Az antropológusoknak sikerült kinyerniük az ősi homininok DNS-ét a barlangok üledékéből. A barlangi üledékek típusai, keletkezése és ásványtana A barlangi formák kialakulásának sémája

A víz nem csak barlangokat hoz létre, hanem díszíti is. A barlangokat elképesztően széppé és egyedivé tevő kemogén képződmények rendkívül változatosak. Több ezer év alatt alakulnak ki. Kialakulásukban a karbonátos kőzetek vastagságán átszivárgó és a karsztbarlangok mennyezetéről lecsepegő beszivárgó vizek játsszák a főszerepet. A múltban ezeket a formákat cseppentőnek nevezték, és különbséget tettek a „felső csepegtető” és az „alsó csepegtető” között.

A szinterezõ képződmények eredetét elõször a nagy orosz tudós, M. V. Lomonoszov magyarázta: „A felsõ csepp minden tekintetben hasonló a jégcsapokhoz. Természetes boltozaton lóg. A jégcsapokon keresztül, amelyekből olykor sok különböző hosszúságú és vastagságú van egybeolvadva, felülről különböző szélességű függőleges kutak haladnak át, amelyekből hegyi víz csöpög, hosszuk megnő és alsó csöpögést produkál, amely a felsőről lehulló cseppekből nő. jégcsapok. A kupak színe, és különösen a felső, többnyire pikkelyszerű, fehér vagy szürkés; néha, mint egy jó yar, zöld vagy teljesen szőrös" .

A szinteres képződmények általában a földalatti üregek megjelenése után alakulnak ki (epigenetikus) és nagyon ritkán ezekkel egyidejűleg (szingenetikus). Ez utóbbiakat a karsztbarlangokban nyilván nem figyeljük meg.

Kemogén lerakódások a barlangok régóta felkeltették a kutatók figyelmét. Mindeközben az osztályozás és a tipizálás kérdései egészen a közelmúltig rendkívül gyengén fejlődtek. A speciális vizsgálatok közül kiemelkedik V. I. Stepanov (1971) munkája, aki a barlangok ásványi aggregátumait három típusra osztja: cseppkő-cseppkőkéreg (ide tartoznak a szabadon folyó oldatokból származó kristályosodási termékek, azaz a cseppkövek, cseppkövek, cseppkövek, drapériák, a barlangok falára és padlójára csepegtető anyagok, korallok (ebbe a típusba tartoznak az ásványi aggregátumok, amelyek a földalatti üregek felszínén lévő kapilláris vízrétegekből keletkeztek és szintereznek) és antolitok (ezt a típust könnyen oldódó ásványi anyagok párhuzamos rostos aggregátumai képviselik) gipsz, halit – amelyek a növekedés során csavarodnak és hasadnak stb.). Bár ez a tipizálás egy genetikai osztályozási jellemzőn alapul, elméletileg nincs kellően alátámasztva.

A legnagyobb érdeklődésre számot tartó G. A. Maksimovich (1963) és Z. K. Tintilozov (1968) által javasolt kemogén formák osztályozása. E vizsgálatok alapján a kemogén képződmények a következő fő típusokra oszthatók: szinteres, kolomorf és kristályos.

Szinter formációk, amelyek a barlangokban elterjedtek, alakjuk és keletkezési módjuk szerint két nagy csoportra oszthatók: a mennyezeten lógó cseppekből felszabaduló meszes anyag hatására keletkező cseppkövekre, valamint a lehullott cseppekből felszabaduló anyag hatására keletkező cseppkövekre.

A szinteres cseppkőképződmények között megkülönböztetik a gravitációs (vékonycsöves, kúp alakú, lamellás, függöny alakú stb.) és anomális (főleg heliktitek) képződményeket.

Különösen érdekesek a vékony csöves cseppkövek, amelyek esetenként egész kalcitbozótokat alkotnak. Kialakulásuk a beszivárgó vizekből kalcium-karbonát vagy halit felszabadulásával függ össze. A beszivárgó vizek, miután beszivárogtak a barlangba és új termodinamikai körülmények között találták magukat, elveszítik a szén-dioxid egy részét. Ez a telített oldatból kolloid kalcium-karbonát felszabadulásához vezet, amely a mennyezetről leeső csepp kerülete mentén vékony henger formájában rakódik le (Maksimovich, 1963). Fokozatosan növekszik, a gerincek hengerré alakulnak, vékony csöves, gyakran átlátszó cseppköveket képezve. A csőszerű cseppkövek belső átmérője 3-4 mm, falvastagsága általában nem haladja meg az 1-2 mm-t. Egyes esetekben elérik a 2-3, sőt a 4,5 métert is.

A cseppkövek közül a kúp alakú cseppkövek a leggyakoribbak (3. kép). Növekedésüket a cseppkő belsejében található vékony üregben lefolyó víz, valamint a kalcitanyag áramlása határozza meg a lerakódás felületén. A belső üreg gyakran excentrikusan helyezkedik el (4. ábra). Ezeknek a csöveknek a nyílásától 2-3 percenként. tiszta víz csöpög. A főként repedések mentén elhelyezkedő, azokat jól jelző kúp alakú cseppkövek méretét a kalcium-karbonát-ellátottság és a földalatti üreg mérete határozza meg. A cseppkövek jellemzően nem haladják meg a 0,1-0,5 m hosszúságot és a 0,05 m átmérőt. Néha elérhetik a 2-3, sőt a 10 métert is (Anakopia-barlang) és a 0,5 m átmérőt.

Érdekesek azok a gömb alakú (hagyma alakú) cseppkövek, amelyek a csőben lévő lyuk eltömődése következtében keletkeztek. A cseppkő felületén aberrációs megvastagodások, mintás növedékek jelennek meg. A gömb alakú cseppkövek gyakran üregesek a kalciumnak a barlangba belépő víz általi másodlagos feloldódása miatt.

Egyes barlangokban, ahol jelentős a légmozgás, ívelt cseppkövek – anemolitok – találhatók, amelyek tengelye eltér a függőlegestől. Az anemolitok képződését a cseppkövek hátul felőli oldalán lelógó vízcseppek párolgása határozza meg, aminek következtében a cseppkő a légáramlás irányába hajlik. Az egyes cseppkövek hajlítási szöge elérheti a 45°-ot. Ha a levegő mozgásának iránya időszakosan változik, akkor cikk-cakk anemolitok képződnek. A barlangok mennyezetéről lelógó függönyök és drapériák a cseppkövekhez hasonló eredetűek. Egy hosszú repedés mentén szivárgó beszivárgó vízhez kapcsolódnak. Egyes függönyök, amelyek tiszta kristályos kalcitból állnak, teljesen átlátszóak. Alsó részükön gyakran vékony csövű cseppkövek találhatók, amelyek végén vízcseppek lógnak. A kalcitlerakódások megkövesedett vízeséseknek tűnhetnek. Az egyik ilyen vízesés az Anakopia-barlang tbiliszi barlangjában található. Magassága kb. 20 m, szélessége 15 m.

A heliktitek összetett, excentrikus cseppkövek, amelyek az anomális cseppkőképződmények egy alcsoportjába tartoznak. A karsztbarlangok különböző részein (mennyezeten, falakon, függönyökön, cseppköveken) találhatók, és a legváltozatosabb, gyakran fantasztikus formájúak: ívelt tű, összetett spirál, csavart ellipszis, kör, háromszög stb. A tű alakú heliktitek elérik a 30 mm hosszúságot és a 2-3 mm átmérőt. Egykristályok, amelyek az egyenetlen növekedés következtében megváltoztatják a térbeli orientációt. Vannak egymásba nőtt polikristályok is. A főként barlangok falán és mennyezetén növő tű alakú heliktitek szakaszán központi üreg nem nyomon követhető. Színtelenek vagy átlátszóak, végük hegyes. A spirál alakú helictitek túlnyomórészt cseppköveken fejlődnek ki, különösen a vékony csöveseken. Sok kristályból állnak. Ezekben a helictitek belsejében egy vékony kapilláris található, amelyen keresztül az oldat eléri az aggregátum külső szélét. A heliktitek végein képződött vízcseppek a cső- és kúpos cseppkővel ellentétben hosszú ideig (sok óráig) nem válnak le. Ez határozza meg a helictitek rendkívül lassú növekedését. Legtöbbjük az összetett képződmények típusához tartozik, amelyek bizarr és bonyolult alakúak.

A heliktit képződésének összetett mechanizmusa jelenleg nem teljesen ismert. Sok kutató (N.I. Krieger, B. Zheze, G. Trimmel) a heliktitek kialakulását a vékonycsöves és más cseppkövek növekedési csatornájának elzáródásával hozza összefüggésbe. A cseppkőbe jutó víz behatol a kristályok közötti repedésekbe, és kijön a felszínre. Így kezdődik meg a heliktitek növekedése, a kapilláris erők és a kristályosodási erők túlsúlya miatt a gravitációval szemben. Úgy tűnik, hogy a kapillárisság a fő tényező az összetett és spirál alakú heliktitek kialakulásában, amelyek növekedési iránya kezdetben nagymértékben függ a kristályközi repedések irányától.

F. Chera és L. Mucha (1961) kísérleti fizikai-kémiai vizsgálatai igazolták a barlangok levegőjéből a kalcit kicsapódásának lehetőségét, ami heliktitek kialakulását okozza. A 90-95%-os relatív páratartalmú levegő kalcium-hidrogén-karbonáttal apró vízcseppekkel túltelítve aeroszolnak bizonyul. A falak párkányaira, kalcitképződményekre hulló vízcseppek gyorsan elpárolognak, a kalcium-karbonát üledékként hullik ki. A kalcitkristály legnagyobb növekedési sebessége a főtengely mentén megy végbe, ami tű alakú heliktitek képződését okozza. Következésképpen olyan körülmények között, ahol a diszperziós közeg egy gáz halmazállapotú anyag, heliktitek nőhetnek a környező aeroszolból egy oldott anyag diffúziója miatt. Az így keletkezett heliktiteket („aeroszol hatás”) „barlangi dérnek” nevezik.

A heliktitek kialakulását egyes kutatók szerint az egyes vékonycsöves cseppkövek betápláló csatornájának eltömődése és az „aeroszolhatás” mellett a karsztvizek hidrosztatikus nyomása (L. Yakuch), a levegő sajátosságai is befolyásolják. keringés (A. Vikhman) és mikroorganizmusok. Ezek a rendelkezések azonban nem kellően indokoltak, és – amint az elmúlt évek kutatásai kimutatták – nagyrészt vitathatóak. Így az excentrikus szinteres formák morfológiai és krisztallográfiai jellemzői vagy a kapillárissal, vagy az aeroszol hatásával, valamint e két tényező kombinációjával magyarázhatók.

A legérdekesebbek a cseppkövek szerkezetére, képződésük jellemzőire és növekedési ütemére vonatkozó kérdések. Ezekkel a kérdésekkel A. N. Csurakov (1911), N. M. Sherstyukov (4940), G. A. Maksimovich (1963) és Z. K. Tintilozov (1968) foglalkozott.

A cseppkövek főleg kalcitból állnak, amely 92-100%-ot tesz ki. A kalcitkristályok táblás, prizmás és egyéb alakúak. A cseppkő hossz- és keresztmetszetében mikroszkóp alatt akár 3-4 mm hosszúságú orsó alakú kalcitszemcsék is nyomon követhetők. A cseppkövek növekedési zónáira merőlegesen helyezkednek el. Az orsó alakú szemcsék közötti tereket finomszemcsés (legfeljebb 0,03 mm átmérőjű) kalcit tölti ki. Nagy nagyításnál az egyes finomszemcsés kalcitszemcsék finomkristályos szemcsés szerkezetet mutatnak (5. ábra). Néha jelentős mennyiségű amorf és agyagos-meszes anyagot tartalmaznak. A cseppkő sávos összetételét a vékony, párhuzamos rétegek formájában nyomon követhető agyagos pelites anyaggal való szennyeződés határozza meg. A sáv a kristályok ütésén halad keresztül. A cseppkő növekedése során a bejövő oldat szennyezőanyag-tartalmának változásával jár.

A cseppkövek növekedési sebességét a beáramlás sebessége (az aggregáció gyakorisága) és az oldat telítettségének mértéke, a párolgás jellege és különösen a szén-dioxid parciális nyomása határozza meg. A cseppkövekről lehulló cseppek gyakorisága néhány másodperctől több óráig terjed. Néha a cseppkövek végén lógó cseppek egyáltalán nem esnek le. Ebben az esetben a víz csak párologtatással távolítható el, ami a cseppkövek rendkívül lassú növekedését okozza. Magyar barlangkutatók által végzett speciális vizsgálatok kimutatták, hogy a cseppkőről lelógó cseppek vízkeménysége 0,036-0,108 mekv-vel nagyobb, mint a lehulló cseppeké. Következésképpen a cseppkő növekedése a víz kalciumtartalmának csökkenésével és a szén-dioxid felszabadulásával jár. Ezek a vizsgálatok a cseppkővizek keménységének jelentős változását is megállapították az év során (akár 3,6 mg-ekvivalens), a legalacsonyabb keménységet télen figyelték meg, amikor az élettevékenység gyengülése miatt csökken a víz szén-dioxid-tartalma. mikroorganizmusok. Ez természetesen befolyásolja a cseppkövek növekedési ütemét és alakját az év különböző évszakaiban.

Különösen érdekesek a cseppkövek növekedési ütemének közvetlen megfigyelései (még nem sok). Nekik köszönhetően sikerült megállapítani, hogy a kalcitcseppkő növekedési üteme különböző földalatti üregekben és eltérő természeti körülmények között G. A. Maksimovich (1965) szerint 0,03-35 mm/év között változik. A halit cseppkövek különösen gyorsan nőnek. Az erősen mineralizált nátrium-kloridos vizek beáramlása mellett a cseppkövek növekedési üteme a Shorsui bányában (Közép-Ázsia, Alai-hegység) N. P. Yushkin (1972) tanulmányai szerint napi 0,001 és 0,4 mm között változik. egyes esetekben eléri a napi 3 ,66 mm-t, vagy évi 1,336 m-t.

A sztalagmitok alkotják a szinteres képződmények második nagy csoportját. A karsztbarlangok talaján alakulnak ki, és általában a cseppkövek felé nőnek. A mennyezetről lehulló cseppek kis (legfeljebb 0,15 m) kúpos lyukat ürítenek ki a barlangfenék lerakódásaiban. Ez a lyuk fokozatosan megtelik kalcittal, egyfajta gyökeret képezve, és a sztalagmit elkezd felfelé nőni.

A sztalagmitok általában kis méretűek. Csak néhány esetben érik el a 6-8 m magasságot, az alsó rész átmérője 1-2 m. A cseppkövekkel érintkező területeken a legváltozatosabb formájú kalcitoszlopok, cseppkövek jelennek meg. A mintás vagy csavart oszlopok különösen szépek.

