней; мощность до 4-5 м; 2) конгломератами крупно-средневалунными с окатанной галькой и валунами известняков с известняковым цементом; мощность до 8 м. Сохранились в виде нашлепок на склонах и в виде прирусловых террас временных потоков на высоте 1500-1800 м; 3) предположительно моренные отложения, представленные развалами полуокатанных и неокатанных глыб известняка и валунами с суглинистым и глинистым цементом (боковые морены). Отложения развиты выше 1700 м.
Таким образом, мощность непрерывной карстующейся толщи на южном склоне хребта Раздельный превышает 1000-1100 м.


Рис. 1. Фрагмент геологической карты на территорию Хипстинского карстового массива. Условные обозначения см. на рис. 3.

Фрагмент геологической карты в пределах Хипстинского массива показан на рис. 1.
На рис. 2А сведены данные приведенного выше описания горных пород в геологическую колонку.
Поскольку специализированных геологосъемочных работ нами на территории массива не проводилось, мы можем говорить только о деталях строения геологической толщи. По нашим представлениям карбонатная толща в пределах Хинстинского массива имеет несколько другой вид (см. вторую колонку на Рис. 2Б). При сравнении этих двух колонок, видно, что строение карбонатной толщи различно. Это не означает, что предшествующие исследователи ошиблись. Скорее всего, это связано с большой пространственной изменчивостью пород. Особенно это относится к брекчиям или конглобрекчиям, которые Букия относил к «намывным брекчиям». По-видимому, они представляют собой дельтовые отложения реки ПалеоХипста и именно поэтому обладают большой пространственной изменчивостью.
Основываясь на наших данных, мы можем сказать, что существующая геологическая карта имеет не только неточности, как это видно по мощности «намывных брекчий», но и явные ошибки. В частности, нами не были обнаружены толщи меловых отложений на вершине горы Акугра, которые есть на геологической карте. На вершине горы Турецкая Шапка была найдена нижняя часть нижней толщи брекчий. И если нижнюю толщу брекчий считать меловой, то в этом случае меловые отложения слагают только самую вершинную часть этой горы, а не покрывают значительные территории, как это показано на геологической карте (Рис. 1).
Из этого следует, что севере Хипстинского массива обнажаются верхнеюрские отложения, а на юге – меловые. В какой части карбонатной толщи следует проводить границу юрских и меловых пород не вполне понятно. Мы проводим ее по нижней границе нижней толщи брекчий. Косвенным подтверждением правильности наших выводов является то, что мощность отложений неокома по данным С.Г Букия и нашим данным практически совпадает. Это говорит об очень сильной пространственной изменчивости этих отложений при почти неизменной мощности. Используя данные наших наблюдений, мы несколько изменили геологическую карту на центральную часть Хипстинского массива (Рис. 3).


Рис. 2. Стратиграфические колонки на территорию Хипстинского карстового массива.
А – построено по данным С.Г. Букия [2, 3], Б – по нашим данным.


Рис. 3. Фрагмент исправленной геологической карты на территорию Хипстинского карстового массива. 1 – Порфиритовая свита байоса, 2 – песчаники и глины келловея-оксфорда, 3 – песчаники, глины и известняки киммериджа, 4 – доломитизированные известняки и мергели титона, 4 – известняки, мергели, доломиты и «намывная брекчия» неокома, 5 – доломитизированные известняки и известняки баррема, 6 – мергелистые известняки и мергели апта, 7 – мергели, глины, песчаники альба, 8 – известняки верхнего мела, 9 – песчаники и глины палеогена и неогена, 10 – разрывные нарушения, 11 – северная граница водораздела, ограничивающая водосбор пещерной системы СМИ, 12 – входы в пещерную систему: 1 – Иллюзия, 2 – Меженного, 3 – Снежная, 4 – эставелла – мето выхода воды из подземной реки пещерной системы СМИ.

