СТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ГРОТА ДЛИННЫЙ В КУНГУРСКОЙ ЛЕДЯНОЙ ПЕЩЕРЕ

Аннотация

Картирование структурных элементов гротов и галерей в Кунгурской Ледяной пещере (КЛП) помогает проанализировать геологическую историю развития карстово- го массива, определить роль многих факторов в развитии тех или иных процессов. В данной статье автор приводит результаты картирования грота Длинный. Введение. Грот Длинный заложен в гипсо-ангидритах нижней и средней частей ледянопещерской пачки кунгурского яруса приуральского отдела пермской системы. Имея протяженность 196 м, является самым длинным гротом пещеры, средняя ширина 2 грота составляет 18, высота около 5 м [3].Площадь грота составляет 3530 м , уступая лишь гроту Великану, Грязному и Географов. Средняя мощность кровли 75 м, находит- ся на расстоянии 360 м от р. Сылва. Грот тянется на юго-запад до края мощной глыбово-глинистой осыпи, откуда по- ворачивает под прямым углом на юго-восток. Свод почти по всей протяженности пло- ский, со следами растворения. Первые 80 метров вдоль северо-западной стены грота тянется край самой крупной осыпи, разведанной в пещере. Далее грот тянется вдоль коренной стены, а затем пересекает обвальный конус. Вдоль всей восточной стены гро- та простирается озеро площадью 850 м2 (23% грота) с наибольшей глубиной до 5 м, частично заваленное гипсо-ангидритовыми блоками скатившимися с осыпи и обру- шенными со сводовой части, на севере обрушившиеся глыбы разделяют озеро и оно становится мелководным. Озеро имеет множество поноров, уходящих в сторону озер грота Аквалангистов и свидетельствующих о большой деформации ангидритового це- лика. В центре грота, перед поворотом, расположен вход в Заповедную часть пещеры. Методика работ. Для структурного картирования в пределах съемочного поля был использованы тахеометры Leica TCR800 и Sokkia СX 106. Полученные данные бы- ли обработаны и преобразованы в графический вид с помощью системы автоматиче- ского проектирования и черчения AutoCAD. В ходе работы был построен план грота 2 Длинный со структурными элементами и обновленным контуром, площадью 2850м (Рис.1). Контур съемочного поля, только в некоторых случаях не совпадает с планом гро- та Длинный, что говорит о хорошем качестве плана, используемого сейчас в качестве основного [4]. Увеличение площади грота, связано с труднопроходимостью ходов и не- полнотой прошлых съемок за северо-западной осыпью и юго-восточной части грота, а так же с менее точной обработкой полученных данных. Частично увеличилась площадь распространения осыпи в северо-западной части грота, что можно связать со сползанием сульфатно-карбонатных обломков различного размера с осыпи под воздействием гравитационных процессов, нежели с обрушениями. [2]. За последний 30 летний период был зафиксирован всего лишь 1 обвал, что говорит об относительной устойчивости сводовой части грота. В гроте выявлены следующие структурные элементы: слоистость пород, зона раз- вития гидратации, органные трубы и трещины, которые предварительно были поделе- ны на различные группы, которые представлены ниже. Слоистость. Залегание слоев пологое в сводовой части грота - практически го- ризонтальное, а по периферии углы падения варьируют от 1-2 до 36°. Наибольшие зна- чения выделяются в западной части грота. 41 ----------------------- Page 42----------------------- Рис. 1. План грота Длинный с выделенными элементами: 1 - контур грота (старый); 2 - контур съемочного поля; 3 -зона развития осыпей; 4 зона развития гидратации; 5 - тектонические трещины; 6 - внутрипластовые трещины. 7 - ось флексурообразного пе- региба; трещины отрыва с величиной открытия до 15 см - 8, более 15 см - 9; «органные трубы» - 10; 11- угол падения слоистости.; Тектонические трещины широко представлены в нижних и средних слоях ледя- нопещерской пачки и распределяются по всей площади грота. Их видимая протяжен- 42 ----------------------- Page 43----------------------- ность достигает до 50 метров. Они прослеживаются не только в сводовой части, но и на стенках грота формируя диагональную систему (10-48° и 330-357°). Большая часть трещин - закрытые, вертикальные, с углом падения до 90°, но присутствуют и более пологие (до 67°) с ССЗ и СВ падением