A sztalagmitoknak alakjuktól függően sok neve van. Léteznek kúpos sztalagmitok, pagoda alakú, pálma sztalagmitok, pálcika sztalagmitok, korallitok (fa alakú, korallbokroknak tűnő sztalagmitok) stb. A sztalagmitok alakját képződésük körülményei és mindenekelőtt foka határozza meg. a barlang víztartalma.

Az Anakopia-barlang Iveria-barlangjában kőliliomnak tűnő sztalagmitok nagyon eredetiek. Magasságuk eléri a 0,3 m-t.Az ilyen sztalagmitok felső szélei nyitottak, ami a nagy magasságból lehulló vízcseppek fröccsenésével és a kalcium-karbonát felhalmozódásával jár együtt a keletkező lyuk falai mentén. Érdekesek a peremes sztalagmitok, amelyek gyertyatartókra emlékeztetnek (Anakopia-barlang tbiliszi barlangja). Peremek képződnek az időszakosan elárasztott sztalagmitok körül (Tintilozov, 1968).

Vannak excentrikus sztalagmitok. Görbületüket gyakran annak az esztrichnek a lassú mozgása okozza, amelyen kialakulnak. Ilyenkor a sztalagmit alapja fokozatosan lefelé mozdul, és az ugyanoda hulló cseppek a esztrich teteje felé hajlítják a sztalagmitot. Ilyen sztalagmitokat figyelnek meg például az Anakopia-barlangban.

A sztalagmitokra réteges szerkezet jellemző (6. ábra). A keresztmetszetben koncentrikusan elhelyezkedő fehér és sötét rétegek váltják egymást, amelyek vastagsága 0,02-0,07 mm között változik. A kerület körüli réteg vastagsága nem azonos, mivel a sztalagmitra hulló víz egyenetlenül terjed a felületén.

Vitasek F. (1951) kutatása kimutatta, hogy a növekvő sztalagmitrétegek féléves termék, a fehér rétegek a téli időszaknak, a sötétek pedig a nyári időszaknak felelnek meg, mivel a meleg nyári vizekben magasabb a fém-hidroxid- és szerves vegyületek tartalma. a téli vizekhez képest. A fehér rétegekre a kristályos szerkezet és a kalcitszemcsék a rétegek felületére merőleges elrendezése jellemző. A sötét rétegek amorfok, kristályosodásukat a kolloid vas-oxid-hidrát jelenléte megakadályozza.

Nagy nagyításnál a sötét rétegek sok fehér és sötét, nagyon vékony réteg váltakozását mutatták, ami a beszivárgó víz szivárgási körülményeinek többszörös változását jelzi az év során.

A keresztmetszetben a fehér és sötét rétegek szigorú váltakozását használják a sztalagmitok abszolút korának, valamint a keletkező földalatti üregek meghatározására. A számítások érdekes eredményeket adnak. Így a Kizelovskaya barlangból (Közép-Urál) származó, 68 cm átmérőjű sztalagmit korát 2500 évre határozták meg (Maksimovich, 1963). Egyes külföldi barlangok sztalagmitjainak kora féléves gyűrűkkel meghatározva 600 ezer év volt. (F. Vitasek kutatásai szerint a csehszlovákiai Demanov-barlangokban 10 év alatt, 10 mm-es sztalagmit képződik 500 év alatt.) Ez az érdekes, egyre szélesebb körben elterjedt módszer azonban még mindig messze nem tökéletes, és tisztázni kell.

A sztalagmit hosszanti metszetben sok, egymásra helyezett vékony sapkából áll. A sztalagmit középső részében a vízszintes kalcitrétegek élesen lefelé esnek a szélei felé (lásd 6. ábra).

A sztalagmitok növekedési üteme nagyon változó. Ez függ a barlang levegőjének páratartalmától, keringésének jellemzőitől, az oldat beáramlásának nagyságától, koncentrációjának mértékétől és hőmérsékleti viszonyaitól. A megfigyelések szerint a sztalagmitok növekedési üteme évente tizedtől több milliméterig terjed. E tekintetben különösen érdekesek a csehszlovák kutatók munkái, akik radiokarbon módszerrel határozták meg a karsztképződmények korát. Megállapították, hogy Csehszlovákia barlangjaiban a sztalagmitok növekedési üteme 0,5-4,5 cm/100 év (G. Franke). A szinteres képződmények kialakulásának hosszú és összetett történetében az anyag felhalmozódási periódusai váltakozhatnak a feloldódás időszakaival.

A kalcit szinteres képződményeket a lumineszcencia jelensége jellemzi, amely az aktiváló szennyeződések jelenlétével függ össze. Az impulzuslámpával besugárzott szinteres képződmények sárga, lágyzöld, azúrkék és kék fénnyel világítanak. Néha vakítóan fehér, egyenletes fényt bocsátanak ki, amely mintha ezekből a mesésen gyönyörű formákból áradna. A legfényesebb fényt a mangán-keveréket tartalmazó lerakódások adják.

NAK NEK kolomorf képződmények ide tartoznak a kalcitgátak (gurok), a kalcitkéreg, a kalcitfilmek, a barlanggyöngyök (oolitok) és a kőtej. A túlnyomórészt tufából álló gurok és barlangi oolitok szerkezetükben, porozitásukban és térfogati tömegükben némileg eltérnek a többi szinteres képződménytől, ami lehetővé teszi, hogy egy speciális csoportba különítsék el őket. Ez a felosztás azonban nagyrészt önkényes.

Meglehetősen elterjedtek a kalcitos gátak, vagyis a földalatti tavak duzzasztása. A Szovjetunióban 54 barlangban jegyezték fel. Gours főként mészkőben és sokkal ritkábban dolomitüregekben található. Vízszintes és ferde járatokban képződnek a kalcium-karbonát oldatból történő kicsapódása következtében, ami a föld alatti galérián áthaladó vízáramlás hőmérsékletének változása miatti szén-dioxid felszabadulásával jár. A gátak körvonalait, amelyek általában szabályos vagy görbe ívnek látszanak, főként a barlangfenék kiemelkedéseinek eredeti formája határozza meg. A gátak magassága 0,05-7 m között változik, hossza pedig eléri a 15 m-t.A morfológiai jellemzők alapján a torkolatokat területi és lineárisra osztják. Ez utóbbiakat főként szűk járatokban fejlesztik földalatti patakokkal, amelyeket külön tározókra osztanak fel, amelyek területe legfeljebb 1000 m2.

A vízáramlás nemcsak kalcitgátakat hoz létre, hanem el is pusztítja azokat. Amikor az erózió és a korrózió hatására a talajvíz áramlási sebessége és mineralizációja megváltozik, lyukak, törések és vágások keletkeznek a gurukban. Ez száraz hámok kialakulásához vezet, amelyek nem képesek megtartani a vizet. A további oldódás és erózió következtében a kalcitgátak helyén már csak erősen korrodált nyúlványok maradnak meg, amelyek az üreg padlóján és falain jelöltek. A szezonális félréteg vastagsága (0,1 mm) alapján V. N. Dublyansky meghatározta a gurek korát a Vörös-barlangban. Kiderült, hogy körülbelül 9-10 ezer év.

A kalcit gátak különösen érdekesek a Krasnaya, Shakuranskaya és Kutukskaya IV barlangokban. A Vörös-barlang túlsó részén, 340 méteres távolságban 36 kalcit kaszkádot figyeltek meg, amelyek magassága 2-7 m, hossza legfeljebb 13 m, szélességük esetenként eléri a 6 métert is. A Kutukskaya IV barlang felső emeletén található, 102 m hosszú Nagy Gurov A földalatti patak medrét 34 tejfehér kalcitból készült gát zárja el. Magasságuk eléri a 2 métert, hosszuk 15 m. Itt kerültek elő az ún. Az általuk duzzasztott tározókat teljesen kalcitréteg borítja. A Shakuran-barlang (Kaukázus) egyik járata, amelynek hossza eléri a 400 métert, kalcitgátakkal van felosztva 18 tóra, amelyek mélysége 0,5-2 m.

Kalcitkéreg általában a falak tövében képződik, amely mentén a barlangba beszivárgott víz folyik. Felülete általában egyenetlen, csomós, és néha hullámfodrokra emlékeztet. A kalcitkéreg vastagsága egyes esetekben meghaladja a 0,5 m-t.

Időnként fehér kalcitrétegek figyelhetők meg erősen mineralizált vizű földalatti tavak felszínén. Kalcitkristályokból keletkeznek, amelyek szabadon úsznak a víz felszínén. Ezek a kristályok egymással összeolvadva először a víz felszínén különálló foltok formájában lebegő vékony filmréteget, majd az egész tavat jégtakarószerűen beborító, folytonos kalcitréteget alkotnak. A gurámival duzzasztott tavakon a filmképződés a partoktól kezdődik. Fokozatosan növekszik, a film a teljes vízfelületet elfoglalja. A fóliák vastagsága kicsi. Néhány tized millimétertől 0,5 cm-ig vagy még többig terjed. Ha a tó szintje csökken, a víz felszíne és a film között űr keletkezhet. A kalcitfilmek túlnyomórészt szezonálisak. Száraz időszakokban fordulnak elő, amikor magas a kalcium- és bikarbonát-ionok koncentrációja a tó vizében. Amikor a bőséges eső és hóolvadt víz belép a barlangba, a földalatti tavak felszínén lévő kalcitrétegek megsemmisülnek.

L. S. Kuznetsova és P. N. Chirvinsky (1951) szerint a kalcitfilm 0,05-0,1 mm átmérőjű szemcsék mozaikja. A szemek tájolása véletlenszerű. Színük jellege alapján két csoportra oszthatók. Néhány, barnás és zavaros, enyhén áttetsző, míg mások színtelenek, átlátszóbbak, rostosnak tűnnek. Ami az ásványi összetételt illeti, mindkét szemcsoportot tiszta kalcium-karbonát képviseli. Mikroszkóp alatt a kéreg felső felülete csomós, az alsó felülete teljesen sima.

A kalcitfilmek mellett a gipszfilmek is megtalálhatók a tavak felszínén. Átlátszó jégként borítják nemcsak a tó vízfelületét, hanem agyagos partjait is. Ilyen film különösen a Kungur-jégbarlang tavainak felszínén látható.

Sok karbonátos kőzetekben kialakult barlangban kis kalcitgolyók találhatók, amelyeket oolitoknak vagy barlanggyöngyöknek neveznek. A gyöngy ovális, elliptikus, gömb alakú, poliéderes vagy szabálytalan alakú. Hosszúságuk általában 5-14 mm, szélességük 5-11 mm. A Szovjetunió legnagyobb oolitját a Maanikvar-bányában találták meg, amely az Anakopia-barlangrendszer része. A hossza 59 mm. Formájában és méretében egy csirke tojásra hasonlított. A lapított gyöngyök dominálnak. Néha több darabra (10-20) cementálódnak, és oolitos konglomerátumot képeznek. Az oolitok színe fehér vagy sárgás. Felületük matt, sima vagy érdes.

A barlangi gyöngyök főként (akár 93%-ban) kalcitból állnak. Keresztmetszetében koncentrikus szerkezetű, világos és sötét rétegek váltják egymást. A rétegek vastagsága változhat. A gyöngy középső részén kvarc-, kalcit- vagy agyagcsomók vannak, amelyek körül kolloid kalcium-karbonát héjak nőnek. Érdekes módon az oolitok kristályos héját vékony pelitomorf mészkőrétegek választják el egymástól.

A barlanggyöngyök sekély földalatti tavakban keletkeznek, amelyeket a mennyezetről csöpögő kalcium-karbonáttal telített vízcseppek táplálnak. Az oolitok képződésének fontos feltétele a folyamatos forgásuk. Az aggregátumok növekedésével forgásuk lelassul, majd teljesen leáll, mivel teljesen kitöltik a fürdőt, amelyben keletkeznek.

Az oolitok növekedése sok tényezőtől függ. Kedvező körülmények között nagyon gyorsan kialakulnak (a jugoszláviai Postojna-barlangban kb. 50 év alatt). A Hralupa-barlangban (Bulgária) 5-6 mm átmérőjű oolitokat találtak, amelyek mindössze 3-4 koncentrikus rétegből álltak. Ezért életkoruk 3-4 évre tehető. A kalcitrétegezés lehetőségét a kemogén képződmények korának meghatározására azonban nagyon óvatosan kell kezelni, hiszen „... a kalcium-karbonát lerakódás periodicitása nem esik egybe az évszakokkal, hanem csak a kalcium-karbonát mennyiségének változása határozza meg. bejövő víz, annak hőmérséklete és a környező levegő.”

A Szovjetunióban a Divya, Kizelovskaya, Krasnaya, Anakopiyskaya, Shakuranskaya, Vakhushti, Makrushinskaya és mások barlangjaiban található barlanggyöngyök kémiai összetételükben nem különböznek a tengeri puhatestűek biogén gyöngyeitől, mivel mindkettő kalcium-karbonátból áll. Eközben az igazi gyöngyök a barlangi gyöngyöktől az aragonitra jellemző markáns gyöngyházfényben különböznek, amelyet biogén gyöngyök képviselnek. . Az aragonit azonban a kalcium-karbonát instabil módosulata, és spontán átalakul kalcittá. Igaz, normál hőmérsékleten ez az átalakulás meglehetősen lassan megy végbe.

A meszes képződmények közül különösen érdekes a hold- vagy kőtej, amely jellegzetes kolloid. Olyan területeken borítja be a barlangok boltozatait és falait, ahol keskeny repedésekből tör ki a víz, és gyenge párolgás esetén nagymértékben cseppfolyósítja a kőzetet, amely megjelenésében mészpasztára, krémes masszára vagy fehér kőtejre emlékeztet. Ezt a nagyon ritka és máig megoldatlan természeti jelenséget Krasznajában (Krím), Kizelovskaya (Urál), Anakopia (Kaukázus) és a Szovjetunió néhány más barlangjában figyelték meg.

Egyes barlangok falán és mennyezetén különféle őshonos ásványok kristályai láthatók: kalcit, aragonit, gipsz és halit. Között krisztallit képződmények Különösen érdekesek a kalcit-, aragonit- és gipszvirágok (antoditok), amelyek kristályfürtök és rozetták formájában vannak, amelyek néha több centimétert is elérnek. Jelenleg kizárólag a barlangok száraz területein találhatók meg. Eredetük nyilvánvalóan összefügg egyrészt a kondenzvízcseppekből származó karbonát kristályosodásával, másrészt a karsztkőzetek kondenzvizek általi korróziójával. Amint azt a vizsgálatok kimutatták, ezek túlnyomórészt ősi képződmények. A jelenlegitől eltérő hidrológiai és mikroklimatikus körülmények között keletkeztek. Modern formák is megtalálhatók.

Az antoditok mellett érdekesek a kalcit-, aragonit-, gipsz- és halitkristályok, amelyek a barlangok falának és mennyezetének nagy területeit fedik le. Ilyen kristálygalériákat a Szovjetunió számos földalatti üregében (Kryvchenskaya, Krasnaya, Divya stb.) jegyeztek fel.