С другой стороны, на вершине горы Турецкая Шапка нами были обнаружены точно такие же брекчии, как и на северном склоне хребта Раздельного. Это говорит о том, что сток воды и наносов в реке ПалеоХипста был направлен с ССЗ на ЮЮВ. Поскольку генеральное направление ходов пещерной системы СМИ направлено в том же направлении, то можно предположить, что и в пределах пещерной системы обе толщи брекчий являются довольно выдержанными.
Пещерная система СМИ. Пещерная система СМИ сформирована в южном крыле крупной антиклинальной складки в известняках, доломитизированных известняках и доломитах. Верхняя часть пещерной системы до глубины 450-600 м заложена в массивных и толстослоистых известняках и доломитах баррема, и как мы ранее предполагали, вся нижняя часть пещерной системы почти полностью приурочена к пласту намывных брекчий нижнего неокома [14]. По данным геологов [3], «намывная брекчия» сложена угловатыми обломками доломитизированных известняков и сцементирована известковым цементом, мощность пласта достигает 35-40 м. Наши исследования 1986 и 2012 гг. показали, что брекчии (вернее, часто конглобрекчии) являются, скорее всего, нижнемеловыми и имеют в разрезе гораздо большую мощность. Оказалось, что в пределах Хипстинского массива конглобрекчии образуют две пачки мощностью примерно по 100 м каждая, которые разделены пачкой доломитов и брекчированных доломитов мощностью около 100 м (Рис 2Б). В составе обломков брекчии преобладают доломиты и известняки, встречаются мергели и песчаники; обломки в отдельных случаях имеют слабоокатанную форму. По-видимому, это дельтовые отложения реки ПраХипсты, которая в верхнем течении размывала нижележащие среднеюрские толщи, расположенные в горах территориально севернее. Хорошие стратиграфические контакты брекчий в пещерной системе не наблюдались. На отдельных участках отмечено залегание брекчий в карманах известняка, иногда встречаются тектонические контакты. На основании этого А.И. Морозовым было сделано предположение, что брекчии не являются пластовыми, а приурочены к древним полостям, по которым развивается современная пещерная система [14]. Наши исследования показывают, что вся верхняя часть реки пещерной системы в основном приурочена к верхней пачке пластовых конглобрекчий. На отдельных участках (на втором завале, Байпасе, Ревущем каскаде и зале ИГАН) пещерная река врезается в горизонт доломитов и брекчированных доломитов, расположенных между слоями конглобрекчий, а после зала ИГАН уходит в нижний слой конглобрекчий. Поэтому залы (Икс, Пенелоты, Тронный) в нижней части пещерной системы заложены именно в этих конглобрекчиях (Рис. 4). Таким образом, пластовые конглобрекчии в основном контролируют положение подземной реки в пещерной системе СМИ.


Рис. 4. Схематический меридианальный разрез горных пород хребта Раздельного. 1 – известняк, 2 – доломит, 3 – брекчированный доломит, 4 – конглобрекчии, 5 – мергели, 6 – схематический разрез пещерной системы СМИ.

