Центр учебных геологических
практик ТПУ им. Г.А.Иванкина
в Хакасии
практик ТПУ им. Г.А.Иванкина
в Хакасии
Цель: знакомство с результатами процессов карстообразования.
Привязка: район дер. Ефремкино.
Район исследований расположен в бассейне р. Белый Июс и представлен низко- и среднегорным рельефом. Абсолютные отметки водоразделов колеблются от 800 до 1500 м. Гидрогеографическая сеть представлена р.р. Белый Июс и Малая Сыя.
В районе дер. Ефремкино преобладают светло-серые и белые закарстованные известняки (рис. 1).
Рисунок 1 - Закарстованные известняки на правом берегу р. Белый Июс
Этот район изобилует карстовыми полостями (рис. 2). Карсты преимущественно представлены пещерами, понорами и гротами. Изучаемый район сложен вулканогенно-осадочными породами палеозойской и кайнозойской эратем. Палеозой представлен породами кембрийской (нижнего и среднего отделов) и девонской систем, а кайнозоя – породами четвертичной системы. Процессы карстообразования отмечены лишь в нижнекембрийских отложениях.
Рисунок 2 - Космоснимок района
Карстовые процессы развиваются в растворимых природными поверхностными и подземными водами горных породах. Основой процесса карстообразования служит процесс химического растворения и выщелачивания пород, т. е. растворения и выноса какой-либо части горных пород. Под карстом понимают не только процесс, но и результат, т. е. образование специфических форм растворения.
Карстовые формы изученного района представлены понорами и карстовыми пещерами.
Поноры – узкие отверстия, наклонные или вертикальные, возникающие на узлах пересечения трещин при дальнейшем развитии процессов растворения и выщелачивания.
Карстовые пещеры возникают путем растворения, вымывания и выщелачивания пород, особенно в местах развития тектонических трещин. Таким образом, формируются многоэтажные, сложные пещерные полости. Развитие пещер тесно связано с колебаниями уровня зеркала подземных вод и местным базисом эрозии.
Наиболее часто встречающиеся карстовые натечные образования, сталактиты и сталагмиты, создают неповторимый облик пещерных залов. Вода, капающая с потолка, насыщена газами СО2 за счет растворения карбонатных пород, также вода насыщена бикарбонатом кальция Ca(HCO3)2 по реакции: CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2. Когда вода капает с потолка, она теряет часть углекислоты, в результате чего CaCO3 оседает на потолке и днище в виде сталактитов и сталагмитов.
Центр учебных геологических практик
Пещера находится в 3,5 км на юго-запад от дер. Ефремкино, между дер. Ефремкино и дер. М. Сыя, в верховьях крутого лога, спускающегося в долину Белый Июс, на восточном склоне Сыйского хребта. Вход в пещеру имеет относительное превышение 170 м, он арочной формы, шириной 5 м и высотой 1,5 м (рис. 3). От входа полость продолжается широким наклонным ходом. Ящик Пандоры является наиболее крупной пещерой в исследуемом районе.
Рисунок 3 - Вход в пещеру Ящик Пандоры
В 1981 году томские географы М.В. Копытов, В.В. Власенко, А.С. Карпухин и другие занялись раскопками глыбового завала в конце тоннеля и обнаружили узкий наклонный лаз. По нему можно было пройти на второй этаж пещеры сложного строения, который изобиловал древними натечными образованиями. Система узких щелей, проходов и колодцев привела исследователей к третьему этажу пещеры. Здесь обнаружены протяженные галереи и гроты разных направлений с большими озерами (рис. 4). Уровень воды в них изменяется на 2…4 метра. Этот этаж находится примерно на уровне русла Белого Июса.
Рисунок 4 - Озеро в пещере (фото С. Колесникова)
Пещера представляет собой карстовую полость, развитую в тектонической зоне. Глубина пещеры – 182 м, длина ходов – около 11 км. В нижней части пещеры расположено множество озер, имеющих один гипсометрический уровень с р. Белый Июс. Сложное строение пещеры определяет наличие систем узких щелей, проходов, колодцев, галерей, гротов разных направлений.
Карстовая полость пещеры образовалась в отложениях светлых доломитов, светлых и светло-серых известняков тунгужульской свиты. Толщина свиты в этом разрезе составляет 750 м.
Рисунок 5 - Вход в грот Проскурякова
Процессы карстообразования в ефремкинской свите привели к образованию грота Проскурякова, пещеры Археологическая и др.
В районе дер. Ефремкино в составе ефремкинской свиты преобладают светло-серые и белые закарстованные известняки. Карсты представлены преимущественно понорами (рис. 6) и гротами.
Рисунок 6 - Поноры
Грот Проскурякова расположен на правом скальном берегу реки Белый Июс. В плане форма грота вытянутая, его длина приблизительно 15 метров, в наиболее широкой части ширина грота 8…10 м, высота – около 10 м. Первые раскопки в гроте проводил в XIX в. красноярский учитель П.С. Проскуряков, его именем и был назван грот.
В гроте в обилии были обнаружены кости древних животных (древнего быка, лошади, косули, оленя) и следы пребывания человека (орудия труда, глиняные черепки, руническая надпись). Все это свидетельствует о том, что около 8 тыс. лет назад здесь обитали люди.
Эта полость образовалась в результате геологической деятельности подземных вод, растворяющих и выщелачивающих кембрийские известняки.
В окрестностях грота обнаруживается множество обломков, представленных основными эффузивами, туфами и габбро-диоритами, которых нет около других карстовых полостей ефремкинской свиты, зато они широко распространены в верховьях Белого Июса. Считается, что это моренные отложения, которые более 200 тыс. лет назад доставил ледник, язык которого, выходя из расположенной напротив долины, упирался именно в этот скальный массив.
Рисунок 7 - Вход в пещеру Археологическая
Пещера расположена в основании правого борта р. Малая Сыя, в 1,8 км от места впадения ее в р. Белый Июс и локализована в массивных и массивно-слоистых серых известняках нижнего кембрия с фауной археоциат и трилобитов. На стенах пещеры имеются небольшие натечные образования.
В плане форма пещеры вытянутая, ее длина примерно 70 м, глубина 37 м, длина ходов составляет 560 м. Коричневые корки фосфоритов встречены на глыбах, стенках и потолке пещеры и рассматриваются в качестве копролитов, сформированных, очевидно, из гуано летучих мышей.
По правому борту р. Белый Июс, в верхней части хребта Тогыз-Аз (с хакасского означает «девять ртов»), по закарстованным известнякам проходит «Тропа предков» (рис. 8). В известняках обнаруживается большое количество поноров, размеры которых обычно не превышают 1…2 м. Как правило, эти полости располагаются на более высоком гипсометрическом уровне.
Рисунок 8 - «Тропа предков»
При изучении карстовых полостей в нижнекембрийских тунгужульской и ефремкинской свитах зафиксированы некоторые различия. Карстовые полости, развитые в тунгужульской свите, более крупные и многоярусные; карстовые полости в ефремкинской свите представлены преимущественно небольшими понорами и гротами. Расположение поноров и гротов на разных гипсометрических уровнях (поноры выше) может свидетельствовать о вертикальных колебательных движениях земной коры в районе исследований в период образования карстовых полостей. Карстовые процессы в отложениях нижнего кембрия могли происходить только в континентальных условиях, а именно в последевонское время.
Исследование минерального состава отложений в карстовых полостях показало различие в составе карбонатов. В сталактитах тунгужульской свиты, определены магнезиокальцит, кальцит и анкерит, а в сталактитах ефремкинской свиты, преимущественно кальцит.