V. I. Stepanov (1971) tanulmányozta a kemogén lerakódások kialakulásának főbb mintázatait és a barlangok kristályosodási felhalmozódásának jellemzőit az Anakopia-szakadék példáján. Véleménye szerint a barlang egyes szakaszaiban a kristályosodás általános lefolyása a következő sémát követi: tufa cseppkőkéreg - kalcit-cseppkőkéreg - korallok - gipsz.

A speleolitogenezis legrészletesebb sémáját G. A. Maksimovich (1965) dolgozta ki. Kimutatta, hogy a kemogén képződmények természete és morfológiája függ a vízbeáramlás nagyságától és a szén-dioxid parciális nyomásától, amelyek a barlang fejlődésének különböző szakaszaiban jelentősen változnak. Nagy vízbeáramlások (1-0,1 l/sec) hatására az oldatból kihulló kalcium-karbonát borításokat, tököket képez a barlang alján (7. ábra). Az utóbbiak gyakran lépcsőzetesen vannak elrendezve. Amikor a barlang mennyezetén lévő repedésekből és lyukakból beáramló víz csökken, a feltételek megteremtődnek a masszív (0,01-0,001 l/sec), pagoda alakú (0,001-0,005 l/sec) és pálmafák (0,005) kialakulásához. -0,0001 l/sec) sztalagmitok. A kalcium-karbonáttal telített víz beáramlásának további csökkenésével először kúpos cseppkövek (10 -4 -10 -5 l/sec) jelennek meg, majd tapadós sztalagmitok (10 -5 -10 -6 l/sec). Különösen érdekes a 10 -4 -10 -5 l/sec (vagy 0,1- -0,01 cm 3 /sec) áramlási sebességű mellékfolyók osztálya, amelyek meghatározzák az alsó lito-akkumulációról a felsőre való átmenetet is. mint közös fejlődésük. Elhanyagolható vízbeáramlással, cső alakú cseppkövek (10 -3 -10 -5 cm 3 /sec), összetett, széles alappal rendelkező cseppkövek (10 -5 -10 -6 cm 3 /sec) és excentrikus cseppkövek (10 -6 -10 - 7 cm 3 /sec). A kondenzvizek is részt vesznek az excentrikus cseppkövek képződésében. A barlangkőképződés ezen szakaszában a kristályosodási erők dominálnak a gravitációs erővel szemben, ami a jelentősebb beáramlások során játszott nagy szerepet. A kemogén képződmények genetikai sorozatának végső láncszeme a kondenzvízből kicsapódó kalcithoz kapcsolódó krisztallit formák, amelyek ebben a szakaszban az egyetlen nedvességforrást jelentik.

A G. A. Maksimovich (1965) által javasolt barlangalakok kialakulásának sémája fontos elméleti és módszertani jelentőséggel bír. Lehetővé teszi a barlangok karbonát litogenezisének harmonikus genetikai sorozatának felvázolását a talajvíz áramlásának és a szén-dioxid parciális nyomásának mennyiségi mutatóinak figyelembevételével, amelyek időbeli változása a karsztüregek fejlődési szakaszaihoz kapcsolódik. Ebben a sémában sajnos sok elterjedt szinterezési forma (oszlopok, függönyök, drapériák stb.) helyzete nincs meghatározva, ami egyrészt a korlátozott kísérleti megfigyelési anyagnak, másrészt a a vizsgált probléma általános gyenge fejlődése.

A kemogén vagy vízkemogén képződmények, amelyek sok barlangot szokatlanul széppé tesznek, csak a barlangi lerakódások egyik fajtája. Rajtuk kívül a barlangokban (D. S. Szokolov és G. A. Maksimovich besorolása szerint) számos egyéb lelőhely is található, amelyek eredetük szerint maradék, vízmechanikai, földcsuszamlásos, glaciogén, organogén, hidrotermális és antropogén lelőhelyekre oszlanak. .

Maradék betétek A karsztkőzetek kilúgozása és a barlangok alján főleg agyagszemcsékből álló oldhatatlan maradványok felhalmozódása következtében keletkeznek. A barlangi agyagok leginkább az Anakolia-barlang száraz galériáiban tanulmányozhatók, ahol elérik a 0,45 m vastagságot, a maradék agyagréteg felső része túlnyomórészt finom, alsó része egyenetlen szemcsékből áll. Ezen agyagok összetételében (több mint 63%-ban) a 0,1-0,01 mm méretű részecskék dominálnak (1. táblázat).

Víz-mechanikai lerakódások A földalatti folyók hordaléka, a barlangi tavak üledékei és a repedéseken, orgonasípokon és kutakon keresztül a barlangokba bevitt allochton anyag képviseli. Homokos-agyagos anyagból állnak. Ezeknek a lerakódásoknak a vastagsága általában kicsi. Csak az orgonasípok alatt alakítanak ki agyagos esztricheket, néha akár 3 m magas vagy annál magasabb hegyes kúpok formájában.

Különösen érdekesek az Anakopia-barlang műanyag agyagjai, amelyek több mint 10 ezer m2 területet foglalnak el. Ezek borítják az agyagbarlang padlóját, valamint az abháziai és grúz barlangkutatók barlangjainak nagy részét. Ezeknek az agyagoknak a vastagsága feltehetően eléri a 30 métert A műanyag agyagokat főleg apró, 0,01 mm-nél kisebb átmérőjű részecskék alkotják, amelyek több mint 53%-ot tesznek ki. Iszapos-pelites szerkezetűek, és általában víztartalmú vas-oxidokkal színezik őket. Ezek az agyagok a barlang déli részében a jelentős zavarossággal jellemezhető légköri csapadék behatolása következtében kialakult ideiglenes tározók alján apró részecskék lerakódása következtében keletkeztek. A képlékeny agyagok felhalmozódásának gyakoriságát és időtartamát igazolja a különböző horizontok jelenléte bennük.

Földcsuszamlási lerakódásokáltalában nagy, kaotikusan felhalmozott sziklatömbökből állnak, amelyek a boltozatokból és a földalatti üregek falaiból omlottak ki. Ezzel kapcsolatban érdekes számításokat végeztek az Anakopia-barlangban. Kimutatták, hogy a Templom, Abházia és Grúz Barlangok barlangjaiban az összeomlott anyag térfogata körülbelül 450 ezer m 3 (azaz több mint 1 millió tonna kőzet), az egyes blokkok térfogata pedig eléri a 8-12 m 3 -t. Erőteljes blokkhalmok sok más barlangban is megfigyelhetők (8. ábra).

A tömb-földcsuszamlásos lerakódások között gyakran előfordulnak boltozatok összeomlásával összefüggő kalcit szinteres képződmények (cseppkövek, sztalagmitok) töredékei.

Leggyakrabban agyaggal és kalcittal borított régi földcsuszamlás-lerakódások figyelhetők meg. Egyes barlangokban azonban teljesen friss omlásokat is találhatunk. Ilyen területeket kutattunk fel, különösen a Divya (Ural) és Kulogorskaya (Kuloi fennsík) barlangokban.

Glaciogén lerakódások. A Szovjetunió számos barlangjában, ahol egész évben negatív hőmérséklet uralkodik, jégképződmények figyelhetők meg. A leghíresebb jégbarlangok közé tartozik a Kungurskaya, Kulogorskaya, Balaganskaya és Abogydzhe.

A Krím-félszigeten, a Kaukázusban, az Orosz-síkságon, az Urálban és Közép-Szibériában elterjedt karsztüregek - gleccserek - barlangjege a következő fő típusokra oszlik: szublimáció, beszivárgás, kongeláció és heterogén.

Között szublimációs képződmények A legnagyobb érdeklődésre azok a jégkristályok tartoznak, amelyek a viszonylag meleg levegő és a lehűlt tárgyak kölcsönhatása eredményeként keletkeznek. Nagyon sokféle alakjuk van, amelyeket a hőmérséklet, a páratartalom, a légáramlás iránya és sebessége határoz meg (Dorofejev, 1969). Léteznek levél alakú (-0,5-2°-os hőmérsékleten képződő), piramis (-2-5°), téglalap alakú (-5-7°), tű alakú (-10-15°) ill. páfrány alakú (-18 -20°). A legszebbek a piramis alakú kristályok, amelyeket általában legfeljebb 15 cm átmérőjű spirális piramisok egymásba növései képviselnek. Alkalmanként viszonylag szabályos zárt hatszögletű piramisok jelennek meg a barlangok boltozatain, csúcsukkal a mennyezet felé. Szintén gyönyörűek a páfrányszerű kristályok, amelyek erős fagyban képződnek, és vékony (0,025 mm) legfeljebb 5 cm hosszú lemezeknek tűnnek, és vastag rojtokban lógnak a barlangok mennyezetéről. Ezek a kristályok efemerek; enyhe hőmérséklet-emelkedéssel megsemmisülnek. Amikor a kristályok összenőnek, gyakran csillogó füzéreket, áttört csipkét és átlátszó függönyöket képeznek. A jégkristályok átlátszóak és nagyon törékenyek. Érintésre apró darabokra omlanak, amelyek lassan a barlang padlójára esnek.

A jégkristályok általában tavasszal jelennek meg, és több hónapig fennmaradnak. Csak néhány barlangban, különösen a permafrost területeken található barlangokban találhatók évelő kristályok. A jégkristályok kémiai összetétele a kőzetek összetételétől függ. E. P. Dorofeev (1969) szerint a Kungur-barlang éves szublimációs jégkristályainak mineralizációja 56-90 mg/l, az évelő pedig 170 mg/l.

NAK NEK tsnfiltrációs formák ide tartoznak a hidrogén eredetű jégcseppkövek, sztalagmitok és cseppkövek. A víz szilárd fázisba való átmenete eredményeként keletkeznek. Ezek a formák elérik a 10 m magasságot és a 3 m átmérőt. Életkoruk 2-3 hónaptól több évig terjed. A Kungur-barlangban például van egy jégsztalagmit, amelynek életkora több mint 100 év. Az egynyári formák átlátszóak, az évelő formák a szennyeződések miatt tejfehér színűek, kékes vagy zöldes árnyalattal.

Az egynyári és évelő jégképződmények szerkezetükben különböznek egymástól. Amint azt M. P. Golovkov (1939) tanulmányai kimutatták, a Kungur-barlangban az egytengelyű cseppkövek optikailag egytengelyű egykristályok, míg az évelő cseppkövek sok, rétegenkénti, megnyúlt, részben fazettált kristályból állnak, amelyek optikai tengelyekkel párhuzamosak a cseppkő hossza.

A cseppkövek, cseppkövek jege kémiai összetétel szerint lehet friss, legfeljebb 0,1% (1 g/l) oldható anyagtartalommal, vagy brakk, amelyben az oldható anyagok 0,1-1%. Friss jeget általában karbonátbarlangokban, brakkjeget pedig szulfátbarlangokban találnak.

Egyes barlangok hideg részén a falakon és a boltozatokon jegesedési kéreg található, amely egyrészt a repedéseken lefolyó víz megszilárdulása, másrészt a vízgőz szublimációja következtében képződik. . Vastagsága általában a milliméter töredékeitől a 10-15 cm-ig változik.Jég átlátszó, néha tejfehér, friss (1 g/l-nél kevesebb oldható anyag) vagy brakk. A jegesedés kéreg kora nagyon eltérő lehet, esetenként több év is lehet.

Jégbarlangok barlangjainak és járatainak talaján gyakran képződik fedőjég. Hidrogén vagy heterogén eredetű. A fedőjég vastagsága néhány centimétertől több méterig terjed. A többéves, gyakran réteges jég uralkodik. A fenyő a hó felhalmozódásának helyén található. A fedőjég kémiai összetétele a karsztkőzetek összetételétől függ. Vannak friss és sós jég. Ez utóbbit a gipszbarlangokban szulfát-kalcium összetétel jellemzi. A barlangi jég mineralizációja eléri a 0,21%-ot. Különösen érdekesek azok a jégkristályok, amelyek a barlangok talaján keletkeznek, amikor a beszivárgó vizek megszilárdulnak. Úgy néznek ki, mint egy összenőtt tűk, amelyek alatt lemezek nőnek.

Congelational a jeget a földalatti tavak és folyók jege képviseli. A föld alatti tavak felszínén tójég képződik hideg évszakban vagy egész évben. A tó jégfelülete a tó méretétől függ. Egyes esetekben eléri az 500 m2-t, a jég vastagsága pedig 0,15 m (A Földrajzi Társaság tava az Abogyje barlangban, a Mai folyón). A föld alatti patakokon lévő jég túlnyomórészt helyi eloszlású. A folyami jég területe és vastagsága általában kicsi. A tó- és folyójég eredete hidrogén. Amikor a felszín alatti víztestek megfagynak, néha kristályok képződnek hatágú csillagok formájában, amelyek vastagsága 1 mm és átmérője legfeljebb 10 cm.

A barlangi jég különféle nyomelemeket tartalmaz. A Kungur-barlang gyémánt-barlangjának eljegesedési kérgéből vett barlangjég spektrális elemzése azt mutatta, hogy a nyomelemek között a stroncium dominál, több mint 0,1%. A mangán, titán, réz, alumínium és vas tartalma nem haladja meg a 0,001%-ot.

A barlangi hideg előfordulásának, a hó és jég felhalmozódásának körülményei szerint N. A. Gvozdetsky (1972) hétféle karsztjégbarlangot különböztet meg a Szovjetunióban: a) karsztkutak és hóval és jéggel borított szakadékok, amelyekben a jég a hideg évszakban a száj hólyukon keresztül lehulló vízből keletkezik; b) hideg, zacskó alakú barlangok, amelyekben jég keletkezhet a repedésekből származó víz megfagyásával; c) az év meleg-hideg felében változó léghuzatirányú hideg barlangokon át, vagy befújás, hidrogénjéggel és légköri, illetve szublimációs jégkristályokkal; d) vízszintes gleccserbarlangokon keresztül a mennyezeten ablakkal, amelyen keresztül a hó esik, jéggé alakulva; e) átmenő vagy kifújható barlangok - örökfagyos területek, ahol a barlangi jég a különleges formáját képviseli; f) jól formázott üregek - örökfagyos területek; g) zacskószerű üregek - permafrost területek.

Szerves lerakódások- Guanó és csontbreccia sok barlangban található a Szovjetunióban. Azonban ezeknek a barlangoknak a foszforit lerakódásai jelentős vastagsággal rendelkeznek, és viszonylag kis területet foglalnak el. A guanó nagy felhalmozódását figyelik meg a Baharden-barlangban, ahol 1320 m2 területet foglalnak el. Ezeknek a lerakódásoknak a vastagsága eléri az 1,5 mt, a teljes készlet 733 tonna.A guánólerakódások foszfátjainak karbonátos kőzetekkel és kalcit szinterező képződményekkel való kölcsönhatása következtében metaszomatikus foszforitok keletkeznek.