Наши исследования также показали, что кроме осадочных пластовых конглобрекчий в полости встречаются тектонические конглобрекчии и брекчии, а также переотложенные конглобрекчии, что доказывается находками неокатанных обломков сталактитов среди других обломков (обнаружены на 2 завале на ручье Водопадном). К сожалению, визуально все три вида конглобрекчий не различаются, поэтому на местности трудно распознать, где какие разности превалируют.
Элементы полости, приуроченные к известнякам и доломитам, чаще имеют более крутой уклон (колодцы, каскады), чем соответствующие элементы в конглобрекчиях (галереи). Коэффициент пустотности в местах, где подземная река протекает в конглобрекчиях, значительно больше, чем на участках известняков и доломитов. К этим же местам приурочено и большинство притоков подземной реки.
Большое количество глыбовых завалов в пропасти связано, по-видимому, с тем, что конглобрекчии имеют значительно меньшую механическую прочность, чем перекрывающие их доломиты и известняки, легче размываются, менее устойчивы на сводах. Многие завалы контролируются крупными тектоническими нарушениями. Так, наиболее крупный глыбовый завал под залами Анфилада, Надежда и Победа контролируется вертикальным разломом общекавказского простирания с зоной дробления и милонитизации пород, мощностью от 0,5 до 10 м. Галереи пещерной системы развиты в основном по вертикальным трещинам простирания 0°, 70-90°, 110-130°, 150°. Роза тектонической трещиноватости пород на поверхности и простирание ходов пещеры уверенно совпадают только в субширотном направлении (113°). Несовпадение остальных направлений может быть объяснено большими размерами и глубиной полости, заложенной в разных тектонических блоках [13].
Тектонические нарушения в полости разнообразны, что подчеркивается морфологией пещерных ходов, зеркалами скольжения и зонами милонитизации. Наиболее крупные разломы имеют общекавказское простирание, но падение у плоскостей разломов может быть как северное, так и южное. Большинство встреченных в полости флексур осложнено тектоническим срывом. Большое количество разломов привело к формированию многочисленных мелких блоков, что выражается в том, что при перемещении по пещерной реке часто видно чередование горных пород: то ход развит в конглобрекчиях, то в доломитах или известняках.
Пещерная система СМИ не очень богата вторичными минералами. В ней наиболее распространены следующие вторичные минералы: Mg- и Sr-содержащий кальцит, арагонит, гипс, кварц, кремень, глинистые минералы, встречаются гидромагнезит и целестин, отмечены отдельные находки стронцианита, доломита, гетита, рутила и циркона [1]. Эти минералы формируются при разрушении материнских пород.
Некоторые нерешенные вопросы. Казалось бы, теперь, после некоторых геологических уточнений все становится ясным. Однако это не так. К сожалению, геологические наблюдения проводились нами только в ветке Снежной, а остальные участки пещерной системы СМИ нам обследовать не довелось. Поэтому остаются, например, такие вопросы:
• почему в ветке Иллюзия пещерными ходами вскрываются брекчии на несколько большей глубине (около 600 м), чем в ветках Снежная и Меженного (450 м) и глубже, чем это следовало бы ожидать по строению карбонатной толщи на северном склоне хребта Раздельный (400 м)? Объяснений может быть несколько: а) дублирование верхней массивной толщи пологими разрывными нарушениями, б) перемещения в тектонических блоках, ограниченных вертикальными разрывами и др.
• как изменяется залегание и мощность брекчий вдоль трассы пещерной реки? Чем конкретно обусловлена смена пород вдоль ее русла?
• где распространены первично осадочные, тектонические и вторично-осадочные конглобрекчии в пещерной системе?
Чтобы ответить на эти и на еще многие возникающие вопросы, нужно провести в пещерной системе серьезные геологические исследования.
Рекомендации. Раз большая часть пещерной реки приурочена к слою верхних конглобрекчий, то, вероятно, их толща благоприятнее для формирования пещерных каналов, чем нижняя толща крнглобрекчий. Возможно, обойти нижние залы и завал Метростроя удастся только по верхним горизонтам (слою брекчированных доломитов между пачками брекчий, в котором, например, заложена система Адена или даже выше него, то есть по слою нижних брекчий. Из этого следует, что нужно направить усилия поисков верхних ходов в Ревущем каскаде, зале ИГАН. Возможно, также стоит попытаться искать продолжение в завале на дне зала Икс. Не зря же, наверное, здесь может быстро уходить вода из зала Икс. Вряд ли она просто переливается в зал Пенелопы. Что касается завала Метростроя, то можно попытаться разбирать завал в его верхней части над Лебединой рекой, где завал сложен окатанными валунами. Это означает, что когда-то здесь текла вода. И здесь же имеется очень слабая (едва ощутимая) тяга воздуха.
Заключение. На основании полевых исследований строения толщи горных пород в центральной части Хипстинского карстового массива и некоторых наблюдений в ветви Снежной пещерной системы СМИ представлены данные о геологическом строении карстующихся толщ, в которых заложена пещерная система СМИ. Показано, что верхняя часть системы до глубин 450-600 м заложена в известняках и доломитах, а пещерная река с притоками сформировалась преимущественно внутри слоя верхних брекчий, и только после Байпаса и Ревущего каскада, когда пещерная река врезается в брекчированные доломиты, воды реки уходят в нижние брекчии (конглобрекчии). Здесь сформировались самые крупные залы системы СМИ: Икс и Тронный. По-видимому, обойти последние завалы можно по старым галереям, приуроченным к верхней пачке брекчий.