Hidrotermikus lerakódások A karsztbarlangokban viszonylag ritkák. E tekintetben a legérdekesebbek a Magian folyó felső szakaszán (Zerafshan-hegység) található barlangok, amelyeket a felső-sziluri mészkövekben építettek ki. Izlandi szárat, fluoritot, kvarcot, stibnitet, cinóbert és baritot tartalmaznak. E barlangok eredete a tektonikus repedések mentén keringő hidrotermikus oldatok hatásával függ össze. Az ásványi lerakódások kialakulása és felhalmozódása ezekben a barlangokban fejlődésük későbbi szakaszában történt.

Antropogén üledékek a barlangokban főleg az ősi anyagi kultúrák maradványai képviselik, melyek főként a barlangok közeli részein találhatók. Az utóbbi időben a turisták és barlangkutatók gyakori barlanglátogatása miatt különféle antropogén eredetű lerakódások (élelmiszermaradványok, papír, használt elektromos akkumulátorok stb.) halmozódnak fel bennük.

Európában és Ázsiában számos őskori hominin lelőhely található szerszámokkal és más mesterséges tárgyakkal, de az ókori emberek maradványainak leletei nem túl sok. A Max Planck Evolúciós Antropológiai Intézet kutatói régészekből és őslénykutatókból álló csapattal, köztük Anatolij Derevianko híres orosz régésszel együttműködve megtalálták a módját, hogy „halászhassanak” sok emlőshöz, köztük ősi emberekhez tartozó apró DNS-töredékeket. üledékek a barlangokban. A tudósok egy új módszerről beszéltek, amely forradalmasíthatja a régészetet a magazinban Tudomány .

A neandervölgyiek és a denisovánok DNS-ének tanulmányozásával a kutatók saját evolúciós történetünket rekonstruálják. Az ókori emberek fosszilis maradványai azonban ritkák, és még ezek sem mindig alkalmasak genetikai elemzésre.

„Tudjuk, hogy egyes üledékkomponensek képesek megkötni a DNS-t” – mondja Matthias Meyer, az egyik kutató. "Ezért úgy döntöttünk, hogy kiderítjük, hogy a hominin DNS megőrizhető-e az üledékekben azokon az ősi helyeken, ahol éltek."

Ezt a célt szem előtt tartva Meyer és más tudósok számos kutatóval összefogtak, akik hét régészeti lelőhelyet tártak fel Belgiumban, Horvátországban, Franciaországban, Oroszországban és Spanyolországban. 14-550 ezer éves üledékmintákat gyűjtöttek. Nagyon kis mennyiségű anyag felhasználásával a kutatók kinyerték és elemezték a mitokondriális DNS-töredékeket, és megállapították, hogy tizenkét különböző emlősfajhoz tartoznak, köztük a gyapjas mamuthoz, a gyapjas orrszarvúhoz, a barlangi medvéhez és a barlangi hiénához.

Elemzésre előkészített üledékminta

A csapat ezután közvetlenül megvizsgálta a mintákat a hominin DNS-re. „Azt gyanítottuk, hogy mintáink többsége túl sok emlős DNS-t tartalmaz ahhoz, hogy emberi DNS nyomait kimutathassa” – mondta Dr. Vivian Slon, a tanulmány vezető szerzője. „Így megváltoztattuk a stratégiánkat, és kifejezetten emberi DNS-fragmenseket céloztunk meg.” A kutatók a modern emberi DNS-ből kifejlesztettek egy molekuláris „kampót”, amellyel „elkapták” a hozzá leginkább hasonló szekvenciákat. Aggódtak, hogy a hominin DNS olyan ritka lesz, hogy nem lesz kimutatható. „Leesett az állkapcsom” – írja le Elefánt érzelmeit a neandervölgyi DNS megtalálásának pillanatában. Kilenc mintából megfelelő mennyiségű hominin DNS-t izoláltunk további elemzéshez. Nyolc közülük egy vagy több neandervölgyitől származó mitokondriális DNS-t, egy pedig Denisovan DNS-t tartalmazott.

„Ez valóban forradalmi megközelítés. Ha tényleg minden olyan menő, mint a cikkben, akkor a paleoantropológusoknak sok felfedezésre kell számítaniuk a közeljövőben” – osztja meg benyomásait a Gazeta.Ru, a tudomány népszerűsítője és az Anthropogenesis.ru portál főszerkesztője.

- Valójában nem tegnap jelent meg a technológia – ezt hívják metagenomikus elemzésnek: amikor mintát vesznek a környezetből, és kivonják belőle az összes talált DNS-t. Például egy tó vizéből, vagy a fenéküledékekből vagy a talajból. Egy ilyen „metagenom” élőlények ezreinek DNS-fragmenseit tartalmazhatja – elsősorban mikroorganizmusokból, de nem csak. A speciálisan kifejlesztett eljárások segítségével a szakemberek meghatározzák, hogy kihez tartoztak ezek a „kóddarabok”.

„A hominin DNS üledékekből történő kinyerésével információkat szerezhetünk a hominincsoportok jelenlétéről olyan helyeken, ahol más módszerekkel nem lehetett kimutatni” – mondja Svante Pääbo genetikus. "Ez azt mutatja, hogy az üledékek DNS-elemzése nagyon hasznos régészeti eljárás, amely a jövőben általános gyakorlattá válhat."

A DNS-t még évekig szobahőmérsékleten tárolt mintákból is izolálták. Ezeknek és más újabb mintáknak az elemzése jelentősen elmélyíti az emberi evolúcióval kapcsolatos meglévő ismereteket.

„Nemrég megtettük ezt a neandervölgyiek fogkövével – és rájöttünk, milyen állatokat és milyen növényeket ettek több tízezer évvel ezelőtt” – mondja Sokolov. - Most menjünk még tovább.

Mit nyújt ez a megközelítés? Lehetőség olyan emlékművek tanulmányozására, amelyeken egyáltalán nincsenek emberi maradványok. De a legtöbb ilyen emlékmű!

Például az Orosz-síkságon sok középső paleolit ​​lelőhely található, de emberi maradványok szinte nincsenek. Ezért szigorúan véve nem tudjuk, milyen emberek voltak. Valószínűleg neandervölgyiek – mi van, ha nem? Egy új megközelítés választ ad erre a kérdésre.”

Az oroszországi barlangi lelőhelyek egyik első szisztematikus leírását A.A. Kruber a „Krím hegyvidéki karsztvidék” című híres monográfiájában (Kruber, 1915), ahol az E.A. osztályozása szerint. Martel különbözik: szinteres képződmények; tufa a talajvízkivezetéseknél; a falak megsemmisülésének és leszakadásának termékei; a meghibásodások és a boltozatok összeomlásának termékei; a barlangi agyag a karsztkőzetek oldhatatlan maradványa; a felszínről hozott törmeléklerakódások; valamint állati és növényi eredetű lerakódások; hó és jég.

A karsztüregek lerakódásai legtöbbször antropogén korúak. A negyedidőszaki lerakódások osztályozási konstrukcióiban azonban gyakorlatilag nem veszik őket figyelembe (Kiesevalter, 1985; Kozhevnikov, 1985; Schanzer, 1966). Jelenleg nincs átfogó osztályozás a barlangi üledékekre vonatkozóan. A hazai szakirodalomban általánosan elfogadott a D.S. osztályozása. Sokolova - G.A. Maksimovich, köztük nyolc barlangi lerakódás (Maksimovich, 1963). A múlt század 60-as éveinek elején hozták létre, majd néhány változáson át a mai napig használják. Ezt a barlangkutatók által széles körben ismert osztályozást is alapul fogjuk venni, kiegészítve a rendelkezésre álló modern kutatási adatokkal.

1. Maradék betétek
A maradék alatt általában az üregeket tartalmazó kőzetek oldhatatlan maradványai miatt keletkező lerakódásokat értjük. A masszív, jól karsztos mészkövek, amelyekben sok karsztbarlang található, 1-5% oldhatatlan maradékot tartalmaznak. A számítások azt mutatják, hogy 1 m 3 mészkő feloldásakor körülbelül 140 kg (0,05 m 3) agyaganyag képződik (Dublyansky, 1977; Shutov, 1971). A Kungur-barlang területén 1,6-2,3% oldhatatlan maradékot tartalmazó gipszkőzeteknél ez az érték 70 kg/m 3 szulfátkőzet. A visszamaradó lerakódások tiszta genetikai típusának izolálása általában meglehetősen nehéz. Ide tartoznak a barnásvörös műanyag agyagok, amelyek egyes kupolák belső felületét és karsztrepedések vékony rétegben borítják be. Néhány spektrális elemzés azt mutatja, hogy bennük a Be, Ba, Ti, V, Mn, Cr, Ni, Co, Pb, Sn, Ga, La olyan mennyiségben van jelen, amely nem haladja meg ezen elemek tartalmát a gazdakőzetekben (Dublyansky, Polkanov). , 1974; Stepanov, 1999).

A visszamaradó lerakódások valószínűleg finoman exhumált agyagokat tartalmaznak, amelyek bonyolultan ívelt mélyedéseket képeznek a barlangok boltozatán és falán. Ezek „agyagos vermiculációk”, amelyek az agresszív kondenzvizek és a gazdamészkövek szenet asszimilálni képes bakteriális mikroflórájának a kőzetre gyakorolt ​​együttes hatásának az eredménye (Hill, Forti, 1997).

A maradék lerakódások beboríthatják a vízzel teljesen megtelt üregek falát. Búvárfelszereléssel végzett munka során a visszamaradt üledékek könnyen felkavarnak, ami megnehezíti a víz alatti barlangkutatást.

2. Földcsuszamlás-lerakódások
Az összeomlásos lerakódások széles körben elterjedt, de kevéssé tanulmányozott barlangi lerakódás. V.N. Dubljanszkij (Dublyansky, 1977; Dublyansky, Dublyanskaya, 2004) a földcsuszamlás-lerakódások négy genetikai altípusát azonosította: termogravitációs, földcsuszamlás-gravitációs, tönkremeneteli-gravitációs, szeizmikus-gravitációs.

Termo-gravitációs lerakódások Az üregek bejárati részében képződnek, és a levegő hőmérsékletének éles napi ingadozásainak zónájában a fizikai mállás eredménye. Ezeket zúzott kő és mészkőtörmelék képviselik, laza halmozódásban szezonális rétegeket képezve. Általában csak a barlangok bejárati részében gyakoriak. A termogravitációs lerakódások vastagsága elérheti a több métert is (Vorontsovskaya, Akhshtyrskaya, Partizanskaya, Atsinskaya stb., Nyugat-Kaukázus), a legmélyebb rétegekre a súlyosabb mállás jellemző, helyenként a töredékek alumíniumanyaggá bomlanak. Ha vöröses színűek a vas- és mangán-oxiddal való dúsítás miatt, akkor kialakulásuk nedves és meleg éghajlaton történt. A fedőrétegeket rendszerint hámlásos zúzott kő képviseli nedvesített sötétbarna vályoggal - az ilyen lerakódások jelenléte enyhébb éghajlati viszonyokat jelez, amelyek elősegítik a talajképződés folyamatát mérsékelt éghajlaton. A felső rétegeket finom kavics és világosszürke vályog képviseli, ami a holocén korszak mállási folyamatának lelassulását jelzi. Így a töredékek helyzete és mérete, felületük és élük jellege, színe, valamint a másodlagos fémoxidok jelenléte lehetővé teszi a karsztüregek kialakulásának paleoklimatikus viszonyainak rekonstruálását (Niyazov, 1983).

Földcsuszamlás-gravitációs lerakódások kizárólag őshonos anyagok képviselik. A barlangokban a földalatti járatok pusztulása következtében alakulnak ki, főként falaikon kolluviális halmozódást képezve. A töredékek méretét tekintve a legnagyobb tömbfelhalmozódás a tektonikai zavarok zónáiban elhelyezkedő üregekre jellemző. A kőzetanyag mérete függ a kőzetek rétegzettségétől, repedésétől és a földalatti csarnokok és galériák magasságától. Néha földcsuszamlás-gravitációs lerakódások képződnek nagy kolluviális kúpok formájában a karsztbányák tövében. Ezek a lerakódások gyakorlatilag válogatatlanok és gyakran tömörítettek. Másodlagos szinterképződmények képződhetnek rajtuk. A nyitott üregek belső felületeinek mállását elősegíti a falközeli zónában elterjedt alterit, a pórus- és csatornafolyadékok kölcsönhatása során metaszomatikus reakciók eredményeként megváltozott kőzet (Klimchuk és Timokhina, 2011).

Összeomlás-gravitációs lerakódások akkor alakulnak ki, amikor a barlangok boltozatai vagy egyes emeleteik meghibásodnak. Az ország összes gyűrött hegyvidékén nagy barlangos lerakódások ismertek. A legnagyobb méretű blokkhalmozódások a tektonikus vetések töréssíkjaihoz közeli területeken figyelhetők meg. A Peresztrojka Csarnokban található Márványbarlangban (Krím) a legnagyobb földcsuszamlásos mészkőtömbök mérete eléri a 20x6x3 métert és eléri az 1000 tonnát. A Sznezsnaja-barlangban (Nyugat-Kaukázus) az omlásos gravitációs lerakódások vastagsága eléri a 100 ( végső csarnok) és akár 140 m (sérülés) a földalatti folyó felső szakaszán), az egyes blokkok tömege eléri a 2,5 ezer tonnát.. A nagy omlás-gravitációs testek szeizmogén jellegűek (Dublyansky, 1977; Dublyansky, Vakhrusev, Amelichev , Shutov, 2002). A víznyelő-gravitációs lerakódásokra a különböző méretű nagy tömbökből, fűből és finom földből álló törmelékanyag lokalizációja és rossz válogatása is jellemző. A meghibásodási-gravitációs lerakódások vastagsága elérheti a több száz métert és a több ezer m3 térfogatot.

Szeizmikus-gravitációs lerakódások Az összeomló csarnokok beomlott padlóközi mennyezetei, valamint a ledőlt szinteroszlopok és a függőleges helyzetükből eltávolított sztalagmitok képviselik. Az ilyen képződmények gyakran megtalálhatók Oroszország szeizmikusan aktív régióiban.

G.A. Makszimovics 1943-ban azonosította a karszt szeizmákat a denudációs folyamatok csoportjában, amelyek kis hipocentrum mélységgel (30-100 m) és erősséggel (legfeljebb 6-7 ponttal az epicentrumban) rendelkeznek. A szeizmográfok általában negatív érkezésként rögzítik őket.

A szakirodalomban elég sok utalás található a karsztszeizmekre. Geológusok A.A. Külföldiek, P.N. Barbot-de-Marny, F.Y. Levinson-Lessing minden gyenge krími földrengést kudarcnak tartott. A számítások azt mutatják, hogy a Vörös-barlangban a csarnokok mennyezetének meghibásodása 2,5-2,7 egység (3,7-3,9 pont) erősségű földrengést okozhat a legközelebbi településeken (Szimferopol - 22 km, Alushta - 26 km). A felszabaduló energiát (n·10 12 -10 17 erg) tekintve a legnagyobb meghibásodások 3 nagyságrenddel kisebbek, mint az 1927-es jaltai földrengésnél. Hasonló lerakódásokat írtak le a kaukázusi barlangoknál (Vakhrushev, Dublyansky, Amelichev, 2001). .

A szeizmikus sokkok erősségéről és irányáról nagyon érdekes információkat szolgáltatnak a nagy csarnokok és üregek galériáinak ledőlt szinterei. Az ilyen oszlopok maximális tömege eléri a 150 tonnát, hossza 8-10 m, átmérője 6 m. A barlangokban fekvő oszlopok azimutjai epicentrális zónákat jeleznek, amelyek szeizmikus eseményei a felborulásukhoz vezettek. A rajtuk növő sztalagmitok új generációja lehetővé teszi a pusztulásukkal járó földrengés korának meghatározását.

3. Vizes mechanikai lerakódások
A barlangok vizes mechanikai lerakódásai ideiglenes és állandó csatornás felszín alatti vízfolyások hordalék-proluviális lerakódásaiból, a csatornán kívüli tavak üledékeiből és a felszínről repedéseken, kutakon, bányákon és gödörbarlangokon keresztül kihozott törmelékes üledékekből állnak. Ezek a lerakódások nagy és változatos információkat tartalmaznak az üregek hidrogeológiájáról és paleogeográfiájáról, amelyek megszerzéséhez speciális granulometriai és ásványtani elemzési módszereket kell alkalmazni (Niyazov, 1983). A barlangok vízmechanikai lerakódásaira vonatkozó anyagok szinte minden karsztos és nem karsztos üregekkel foglalkozó kiadványban megtalálhatók. Tekintsük külön-külön granulometriai összetételüket, ásványtani jellemzőiket és jelentőségüket, mint a földalatti áramlások paleovelocitásainak és paleodisüléseinek indikátorát. Az alábbi anyagokat a Kaukázusban és a Krímben található barlangok tanulmányozása során nyertük. Hasonló technika alkalmazható az ország más régióiban is.

Osztályozás. A koncentrált áramlások vizes mechanikai lerakódásai egyértelműen három csoportra oszthatók: csatorna (I), szifoncsatorna (II) és szifon (III). Az e csoportokon belüli egyes minták egyéni eltéréseket mutatnak, de általában véve statisztikai jellemzőik meglehetősen stabilak (1. ábra).

A csatornalerakódásokra a jó válogatás jellemző (1,91), mivel állandó vízfolyásban keletkeztek. A legdurvább összetétel jellemzi őket (50-90% homok és kavicsfrakció). 3-18%-a kavics, ami más csoportok üledékeiben soha nem figyelhető meg. Ritkán lehetséges egyértelmű mintázatokat megállapítani a csatorna üledékeinek eloszlásában a méret és a szétválogatás mértéke szerint a folyásirányban. Egy tipikus kumulatív görbe konvex alakú.

A szifoncsatornás lerakódások a csatorna és a szifon lerakódások árvizek során bekövetkezett keveredése miatt keletkeztek. Közepes (2,20) válogatás jellemzi őket. Az átlagos részecskeátmérő 8 és 1,7 mm között van. Az 1 mm-nél nagyobb részecskék 12-70%-át teszik ki, ami a különböző hidrológiai viszonyok között ismétlődő transzporttal magyarázható. Az üledékek 50%-át 1-2 mm-es durva homokos részecskék képviselik.

Rizs. 1. Csatorna (I), szifon-csatorna (II), szifon (III) lerakódások és tipikus kumulatív görbék (Dublyansky, Vakhrushev, Amelichev, Shutov, 2002)

Szifon betétek a legjobb válogatás jellemzi (1,42). Ez azzal magyarázható, hogy minden szifoncsatornának saját áteresztőképessége van, amely meghatározza az áramlási sebességet és az általa szállított részecskék méretét. A szifoncsatorna kilépésénél egy bizonyos méretű anyag elválik. Átlagosan 90-95%-a homokméretű részecskék. Az 1 mm-nél nagyobb átmérőjű részecskék mindössze 10-12%-a található ebben a csoportban.

A bemutatott adatok jelentős ősföldrajzi érdekességgel bírnak, hiszen a homok- és kavicsos lerakódások granulometriai összetétele meghatározhatja kialakulásuk körülményeit. Ehhez használhatja a Hulstrom-Burkhardt módszert (Niyazov, 1983), amely lehetővé teszi, hogy a vízmechanikai üledékek granulometrikus összetételére vonatkozó adatok alapján meghatározzuk az azokat alkotó vízáramlások paleohidrológiai viszonyait (sebességét és áramlási sebességét). . Ezzel a módszerrel a barlangi vízhozamok hidrológiai jellemzőit állapították meg, ahol megmutatta jó információtartalmát. Tehát a Földrajzi-barlangban (Nyugat-Kaukázus) a paleo sebesség 1-2 m/s, a paleodisütés 3-10 m3/s volt.

Nagy érdeklődésre tart számot a vízmechanikai lerakódások vertikális eloszlásának vizsgálata. Ehhez egy lyukat kell fektetni, amelynek meg kell nyitnia a teljes vágást. A gödör keresztmetszetében váltakozó homok-, agyag- és kavicsrétegek lesznek láthatók. A szakaszt kissé általánosítani kell - a mintavétel tíz centiméteres rétegekből történik, néha több réteg homok- vagy agyagrétegből.

A 2. ábra jól mutatja az anyagméret növekedését a mélységgel. Ha az alapkőzeten fekvő rétegekben régészeti leleteket tárnak fel, akkor lehetővé válik ezen lerakódások kialakulásának sebességének és idejének meghatározása. A feltárt lerakódások kumulatív görbéi (2. ábra) a II. és III. csoportba tartoznak – i.e. Ezek szifoncsapdában képződő üledékek, amelyek időszakosan szállított csatornaüledékekkel keverednek. Egy ilyen szakasz elemzése csúcsokat tár fel, amelyek során a csatornahordalék bejutása a szifoncsapdába élesen megnőtt. Az áramlási sebesség 0,00-0,25 m/s (agyagszemcsék lerakódása) és 1,0-1,5 m/s (kavics és kavics lerakódás) között változott.

Víz-mechanikai üledékek ásványi összetétele. Ebből a célból a barlangok különböző pontjain vett minták pontszerű elemzését végzik el. Kiválasztásuk feltételei eltérőek. Ha egy természetes csapda térfogata kicsi (fürdőkád, szikla- vagy szinterező küszöb, kanyargós réskitöltő stb.), akkor teljesen kitisztul a tutajig. Ha a vizes mechanikai lerakódások vastagsága vagy területi eloszlása ​​nagy, a mintát a metszet vagy terület átlagaként veszik a negyedelési módszerrel. Három minta nagyméretű (10-12 kg) technológiai minta, amely a barlang egyes szakaszainak ásványtani összetételét jellemzi.

A mintákat szürke koncentrátummá mossuk (a nehéz ásványi anyagok elvesztése kb. 15%). A szürke koncentrátumot bromoformmal kezeljük. A könnyű és nehéz frakciókat elektromágneses elválasztásnak vetik alá. A minta részecskeméret-eloszlását az eredeti mintából vett átlagos 100 grammos minta szitálásával határozzuk meg. Az ásványtani elemzést általánosan elfogadott módon végzik. Az ásványi anyagok mennyiségi meghatározását távcső alatt végezzük, először mágneses és nem mágneses frakciók alapján, majd a mintában lévő összes nehéz ásvány tömegéhez viszonyítva. Minden frakcióban körülbelül 300 szem van számolva. A mintát a track módszerrel csökkentjük. Az elemzés eredményeit tömegszázalékban fejezzük ki, figyelembe véve az ásványok fajsúlyát.

Rizs. 2. A gödör metszete (A) és az általa feltárt rétegek kumulatív görbéi (B) (Dublyansky, Vakhrushev, Amelichev, Shutov, 2002)

A karsztüregek vizes mechanikai üledékeinek ásványi összetétele közel áll a befogadó kőzetek oldhatatlan maradékának ásványi összetételéhez (Dublyansky, Polkanov, 1974). A könnyű frakciót főként kvarc és kvarc-csillám aggregátumok, vas-hidroxidok és elszenesedett növényi maradványok képviselik. Vannak még kagylólerakódások töredékei és kis rágcsálócsontok. A gazdamészkő nehéz frakciója: cinóber, pirit, markazit, fluorit, leukoxén, ilmenit, spinell, rutil, brookit, anatáz, kromit, magnetit, vas-hidroxidok, cirkon, kianit, szilimanit, turmalin, piroxén, csillám, klorit, hornblende, gránát, sztaurolit, moissanit, barit, apatit, staurolit, glaukonit, korund, epidot, arany, galenit, szfalerit, karbonatapatit és mások (Dublyansky, Vakhrushev, Amelichev, Shutov, 2002).

A barlangokban található vizes mechanikai lerakódások ásványianyag-gazdagságának okai változatosak. A lényeg, hogy természetes dúsított koncentrátumról van szó (a nehézfrakció hozama mészkőnél általában jóval kevesebb, mint 1%, barlangtöltőnél pedig eléri az 5%-ot). Ezért a befogadó kőzetekben még fel nem fedezett ásványok megjelenése összetételében az utóbbiak járulékos mineralizációjáról alkotott elképzeléseink hiányosságával függ össze. Azokon a karsztterületeken, ahol az állandó és ideiglenes vízfolyások felső folyása nem karsztos kőzetekben található, a mészkővel érintkező bányák és ponorák szó szerint túlterheltek hordalék-proluviális üledékekkel. Ahogy lefelé halad, a barlangokban lévő anyag kereksége és válogatási foka nő. A nagy sziklák és kavicsok általában nem képeznek folyamatos felhalmozódást, hanem hidrodinamikus csapdákban halmozódnak fel (párologtató kazánokban, földalatti tavakban vagy járatok tágulásában stb.). Néha vannak olyan területek, amelyek egykor teljesen tele voltak sziklákkal és kavicsokkal. Másodlagos mosásuk után elduguló lerakódások maradnak a kutak falában. Az elárasztott oroszországi barlangokban az árvizek során a szállított törmelék eltömítheti a keskeny csatornákat, ami a föld alatti áramlás irányának megváltozását, egyes helyeken a vízmechanikai üledékek erózióját, máshol ülepedést okozhat. Az ilyen barlangok bizonyos területein, ahol az üledékeket korszerű áramlások vágják, modern földalatti teraszok alakulnak ki, amelyek vizsgálata a fent leírt módszerrel végezhető el. A nagy folyók völgyében elhelyezkedő barlangok, amelyek bejárata magas ártér szintjén van (vagy volt), árvizek során elönthetők. Az ilyen barlangokban kavicsok és sziklák kerülnek a barlangba a folyó medréből árvizek során (Shakuranskaya, Nyugat-Kaukázus stb.).

Egyes barlangokban sűrű, nehéz, sötétbarna csomók találhatók a padlón, fényes külső kérggel. Helyenként ezeket a csomókat karbonát anyag ragasztja össze, és egyfajta mikrokonglomerátumot képeznek. A minták visszavert fényben történő vizsgálata azt mutatta, hogy goethitből és hidrogoetitből állnak.

4. Vizes kemogén lerakódások
G.A. Maksimovich (Maksimovich, 1963) szerint a vizes kemogén üledékeket szinterekre (szubterrális), kalcitra (szubaquatikus), őshonos ásványok kristályaira és korrelatív felszíni lerakódásokra osztják. K. Hill és P. Forti monográfiájának (Hill, Forti, 1997) anyagai jelentősen megváltoztatták a kemogén barlangi üledékek képződésének elképzelését: bevezették a „speleothem” új fogalmát (másodlagos ásványképződmények a barlangi környezet fizikai-kémiai reakciók eredményeként); a leírt ásványok száma 40-ről (1950-1995) 240-re nőtt; Összetételük szerint az összes barlangi ásványt 13 csoportba sorolták: natív elemek, szulfidok, oxidok és hidroxidok, halogenidek, arzenátok, borátok, karbonátok, nitritek, foszfátok, szilikátok, szulfátok, vanadátok, szerves eredetű ásványok. A hidrotermikus és érces ásványok listája az előbbinél több mint 30, az utóbbinál a 60-as tételt érte el. Bemutatják a vulkáni tevékenység során keletkezett barlangok lerakódásait - lávakorallok és heliktitek; agyagból és homokból képződött cseppkövek; A barlangi üledékképződés számos más ritka formáját is figyelembe veszik. A hazai szakirodalomban már vannak olyan fejlemények, amelyek figyelembe veszik ezt a besorolást, különösen a barlangi ásványképződést leíró részben (Turchinov, 1996). Tekintettel a fenti osztályozás összetettségére, itt az első, a hazai barlangkutatók által legismertebb osztályozásra fogunk összpontosítani.

Földalatti betétek. A földalatti képződmények (levegőben keletkeznek, a vízfelszínnel érintkezve) típusába tartoznak a cseppkövek, rojtok, függönyök, heliktitek, sztalagmitok, sztalagnátok, burkolatok, pajzsok, korallok, mésztej (holdtej) stb.

cseppkövek karsztbarlangokban elterjedt. Esetenként más eredetű üregekben is megtalálhatók, ahol nemcsak karbonátos összetételűek, hanem vas-magnézium-, szulfid-, organogén és egyéb összetételű ásványfajtákból is állnak. A cseppkövek a vékony (2-4 mm) 0,2-1,0 m hosszú csövektől a különböző kúp alakúakig terjednek, amelyek átmérője 50-60 cm és hossza akár 4-5 m. A központi csatorna elzárásakor a cseppkövek felhalmozódnak ovális félkör alakú keresztmetszet. A cseppkövek sűrűsége (1 m2-enkénti szám) a barlangok egyes területein eléri a 20-30 darabot. Gyakran sorokban helyezkednek el, megjelölve azokat a hibákat, amelyeknél elegendő vízbeáramlás van. A cseppkövek az üregek íveiből nőnek ki, engedelmeskedve a gravitációs erők vektorának. A cseppkövek és sok más karbonátos kemogén lerakódás kialakulásának fő tényezője a kalcium-karbonát „kisülése” a geokémiai gáton, a cseppkőbe juttatott oldat és a barlang levegőjének CO 2 tartalom különbsége miatt.

Sztalagmitok barlangpadlókon, falpárkányokon és barlanglerakódásokon alakulnak ki. A CO 2 gáztalanítás eredményeként keletkeznek, amikor vízcseppek érik a barlang talaját. A karsztogén barlangokban a sztalagmitokat a szakirodalomban leírt valamennyi fajta képviselheti: 2-3 átmérőjű, legfeljebb 3 m magasságú pálcika; kúpos, hengeres és pagoda alakú, átmérője 5-80 cm és magassága legfeljebb 4-5 m; pálmafák, amelyek átmérője legfeljebb 20 cm és magassága legfeljebb 3 m; szabálytalan alakú, 2-3 m átmérőjű, 4-6 m magasságú sztalagmitok A sztalagmitok gyakran nagy repedéseket is nyomnak a boltozatban, ahonnan a víz folyik, egy vagy több egyenes mentén.