Литература
1. Базарова Е.П., Мазина С.Е., Ходырева Е.В. Минералогические исследования в пещерной системе Снежная-Меженного-Иллюзия (Западный Кавказ, Бзыбский хребет): предварительные результаты и направления дальнейших работ // Спелеология и Карстология, 10,2013, С. 76-85.
2. Букия С.Г. Отчет Гудаутской геолого-съемочной партии по работам 1951 года. Тбилиси,1951, ВГФ.
3. Букия С.Г., Колосовская О.В., Абамелик Е.М. Геологическая карта и карта полезных иско паемых Абхазской АССР масштаба 1:50000. Объяснительная записка. М.: Недра, 1971, 337 с.
4. Вахрушев Б.А., Дублянский В.Н., Амеличев Г.Н. Карст Бзыбского хребта. Западный Кавказ. Москва: РУДН, 2001. 165 с.
5. Геология СССР. Т.10. Грузинская ССР. М.: Недра. 1964.
6. Геоморфология Грузии. Тбилиси, 1971.
7. Гусев А.С., Мазина С.Е. Движение карстовых вод системы Снежная (Западный Кавказ): результаты индикаторного опыта 2010 года // Спелеология и спелестология: развитие и взаимодействие наук, Сборник материалов Международной научно-практической конференции, 2010, Набережные Челны: НГПИ, С. 121-124.
8. Комплексные карстолого-спелеологические исследования и охрана геологической среды Западного Кавказа. (Под ред. В.Н. Дублянского, В.И. Клименко, Б.А. Вахрушева, В.Д. Резвана). Сочи, 1987. 124 с.
9. Купаридзе Д.И., Букия С.Г. Отчет Абхазской поисковой партии на барит по работам 1949 г. Тбилиси, 1950. ВГФ.
10. Курочкин В.И., Астахов Н.Е., Чихелидзе С.С., Сорокина М.Д. Геологическая карта СССР. Масштаб 1:200000, Серия Кавказская, К-37-XI (Гудаута). Объяснительная записка. М.: Госгеолтехиздат, 1959.
11. Людковский Г.В., Мавлюдов Б.Р., Морозов А.И., Немченко Т.А., Усиков Д.А. Об исследовании Снежной - глубочайшей пещеры СССР (Западный Кавказ). ДАН СССР, т.259, № 2, 1981, С. 437-442.
12. Мавлюдов Б.Р. Некоторые сведения о карсте Хипстинского высокогорного массива (Западный. Кавказ) // Тез. докл. Всес. совещ. “Карст Средней Азии и горных стран”, Ташкент, 1979, С. 45-47.
13. Мавлюдов Б.Р., Усиков Д.А. Предварительный отчет об исследованиях пещеры “Снежная” Западно-Кавказским карстово-гляциологическим отрядом отдела гляциологии Института географии АН СССР (Июнь-июль, 1979 г.). Научный руководитель: чл.-корр. АН СССР В.М. Котляков, Москва: Институт географии АН СССР, 1979, 71 с.
14. Мавлюдов Б.Р., Морозов А.И. Пропасть Снежная. Пещеры, вып. 13, Пермь, 1984, С. 15-25.
15. Тинтилозов З.К. Карстовые пещеры Грузии. Тбилиси: Мецниереба, 1976. 275 с.

 
Free template "Frozen New Year" by [ Anch ] Gorsk.net Studio. Please, don't remove this hidden copyleft! You have got this template gratis, so don't become a freak.