Stalagnátumok vagy oszlopok vízben gazdag repedések tövében elhelyezkedő nagy cseppkövek és sztalagmitok bezáródása következtében jönnek létre. Magasságuk 12-18 m, átmérőjük 5-6 m, tömegük pedig 130-1100 tonna, néha a benőtt cseppfolyósok a nagy barlanggalériákat több elszigetelt csarnokra oszthatják.

Szinter kéreg, bevonat akkor keletkeznek, amikor az oldat vízszintes repedésből vagy falrésből kerül be. Gyakran megereszkedett zuhatagokat képeznek, amelyek elöl 20-30 m magasságot és 30 m szélességet érnek el. Az ilyen burkolatok felülete hullámos, sima és néha mállott. Amikor a víz mechanikai lerakódásait kimossák a kéreg alól, „lógó kéregek” jelennek meg, amelyek néha jelentős távolságra helyezkednek el egymástól. Gyakran jellemző rájuk az egyes rétegek rétegződése, korróziója és ferruginizációja.

RojtÉs függönyök akkor keletkeznek, amikor a víz egy hosszú repedésből szivárog ki, vagy egy párkányon folyik végig.

Kalcit pajzsok, dobok és zászlók. Viszonylag ritkák. Az elsőt kerek lemezek képviselik, amelyek átmérője legfeljebb 1 m, néha nagyobb, és amelyek külső felületén cseppkövek vannak. A másodikak úgy néznek ki, mint az üreg falára erősített zászló. Eredetük vitatható. Egyes kutatók úgy vélik, hogy ezek a kalcitkéreg maradványai, amelyek az agyagos szubsztrátum elmosása után a levegőben lebegtek. Valószínűbb, hogy a rétegek koncentrikus növekedése során keletkeztek, amikor kapilláris repedésből táplálkoztak (Stepanov, 1999).

Helictites- ezek összetett morfológiájú képződmények, amelyek boltozatokon, falakon és különböző földalatti lerakódásokon képződnek. A növekedési zónájukban általában nincs légmozgás. Bármilyen irányban nőnek, bármilyen szögben hajlik, nem engedelmeskednek a gravitációnak. Nyilvánvalóan a kristályosodási erők a főbbek morfológiájukban. Viszonylag ritkák.

Koralliták különböző (gyakran aeroszolos) eredetű vizes filmekből kristályosodás során keletkeznek. Az alapkőzetfalak és szinteres képződmények függőleges, ferde és vízszintes felületein találhatók. Az éves áradások területén a mangán ásványok vékony kéregével „páncélozhatók”, és jellegzetes barna színűek. Mind a nagy forgalmú, mind a nehéz légáramlású területeken megtalálhatók.

Lime (hold) tej- ezek sajtos (vizes állapotban) vagy lisztes (levegőszáraz állapotban) falakat és söpredéket borító képződmények. Ritkák. Ezek a filmkristályosítás egy speciális formája. Felületén amorf kalcitszemcsékből áll, amelyeket vékony (0,1-0,05 μm) meszesedett, esetleg szerves eredetű szálak szövedéke hatol át. A belső tér amorf. Az állaga általában tejfölös. Szárításkor porszerű anyaggá alakul.

Antoliták- kővirágok. Az alapkőzetből kinyúlva nőnek ki. Csak jól oldódó ásványi anyagok (gipsz, epszómit, tenardit, salétrom) alkotják őket. Minden ellátási pórusból egy szabad kristály nő. Együtt nőhet más kristályokkal, vagy összetett ívvé göndörödhet.

Víz alatti üledékek. A vízszint alatt vagy a vízfelület levegővel való érintkezésekor keletkeznek.

A vízzel teljesen feltöltött üregekben egykristályok vagy drúzaik jelenhetnek meg. A hidrotermokarszt-barlangokban a hidrotermikus sorozatba tartozó ásványok rakódnak le: szfalerit, kvarc, kalcit, pirit, galenit, cinóber, fluorit, aragonit, barit, kalkocit, urán-tórium csoportba tartozó ásványok, ritka és nemesfémek ásványai stb. lerakódások keletkezhetnek ezekben a barlangokban. A vízzel teljesen elárasztott hidrotermikus barlangokat a falak teljes felületén gyakran oszlopos alakú kristályok jellemzik. A hidegbarlangok esetében a kristályképződés az egyes részeire korlátozódik.

A barlangkutató gyakorlatban leggyakrabban vízzel részben feltöltött üregekkel kell számolni. A víz alatti lerakódásokat kalcitfilmek és partok, keretek, gurámi, barlangi gyöngyök stb.

Kalcit filmek földalatti tavak vizének felszínén keletkeznek. A földalatti tavak felszínén a barlangi légkörrel való gázcsere során kristályosodnak. Ezek alkotják a legvékonyabb filmeket, amelyek a felületi feszültség hatására tartják őket a vízen. Karbonát- és szulfátbarlangokban egyaránt megtalálhatók. Alacsony vízfolyású tavakban ún. „zárt gubacsokat” képezhetnek, amelyek tetején kalcitkéreggel teljesen záródnak. Kalcium-karbonátból (97%) és agyagszemcsékből (3%) álló kalcitfilmek képződhetnek a jégcseppkövek, sztalagmitok, fali jégfolyamok felszínén (Druzsba-barlang, Urál).

Kalcit keretek(partok) akkor képződnek, amikor a film a parthoz vagy cseppkőhöz vagy cseppkőhöz csatlakozik. Széles körben elterjedt a krími barlangokban. Alacsony vízhozamú és pangó tavak oldalain alakulnak ki szintjük csökkenése miatt. A tóba belógó cseppköveken és a fenékről emelkedő cseppköveken mindenféle formájú és méretű csipkeszegélyek jelennek meg. A karsztológiában a barlangok elárasztási szintjének ásványi mutatóinak tekintik.

Kalcit gátak (gurok) Oroszország számos karsztvidékén elterjedt. Gátjaik magassága 0,2-7,0 m között változik, a gurámi mögötti tavak területe 2-200 m 2 között mozog. A kalcitlerakódás az áramlás hidrokémiai egyensúlyának megváltozása miatt következik be egy összetett termogeokémiai és hidrofizikai gátnál, amely akkor következik be, amikor a víz a medencéből lefolyik a gáton. Itt vékony réteg kicsapódott kalcit képződik. A 0,001-0,100 l/s vízbeáramlással képződött guruk önállóan vagy kis csoportokban nagy szűrőrepedések tövében, területi beszivárgás vagy kondenzvízcseppek helyén, oldalsó mellékágak további áthaladása számára elérhetetlen szűkületeiben helyezkednek el. Jellemzőjük a szinteres gátak magasságának (0,5-5,0 m) és a mögöttük lévő tavak területének jelentős ingadozása (0,2-15,0 m2), a gátak rövid hossza (0,2-1,2 m), erős konvexitásuk. falak lefelé. A gátak falai porózus karbonát anyagúak (sűrűség 2,2-2,4 g/cm3), belülről kalcit peremek keretezik. Alukon gyakran denevérek és kis rágcsálók csontjai, cseppkőtöredékek és kalcitpizolitok találhatók. A befogadó sziklákból származó kavicsok általában hiányoznak. A kalcitos gátak általában sértetlenek maradnak, és a tavak csak esőzés és hóolvadás után telnek meg vízzel. Hasonló guruk jönnek létre egy összetett mechanikai-termodinamikai gátnál (Dublyansky, Vakhrushev, Amelichev, Shutov, 2002).

Az áramlási körülmények között 0,1-100,0 l/s vízhozamú guruk élesen eltérnek a morfológiában leírtaktól. A krími Vörös-barlang gátjainak egy része csaknem 11 ezer szezonális rétegből áll. Jellemzőjük a jelentős magasság (0,2-7,0 m), a nagy kiterjedésű gátas tavak (10-200 m2), a hosszúság (általában 3-4 m, maximum 13 m). A gátak összetett lépcsős profilúak, túlnyomórészt függőleges szakaszok. Sűrűbb karbonátos anyagból állnak (térfogattömeg 2,4-2,6 g/cm3). A gátak belső és főként külső falai vízzel fényezettek, esetenként sűrű, fényes, 0,2-0,3 mm vastag karbonát-mangán bevonattal „páncélozva”. Az ilyen típusú gátas tavak fenekén őshonos (gazdamészkövek és sag) és allochton (kvarckavics) eredetű, jól lekerekített kavics- és homok-kavicsos anyag található. A gourák kaszkádokat alkothatnak az áramlás irányában. Számos karsztüregben ismertek a zuhatagok. A flow guruk jellemző vonása a víztartalom növekedésével járó áttörés. Például a Vörös-barlangban az összes gurunak csak 16%-a tart vissza vizet. A többi gát átszakadt, és az esetek 45%-ában keskeny (10-30 cm-es) vágás, 35%-ban a gáttestben lévő evorziós üst falának áttörése, 20%-ban. a gur alapjának áttörése a mai vízfolyás felett 0,2 -2,1 m magasságban szivárgás-akkumulatív híd kialakulásával.

Kalcit-oolitok és pizolitok kis folyású tavakban, cseppkövekből vagy barlangívekből lehulló cseppek által alkotott kis mélyedésekben, gur tavakban stb. található. Az oolitok és pizolitok csak méretükben különböznek egymástól. Kerek, fehér fajtáikat barlanggyöngynek nevezik. Az oolitok ovális alakúak, átlagos mérete 5-10 mm.

Az átfolyó fürdőkben a vízhőmérséklet emelkedése a talajvíz karbonát kapacitásának csökkenését, ennek következtében a barlangi gyöngyszemek aktívabb képződését okozza.

A barlangi oolitokat és pizolitokat egy központi mag és a környező koncentrikus rétegek alkotják. A pizolitok főként kalcium-karbonátból állnak. A sűrű mag általában a barlangot körülvevő mészkődarabokból, kvarchomok szemcsékből, ritkábban agyagcsomókból, csőszerű cseppkövek darabjaiból és kis madárcsontokból áll. A mag alakja meghatározza a pizolitok kezdeti körvonalait, amelyek néha a végső szakaszig megmaradnak. Vannak esetek, amikor 30-40 koncentrációnövekedés után a pizolit nagy átmérőjének orientációja megváltozik. Ez jelzi az ő fordulatát a növekedési folyamatban. A legnagyobb pizolitokban a rétegek száma eléri a 180-200-at. Egyes kiszáradó fürdőkben száradási repedésekkel tört gyöngyöket találtak. Ez az eredeti kolloid vérrög kiszáradását és „öregedését” jelzi. Így a barlangi gyöngy poligenetikus képződmény.

Az oolitok és pizolitok kémiai összetétele megfelel a befogadó mészkövek összetételének.

5. Őshonos ásványok kristályai
Ide tartoznak elsősorban a kalcitkristályok a karbonátkarsztban, a gipsz a szulfátkarsztban és a halit a sókarsztban. Kristályok Izland spar számos karsztüregben találhatók a Krím-félszigeten, a Kaukázusban, Közép-Ázsiában stb. Általában a sárgásbarna agyaggal töltött repedések kiszélesedésében találhatók. A kristályok leggyakrabban nem érintkeznek az üreg falaival. A Hod Konem (Krím) karsztbányában az izlandi sparkristályok átlagos mérete 8-10 cm, bár itt is találtak 15 cm-ig terjedő egyedeket (Dublyansky, 1977). A kristályok átlátszóak, színtelenek vagy világosszürkék. Az izlandi spark kialakulását a termálvizekhez kötik.

Kalcit kristályok. Az oroszországi karbonátos karszt számos barlangjában néhány millimétertől 5-7 cm-ig terjedő méretű kalcitkristályok csontváza található, a nagyméretű kristályok piramis alakúak. Gyakoriak a különböző méretű kristályok, amelyek habitusa a szkalenoéder. Nyilvánvalóan szubaerial körülmények között keletkeztek hideg oldatokból (20 °C alatti hőmérséklet).

Számos, hidrotermokarszt fejlődési szakaszon átesett karsztüregben a falak felszíne fölé kiálló preparált kalcit erek találhatók. Az érkalcit felülete korrodált, helyenként agyagmaradványok, mangán-oxidok vagy karbonát lerakódások borítják. A kalcitkristályok világoskék és sötétkék színekben gyengén fluoreszkálnak. A spektrális elemzés számos elem jelenlétét tárta fel bennük: Ba, Na, Sn, Cu, Ni, Sr, B, Al, Si, Mn, Fe, Mg, Ti. A bennük lévő zárványok homogenizálási hőmérséklete 40-120°C (Dublyansky, Vakhrushev, Amelichev, Shutov, 2002).

A frreatikus (szubaquatikus) kalcit kristályai összefüggő kéreggel boríthatják be a karsztjáratok falát. 5-60 cm vastagságú, párhuzamos oszlopos barna kalcitkristályokból állnak, eredetük az üregek keletkezésének hidrotermális szakaszához kötődik. Dolomit kristályok szilárd zárványai, barit-strontianit, hidroxiapatit, mangán-hidroxidok, stibnit, apatit és apatit-brustit ásványi metaszomatikus társulások stb. aggregátumai találhatók (Klimchuk, Timokhina, 2011).

gipsz kristályok, bár a szulfátkarsztra jellemzőek, a karbonátkarsztban meglehetősen gyakran előfordulnak, különösen, ha a barlang tektonikus bolygatása közelében található, olyan területen, ahol a hőmérséklet és a levegő páratartalma évenkénti ingadozása nem haladja meg a 0,2 °C-ot. 0,3 mm rt. Művészet.

Az agyaggal borított karsztkőzeteken csipkézett alakú, durva-kristályos gipszből álló gipszkonkréciók nőnek. A gipszkristályok általában prizmásak, és a másodlagos oldódás miatt ritkán tartják meg a megfelelő krisztallográfiai körvonalat. Azokon a területeken, ahol a pórusoldatok bejutnak, gipszvirágok képződnek - antolitok. A karbonátos karsztban gipszkristályok keletkeznek, amikor a beszivárgó vizek a mészkövekben szétszórt piritre hatnak. A nagy szakadási zónák közelségének a jele.

6. Szerves lerakódások
A barlangok szerves lerakódásait leggyakrabban foszforitok, guanó, csontbreccia, salétrom és koloniális mikroorganizmusok lerakódásai képviselik.

Guanó és barlangok foszforitjai. A foszforitok és a foszfortartalmú ásványok szárazföldi gerincesek által lakott karsztüregekben képződnek. Számos oroszországi barlangban vannak olyan területek, ahol denevérguanó található. A guánó és az alapkőzet mészkő érintkezésénél kialakult foszfortartalmú képződmények ásványtana gyakorlatilag ismeretlen. Időközben több mint 50 foszfátot írtak le a Mira-barlangok üledékeiben, köztük számos ritka ásványt (Hill és Forti, 1997).

Csont lerakódások a modern és régebbi korszakok tömeges mennyiségben meglehetősen ritkák. A csontok nagy felhalmozódása úgynevezett csontbrecciát képezhet. Kinézetre laza homokos-agyagos vörösbarna kőzet, magas foszfor-, szilícium-, alumínium- és vas-oxid-tartalommal. Vannak karbonáttal cementált csontbreccsa. Néha pszeudomorfok találhatók vas- és mangán-hidroxidok, gipsz, kalcit és karbonát-apatit fauna megkövesedett csontmaradványain. A karbonát-hidroxi-apatit gömb alakú, legfeljebb 3-5 mm méretű, sárga, borostyánsárga, rózsaszínes-fehér színű (Tishchenko, 2008). Az ókori korok különféle állatainak csontjainak régészeti és őslénytani vizsgálatai fontos anyagai a paleogeográfiai rekonstrukcióknak (Dublyansky, Vakhrushev, Amelichev, Shutov, 2002; Bachinsky, 1970; Ridush, Vremir, 2008). A barlangokban leggyakrabban nyúl, szarvas, róka, barlangi medve, bika, hörcsög, vakond patkány, borz, kutya, őz, ló csontmaradványai találhatók, sokkal ritkábban - barlangi oroszlán, barlangi hiéna, mamut, szőrös és Etruszk orrszarvú. A legtöbb csontmaradvány pleisztocén korú – akár 1,5 millió éves. A 2 millió éves vagy annál idősebb pliocén lelőhelyek valamivel ritkábban fordulnak elő (Dublyansky, Vakhrushev, Amelichev, Shutov, 2002).

Salétrom. A biogén nitrát-lerakódások porszerű lerakódások, kéregek és kis kristályok formájában a nitrogéntartalmú szerves anyagok barlangokban történő biokémiai lebomlásához kapcsolódnak. Ismeretesek a Krím-félszigeten, az Észak-Kaukázusban, Közép-Ázsiában, Szibériában, a Távol-Keleten stb.

7. Antropogén üledékek
Az antropogén lerakódások a modern és ókori emberek élettevékenységének nyomait képviselik. Vizsgálataik lehetővé teszik az egyes barlangok vagy mesterséges üregek használatának jellegének megállapítását (Dublyansky, Dublyanskaya, Lavrov, 2001). Az oroszországi karsztvidékek régészeti tanulmányai kimutatták, hogy a barlangokat az ókori ember használta a korai paleolitikum óta. Ezek az anyagok az ország szinte minden jelentősebb karsztrégiójáról elérhetőek a regionális jelentésekben.
A terepi és laboratóriumi kutatási technikák széles skáláját alkalmazzák az üreges lerakódás tanulmányozására. Felhasználásuknak meglehetősen kiterjedt, főként karsztológiai irodalom foglalkozik (Niyazov, 1983; Dubljanszkij, Vakhrusev, Amelicsev, Shutov, 2002 stb.).

3. ábra Kalcitperemek egy földalatti tó vízszintjén.
4. ábra. Egy földalatti tó több vízszintjének kalcitperemei (partjai).




5. ábra. Lépcsőzetes megereszkedés
6. ábra. Több generációs kalcit drapériák és sztalagmitok




7. ábra. Barlangcsarnok különféle szinteres képződményekkel
8. ábra. Összeolvadt cseppkövek és sztalagmitok a kalcitkérgen





9. ábra Celesztin (stroncium-szulfát) kristályai fehér kalcit lerakódások hátterében (L. Gomarev, A. Shelepin fotói)
10. ábra. Helictites (fotó: L. Gomarev, A. Shelepin)
11. ábra. Gipszvirágok – antolitok (fotó: L. Gomarev, A. Shelepin)

A HASZNÁLT HIVATKOZÁSOK JEGYZÉKE

1. Andreychuk V.N. A karszttáj szisztematikus jellege // Barlangászat és karsztológia. – 2009. - 3. sz. – 47-59.

Bachinsky G. A. A fosszilis gerincesek lelőhelyeinek tafonómiai jellemzői Ukrajna karsztbarlangjaiban // Fizikai földrajz és geomorfológia (Ukrajna karsztja). - 1970. - 4. sz. - 153-159.

Vakhrusev B.A., Dubljanszkij V.N., Amelicsev G.N. A Bzyb-gerinc karsztja. Nyugat-Kaukázus. - Moszkva: RUDN, 2001. – 170 p.

Vakhrusev B.A. A geokémiai átalakulások szerepe a karszt geomorfogenezisében // Barlangtan és karsztológia. - 2010. - 4. sz. - P. 33-43.

Dubljanszkij V.N., Klimenko V.I., Vakhrusev B.A. A Nyugat-Kaukázus karsztmasszívumainak karsztja és talajvize - L.: Nauka, 1985. - 150 p.

Dublyansky V.N. A Krími-hegység karsztbarlangjai és bányái. – L.: Nauka, 1977. – 180 p.

Dublyansky V.N., Dublyanskaya G.N. Karstology. 1. rész Általános karszttudomány. - Perm: PSU, 2004. - 307 p.

Dublyansky V.N., Dublyanskaya G.N., Lavrov I.A. Földalatti terek osztályozása, használata és védelme. - Jekatyerinburg: Az Orosz Tudományos Akadémia Uráli Fiókja, 2001. - 195 p.

Dubljanszkij V.N., Polkanov Yu.A. A Krími-hegység karsztüregeinek vízkemogén és mechanikai üledékeinek összetétele // Barlangok. - Perm, 1974. - Szám. 14-15. - 32-38.

Kizevalter D.S., Ryzhova A.A. A negyedidőszaki geológia alapjai. – M: Nauka, 1985. - 177 p.

Kozhevnikov A.V. Hegyek és előhegységek antropogénje. - M.: Nedra, 1985. - 181 p.

Kruber A. A. A Krími-hegység karsztvidéke. - M., 1915. - 319 p.

Klimchuk A.B., Timokhina E.I. A Tavskaya-barlang morfogenetikai elemzése (A Piemont Crimea belső gerince) // Barlangkutatás és karsztológia. - 2011. - 6. sz. - P. 36-52.

Dubljanszkij V.N., Vakhrusev B.A., Amelicsev G.N., Shutov Yu.I.. Vörös barlang. Komplex karsztológiai kutatások tapasztalatai - M.: RUDN, 2002. - 190 p.

Maksimovich G. A. A karsztológia alapjai T. 1. – Perm: Permi Könyvkiadó, 1963. – 444 p.

A karsztüregek tanulmányozásának problémái a Szovjetunió déli régióiban / szerk. R. A. Nyijazova. - Taskent: Az USZSZK rajongója, 1983. - 150 p.

Ridush B.T., Vremir M. A krími barlangok paleontológiai vizsgálatának eredményei és kilátásai // Barlangkutatás és karsztológia. - 2008. - 1. sz. - P. 85-93.

Stepanov V. I. Barlangok ásványa // Barlangok. - Perm, 1999. - 63-71.

Tishchenko A.I. A Krím karsztüregeinek ásványtani vizsgálata // Barlangászat és karsztológia. - 2008. - 1. sz. - P.81-84.

Turchinov I.I. A barlangi ásványok és barlangi ásványi képződmények genetikai osztályozása // Svet. - 1996. - 1. szám (14). - 24-26.

Shantser E.V. Esszék a kontinentális üledékes képződmények genetikai típusainak tanáról. - M.: Nauka, 1966. - 239 p.

Shutov Yu.I. A Krími-hegység főgerincének repedés-karszt vizeinek képződési feltételei, hidrodinamikai hidrokémiai zónái. A geológiai és ásványtani tudományok kandidátusi fokozatát megszerző disszertáció kivonata. Kijev, 1971. – 22 p.

2. Hill C.A., Forti P. Cave minerals of the World. - Huntsville, Alabama, Amerikai Egyesült Államok - 1997. - 462 p.

3. BARLANGBETÉKEK

A barlangok szinte az összes felszínen ismert üledékes és kristályos képződményt tartalmaznak, de sajátos formában jelennek meg.

1. Maradék betétek. A karsztkőzetek szükségszerűen tartalmaznak kis mennyiségben (1–10%) homok vagy agyag keveréket, amely SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3 összetételű. Amikor a mészkő vagy a gipsz feloldódik, az oldhatatlan maradék felhalmozódik a repedések falán, és lecsúszik a galériák aljára. Más barlangi üledékekkel keveredik. Például 1 m³ jura mészkőből (kb. 2,7 tonna) 140 kg agyag keletkezik, amely illit, montmorillonit, kaolinit, földpát és kvarc ásványokból áll. Az agyagok tulajdonságai az arányuktól függenek: némelyikük megduzzad, amikor nedvesítik, kis repedéseket tömítenek be, míg mások éppen ellenkezőleg, könnyen felszabadítják a vizet és gyorsan összeomlanak a falakról. Időnként baktériumok is részt vesznek az agyaglerakódások kialakulásában: bizonyos típusú mikrobák képesek közvetlenül a mészkőből szenet nyerni - így féregszerű vagy lekerekített mélyedések („agyagvermiculációk”) keletkeznek a falakon.

2. A földcsuszamlás-lerakódások három különböző eredetű csoportba sorolhatók.

– termogravitációsak csak a barlang bejáratánál képződnek, ahol nagyok a napi és szezonális hőmérsékletingadozások. Faluk „hámlik”, az üreg boltozati része nő, a padlón zúzottkő és finom föld gyűlik fel. Ennek az anyagnak a mennyisége, összetétele, mérete, részecskék alakja, éleinek és lapjainak száma több tízezer éven át titkosított információkat tárol a térség klímaváltozásairól.

– földcsuszamlás-gravitációs lerakódások képződnek az egész barlangban, különösen a tektonikus repedési zónákban. A boltívekből lehullott zúzott kő, törmelék, kis sziklák képet adnak a termek földtani felépítéséről, amit nehéz közvetlenül tanulmányozni.

– omlás-gravitációs lerakódások: a galéria alján lévő omlás során csak az az anyag, amely magában a barlangban elérhető; amikor a boltozat beomlik, a felszínről anyag kerül bele, a padlóközi mennyezetek beomlásakor pedig hatalmas termek jelennek meg. Ezeket a lerakódásokat több százezer tonnás tömbök és blokkok képviselik. A mészkövek vörösesbarna felületét fehér „csillagok” borítják - a lehullott kövek becsapódásainak nyomai. Maguk a barlangot alkotó mészkövek 30°-os szögben esnek le, így a csarnok boltozatában egy réteg leszakadásakor az csuklósan, forgással és inverzióval mozog. A tömbök és sziklák mellett ledőlt szinterező oszlopok is megfigyelhetők. Az erős földrengések a boltozatok összeomlását okozzák, és a ledőlt oszlopok néha magabiztosan mutatnak az epicentrumra. A szinteres oszlopok is „ásványi” csapok, amelyekben egy adott terület geofizikai vertikális helyzetét rögzítik annak teljes növekedése során. Ha zuhanás után sztalagmitok vagy cseppkövek nőnek rajtuk, akkor életkoruk alapján meghatározható az oszlop kora.

A karszt és a szeizmológia közötti visszacsatolás az, hogy egy barlangtető meghibásodásakor 2-3 ezer tonnás tömbök keletkeznek. 10-100 m magasságból eséskor a padlónak ütközve 1·-nek megfelelő energia szabadul fel! 0 13 – 10 15 erg, ami a földrengések energiájához hasonlítható. Kis térfogatú kőzetben lokalizálódik, de észrevehető helyi földrengést okozhat, amelynek erőssége akár 5 pont is lehet.

3. A vízmechanikai üledékek információforrást jelentenek a karsztüregek kialakulásának feltételeiről. Ha az üledékek összetétele megegyezik a befogadó kőzetek ásványi összetételével, akkor a barlang helyi áramlásokból alakult ki. Az ilyen lerakódások mérete a méteres szikláktól (a gleccserek által alkotott barlangokban) a legfinomabb agyagig terjed. Ismerve az átjáró keresztmetszeti területét és a lerakódott részecskék átmérőjét, megbecsülik az ősi áramlások sebességét és áramlását, valamint azt, hogy a barlang melyik hidrodinamikai zónában alakult ki.

4. vizes kemogén lerakódások. A „cseppkő” és a „sztalagmit” kifejezéseket (a görög „stalagma” szóból – csepp) Olao Worm dán természettudós vezette be az irodalomba 1655-ben. Ezek a képződmények a víz cseppecskés formájához kapcsolódnak - egy olyan oldat, amely különféle komponenseket tartalmaz. Amikor egy vízzel telt repedés tövében egy csepp oldat képződik, az nem csak a felületi feszültség és a gravitáció küzdelme. Ezzel egyidejűleg beindulnak a kémiai folyamatok, amelyek az oldat és a kőzet érintkezésénél mikroszkopikus kalcium-karbonát részecskék kicsapódásához vezetnek. A barlang mennyezetéről lehulló több ezer csepp vékony, áttetsző kalcitgyűrűt hagy maga után a kőzet/oldat érintkezésénél. A következő vízadagok már a kalcit/oldat érintkezésnél cseppeket képeznek. Így alakul ki egy gyűrűből egy egyre hosszabbodó cső (brčki - a szlovákiai Gombásek-barlangban eléri a 4-5 métert). Így a folyamat kémiai alapja egy reverzibilis reakció

CaCO 3 + H 2 O + CO 2<=>Ca 2+ + 2HCO 3 - (1)

Amikor a mészkő feloldódik, a reakció jobbra halad, egy kétértékű Ca-ion és két egyértékű HCO 3 -ion képződik. Amikor lerakódások képződnek, a reakció balra megy, és ezekből az ionokból ásványi kalcit képződik. Az (1) reakció több szakaszban megy végbe. Először a víz reagál a szén-dioxiddal:

H 2 O + CO 2 = H 2 CO 3<=>H + + HCO 3 - (2)

A szénsav azonban gyenge, ezért H + hidrogénionra és HCO 3 - ionra disszociál, A hidrogénion megsavanyítja az oldatot, és csak ezután kezdődik meg a kalcit oldódása. Az (1) képletben csak egy HCO 3 ion származik a kőzetből, a második pedig nem kapcsolódik hozzá, és a karsztmasszívumba juttatott vízből és szén-dioxidból jön létre. Ez 20-20%-kal csökkenti a karsztfolyamat becsült aktivitását. Például legyen a vízben lévő összes ion összege 400 mg/l (beleértve a 200 mg/l HCO 3-at is). Ha az ivóvíz értékelésére elemzést használunk, akkor mind a 400 mg/l beleszámítunk a számításba, ha viszont ezzel az elemzéssel a karsztfolyamat intenzitását számoljuk, akkor az ionok összege mínusz a HCO 3 ion tartalmának fele. be kell számítani a számításba (400-100 = 300 mg/l). Figyelembe kell venni azt is, hogy a CO 2 mekkora parciális nyomáskülönbsége van a rendszerben. A 40-50-es években. azt hitték, hogy a karsztfolyamat csak a légkörből érkező CO 2 hatására megy végbe. A levegőben azonban csak 0,03–0,04 térfogatszázalék (nyomás 0,0003–0,0004 Hgmm), és ennek az értéknek a szélességi és tengerszint feletti magassági ingadozása jelentéktelen. De észrevették, hogy a mérsékelt szélességi és szubtrópusi barlangok lerakódásokban gazdagabbak, míg a nagy szélességi és magas tengerszint feletti magasságú barlangokban nagyon kevés van belőlük. A talajlevegő összetételének vizsgálata kimutatta, hogy a CO 2 tartalom benne 1-5 térfogat%, azaz. 1,5-2 nagyságrenddel több, mint a légkörben. Rögtön felvetődött egy hipotézis: a cseppkövek a repedésekben (ugyanúgy, mint a talajlevegőben) a CO 2 parciális nyomásának különbségéből és a légköri CO 2 tartalmú barlangi levegőből keletkeznek. Így a cseppkövek elsősorban nem a nedvesség elpárolgása révén jönnek létre, hanem a CO 2 parciális nyomásgradiensének jelenlétében 1–5% és 0,1–0,5% között (levegő a barlangokban). Amíg a cseppkő táplálócsatornája nyitva van, a cseppek rendszeresen átfolynak rajta. A hegyéről letörve egyetlen sztalagmitot képeznek a padlón. Ez már több tíz vagy száz éve történik. Amikor az ellátó csatorna benőtt, agyaggal vagy homokszemekkel eltömődik, a hidrosztatikus nyomás megnő. A fal áttörik, és a cseppkő tovább növekszik az oldatok külső részének áramlása miatt. Amikor a víz beszivárog az ágyás síkjai mentén és a boltozat ferde repedései mentén, cseppkövek, rojtok, függönyök és zuhatagok sorai jelennek meg. A vízbefolyás állandóságától és a csarnok magasságától függően a csepegők alatt 1–2 m (akár több tíz méter) magasságú, 3–4 cm átmérőjű egyedi sztalagmitok-rudak képződnek. és a sztalagmitok együtt nőnek, oszlopok képződnek - sztalagnátok, magasságuk 30–40 m, átmérője 10–12 m. Szubaerial körülmények között (levegő) antoditok (virágok), buborékok (ballonok), korallok (koralloidok, botrioidok), heliktitek (2 m magas spirálok) stb. képződnek. A földalatti tavak felszínén vékony ásványi film képződik, amely a falhoz tapadhat. Ha a vízszint ingadozik, felhalmozódási szintek képződnek. Gyengén folyó vízben gátak-gurok (néhány cm-től 15 m-ig) és barlanggyöngyök keletkeznek. Csak a „holdtej” eredete máig megmagyarázhatatlan.

Rizs. 10. A barlangok vizes kemogén üledékeinek kialakulásának geokémiai feltételei. Kőzetek és üledékek: a – mészkő, b – dolomit, c-gipsz, d – kősó, d – érctest, f – agyag, g – guánó, h – talaj; vizek: i – talaj, k – beszivárgás, l – termál; m – ásványi osztályok (1 – jég, 2 – szulfátok, 3 – nitrátok, 4 – halogének, 5 – foszfátok, 6 – kén, 7 – karbonátok, 8 – oxidok, 9 – karbonátfémek, 10 – szulfidok); n – speciális kialakulási feltételek (jelenléte: 1 – pirit, 2 – baktériumok, 3 – denevérkolóniák, 4 – hidrotermális oldatok, 5 – pirit és markazit); o - ásványfajták és izolálásuk formái (1 - jégcseppkő; 2 - epszómit, mirabilit, tenardit dendrit; 3 - epszómit és mirabilit kéreg; 4 - gipsz, barit, celesztin kristályai; 5 - különböző kalcitképződmények; 6 - holdtej; 7 – sóformák; 8 – hidrokalcit; 9 – alumínium-foszfátok; 10 – nitrofoszfátok; 11 – cink és vas ásványi anyagok; 12 – szulfid-oxidok; 13 – vanadinit, fluorit; 14 – vas- és ólom-oxidok; 15 – limonit, ólom-oxidok goethit; 16 – ceruszit, azurit, malachit; 17 – opál cseppkövek; 18 – hemimorfit; 19 – kvarckristályok)

5. Kriogén. A negatív hőmérsékletű barlangokra jellemző a hó és jég formájában lévő víz. A hófelhalmozódás csak a nagy bejáratú földalatti üregekben képződik. A hó berepül a barlangba, vagy felhalmozódik a bányák párkányain. Néha a beömlőnyílás alatt 100-150 m mélységben több tíz-száz m³ térfogatú hókúpok keletkeznek. A barlangokban lévő jég különböző eredetű. A hó gyakrabban tömörödik, és jéggé és gleccserjéggé alakul. Ritkábban alakul ki földalatti gleccser, és még ritkábban figyelhető meg a permafrost körülmények között kialakult jég megmaradása vagy a szárazföldi gleccserek áramlása. A jégképződés második módja az olvadt hóvíz bejutása a hideg (statikus) barlangokba. A harmadik út a szél (dinamikus) barlangok levegőjének lehűtése, a negyedik pedig a légköri eredetű szublimációs kristályok képződése lehűlt kőzetfelületen vagy jégen. A legkevésbé mineralizált (30-60 g/l) a szublimációs és gleccserjég, a legtöbb (több mint 2 g/l) a gipsz- és sóbarlangokból származó jég. A jégbarlangok leggyakrabban a hegyekben találhatók, 900-2000 m tengerszint feletti magasságban. A jég minden formája a közönséges lerakódásokra jellemző.

6. Organogén: guánó, csontbreccia, foszforitok, salétrom. Antropogén lerakódásokat is azonosítottak.

7. Hidrotermikus: anhidrit, aragonit, ankerit, barit, hematit, kvarc, cinóber, rutil. Ezenkívül a zónás kalcitlerakódások egyes fajtái márványonixok. Az ilyen képződményeknek sajátos felszabadulási formái vannak: gyakran jól kivágott kristályok, egymást keresztező válaszfalak (dobozszerkezetek), „gejzszermitek”... Ólom és cink, antimon és higany, urán és arany, bárium és celesztin, izlandi spar és bauxit karsztlerakódásai, ismert a nikkel és a mangán, a vas és a kén, a malachit és a gyémánt.

Következtetés

A karszt nagyon elterjedt a Föld felszínén és a földkéreg felszínközeli zónájában. A karsztformák és a hidrológiai jelenségek kivételesen nagy specifitást és sokoldalúságot mutatnak. A legtöbb esetben a fürdőkád domborzata dominál a Föld felszínén, kivéve a megmaradt trópusi karsztot (ami önmagában is univerzális), de még a síkvidéki trópusokon is meglehetősen elterjedt a fürdőkád domborzata, amely gyakran kombinálódik. maradék megkönnyebbüléssel. A karr nem minden karszttípusban található, de amint a karszt kőzet feltárul a felszínen, megjelennek. Különböző geológiai-geomorfológiai és fizikai-földrajzi viszonyok között a karsztformák más-más változatban jelennek meg, de a főbb formatípusok és hidrológiai jelenségek mindenhol megmutatkoznak. A karsztformák és a hidrológiai jelenségek egyetemessége a karsztképződés vezető folyamatának, az oldható kőzetek kilúgozási folyamatának a következménye. A karszt, a karsztdomborzat és a karszttáj kialakításában a földtani alapok kiemelt fontosságát emelhetjük ki. A karszt kialakulását a fizikai-földrajzi helyzet is befolyásolja, amely a karsztjelenségek szélességi és magassági zónájával függ össze. A karsztos domborzat, a karszttájak és a bennük lezajló folyamatok annyira sajátosak, hogy ezek figyelembevétele és gyakran külön vizsgálat nélkül egyetlen komolyabb gazdasági tevékenység sem végezhető egy karsztterületen. A karszt nagy hatással van a tájra, mint fizikai-földrajzi komplexumra. Befolyásolja a lefolyást, a karszt felszínformáit - a talaj- és növénytakaró mikroklímájára és eloszlására, a karsztkőzetekre és azok összetételére - a talajokra és a növényzetre, a karsztvizek kémiai összetételére, a táj egészére stb. A karszt vízelvezető képessége a száraz területeken növeli a nedvességhiányt, és éppen ellenkezőleg, a túlzottan nedves területeken kedvezőbb feltételeket teremt a tájképződéshez. A karszt a permafroszt degradációjához vezet, jelentősen javítva a terület természeti adottságait. A karszt földrajzi tájra gyakorolt ​​hatásának mértéke a karszt morfológiai és genetikai típusa alapján ítélhető meg.

A karszt jellemzői, gyakran morfológiai-genetikai típusa és a karsztterület földrajzi tájképének osztályozási rangja. A karszt zónákra a következő taxonómiai rendszer javasolható: karsztország - régió - tartomány - járás - körzet. A régión belül a részletes vizsgálat során tipológiai egységek (különböző típusú karsztok területei) azonosítása javasolt, azonban...

FOLYAMATOK A karszt-szufffúziós folyamatok és jelenségek következtében a földtani környezet stabilitása csökken, ami katasztrofális következményekkel jár (süllyedés, tönkremenetel, szerkezetek deformációja). Az Orosz Föderációban a karsztfolyamatok széles körben kifejlődnek Arhangelszk, Leningrád, Moszkva, Tula, Kurszk, Nyizsnyij Novgorod, Voronyezs régiókban, Baskíria, Tatár, Mari-El, Mordovia és ...

Vékony gipszrétegű homokkövek), feltételezhető, hogy az általunk vizsgált területen kedvező feltételek alakultak ki a karsztos felszínformák kialakulásához. 1.3 A Nyuksensky régió tektonikai szerkezetének jellemzői A Nyuksensky régió területe az orosz lemez északnyugati részén található, amelyet a kristályos alapozás tömbszerkezete jellemez. Benne fekszik...

Vastagrétegű márványos mészkövek), valamint azzal, hogy az üledékek jelentős része a félsziget legmagasabban fekvő részére korlátozódik. A Krím elő- és sztyeppei részein szintén gyakoriak a karsztjelenségek, mégis a Krími-hegység kiegyenlített csúcsfelülete (yails) tekinthető a karszteloszlás klasszikus területének. Karszt a Krími-hegységben...

Megismerésük nem okoz sok örömet egy nem szakember számára. A Vörös-barlangban vannak olyan tavak, ahol az ember szinte derékig belemerül a viszkózus agyagba, gyakran benne hagyja a csizmája talpát, vagy akár a búvárruha alsó részét... De a geológus ezekben a lerakódásokban forrást lát. különböző információk a karsztüregek „életkörülményeiről”. Megszerzésükhöz mindenekelőtt az üledékek összetételét kell tanulmányozni.

Az ásványtani elemzés néha azonnal választ ad arra a kérdésre, hogy honnan származik a víz. Ha az üledékek összetétele megegyezik a befogadó kőzetek ásványi összetételével, akkor a barlangot lokális, őshonos áramlások alakították ki. Ezért már 1958-ban, a Vörös-barlang kutatásának megkezdésekor már tudtuk, hogy kezdetét a Dolgorukovszkij-masszívum fennsíkján, a Proval-bányában kell keresni - elvégre csak az ott táplálkozó vízgyűjtőn belül. kvarc kavicsok. A tátrai Koscielska-völgy barlangjainak tanulmányozása során a lengyel barlangkutatók észrevették, hogy az ugyanazon a helyen, de a völgyfenék felett eltérő magasságban található barlangok különböző összetételű homoktöltetet tartalmaznak: minél közelebb van a fenékhez, annál gazdagabb a tartomány. a benne talált ásványok közül.. A terület paleogeográfiájának tanulmányozása kimutatta, hogy ennek oka a folyó bemetszésének mélysége, amely fokozatosan „elérte” a Tátra nem karsztos kőzetekből álló középső részének vízgyűjtőit.

Természetesen részletes tanulmányokkal ez a rendszer sokkal bonyolultabbnak tűnik. Több száz mintát kell venni, frakciókra osztani méret, fajsúly, mágneses és egyéb tulajdonságok szerint, mikroszkóp alatt meghatározni és kiszámítani az egyes ásványi szemcsék tartalmát stb. A jutalom elképesztő lelet. Váratlanul ásványokat fedeztek fel a krími barlangokban: moissanit, cohenite, iocyte, amelyeket korábban csak meteoritokban ismertek; Bulgária barlangjaiban vulkáni hamurétegeket fedeztek fel, amelyeket okkal lehet összefüggésbe hozni az Égei-tenger Santorini szigetén történt vulkán robbanásával a Kr.e. 25. és 4-1. évezredben. e.

Így húzódott egy szál, amely összeköti a 20. század barlangkutatóit Atlantisz problémáival és a minószi kultúra halálával...

A vizes mechanikai lerakódások kutatásának második iránya a méretük vizsgálata. Különböző lehet - a méteres szikláktól, amelyeket olykor a glaciális áramlások által kialakított barlangokban találnak, a legfinomabb agyagig, amelynek részecskéi mikron nagyságúak. Kutatásuk módszerei természetesen eltérőek: közvetlen mérés, szitakészlet használata, hagyományos és ultracentrifugák alkalmazása. Mit ad mindez, sokszor hosszadalmas és költséges munka? A legfontosabb dolog a barlangok létezésének ősi paleogeográfiai feltételeinek helyreállítása. Összefüggések vannak a föld alatti áramlások sebessége, a csatornák átmérője, amelyeken keresztül mozognak, és a szállított részecskék mérete között, amelyeket meglehetősen összetett képletekkel fejeznek ki. Ugyanazon Bernoulli áramlási folytonossági egyenleten alapulnak, „megszorozva” a szintén jól ismert Stokes-egyenlettel, amely leírja a részecskék ülepedési sebességét különböző hőmérsékletű és sűrűségű állóvízben. Az eredmény egy gyönyörű nomogram, amelyet R. Burckhardt cseh barlangkutató javasolt - egy grafikon, amely a járat keresztmetszeti területének és az alján lerakódott részecskék átmérőjének ismeretében megbecsülhető az átlagos és maximális sebesség és az egykor itt tomboló patakok áramlási sebessége.

A vizes mechanikai üledékek tanulmányozása lehetővé teszi néhány elméleti probléma megválaszolását, különösen azt a kérdést, hogy melyik hidrodinamikai zónában alakult ki ez a barlang. J. Bretz tapasztalt geológus és barlangkutató 1942-ben, miután számos amerikai barlang fenekén vékony agyagot fedezett fel, felvetette, hogy ezek a mészkövek lassan folyó vizek általi feloldásával jöttek létre: elvégre csak ezekben lehetséges a agyagszemcsék lerakódása! 15 évvel később, miután több tucat barlangban mély gödröket ásott, Davis karsztszakértő megállapította, hogy a gazdag agyagok csak a töltőanyag igen összetett, több méteres szakaszát koronázzák meg. Az agyagok alatt homok- és kavicsrétegek képződtek, amelyeket egy erős patak hozott, majd egy szinteres kéreg következett, ami csak a barlang hosszan tartó lecsapolásakor alakulhatott ki, alatta - a szakaszon ismét agyag jelent meg, amely a barlangon feküdt. sziklák... A vízbázisú mechanikai lerakódások így segítenek a szakembereknek „elolvasni” a barlangok fejlődéstörténetét.

Dublyansky V.N.,
népszerű tudományos könyv