и открытые с величиной открытия до 10 см. Трещиноватость в нижних слоях ледянопещерской пачки отличается от таковой в средних слоях. В нижних ангидритовых слоях, тектонические трещины чаще всего яв- ляются закрытыми и заполнены гипсом. В средних слоях, по большей степени, текто- нические трещины являются открытыми, очень часто пересекаются с трещинами меньшего порядка, которые дробят слои на более мелкие блоки, способствуя усилению неустойчивого положения блоков в сводовой части грота Длинный (СЗ часть грота). Зона развития гидратации, включающая гидратационные «трещины», рас- пространены в юго-восточной и центральной частях грота. Гидратационные «трещи- ны» представляют собой трещины в ангидрите, стенки которых часто замещены вто- ричным гипсом на глубину от 5 - 7 см до 50 см. Большая часть из них сомкнута, но есть и вторично раскрытые (до 5 см). Основная часть трещин имеют такую же систему ази- мутов простирания, как и в гроте Великан [1]. Практически на всей протяженности за- падной части грота выделяется система гидратированных тектонических трещин, ши- риной до 10м (рис 2). Рис. 2. Флексурообразный перегиб Внутрипластовые трещины прослеживаются не только по всему периметру сводовой части, но и в стенках грота Длинный, обычно не выходят за пределы одного пласта. Обычно они распределены параллельно, но довольно часто и перпендикулярно, либо близко к этим значениям, к распространению основных тектонических трещин. 43 ----------------------- Page 44----------------------- Их протяженность составляет от 0,5 до 10 метров. Они представлены единичными тре- щинами, системами трещин или зонами микротрещин. По степени проявления бываю закрытыми и открытыми, с величиной открытия до 5-7 см. Углы падения внутрибло- ковых трещин варьируют от 45° до 90° (рис. 3.). Рис. 3. Внутрипластовые трещины Трещины отрыва, которые нанесены, не являются субгоризонтальными, имеют углы наклона, которые варьируют от 2-3° до 15°,мощность раскрытия таких трещин до 40 см. По своей природе некоторые из них имеют сложную форму, часто секут текто- нические трещины под острым углом. Органные трубы являются специфичным образованием КЛП. Они формируются инфильтрационными водами, а для их развития необходимы вертикальные проницае- мые зоны. Выводы. В ходе работы над построением графического плана грота Длин- ный, обновлен контур грота и граница осыпей. Его изменение можно связать с до- бавлением новых данных полученных при съемке и более точной обработки этих результатов. Анализ распределения углов падения позволил прийти к выводу, что в юго западной части грота Длинный происходит пликативный флексурообразный перегиб слоистости, определяющий конфигурацию всей западной части грота, который сформировался на фоне крупной зоны концентрационных тектониче- ских трещин, которые в дальнейшем были подвержены процессам гидратации. 44 ----------------------- Page 45----------------------- Тектонические трещины развитые повсеместно на всей площади грота форми- руют несколько диагональных систем, что говорит нам о том, что их происхо- ждение связано с внешним полем тектонических, преимущественно сжимающих напряжений. Крутое падение слоев в северной части грота возможно связано с крылом анти- клинали северо-западного простирания. Тектонические и внутриблоковые трещины, выделенные на данном участке, секут крыло антиклинали под острыми углами, что может говорить об их (право)сдвиговой природе. «Гидратационные» и внутрипластовые трещины часто имеют те же прости- рания, что и «тектонические», что предполагает их унаследованную природу раз- вития от тектонических трещин и активизацию в процессе гидратации ангидрито- вой толщи. Активное развитие гидратационной зоны и трещин гидратации в восточной час- ти грота, частично связано с тем, что на поверхности карстового массива в районе рас- пространения грота Длинный идет уклон с северо-восточной части на юго-запад, также присутствуют крупные карстовые воронки, как в северной и западной части. Осадки, выпадающие на поверхности карстового массива, проникая через систему трещин, об- разуют подзону подвешенных инфильтрационных вод в восточной части грота, где ме- стным водоупором являются доломиты неволинской пачки. Карстовые воды постепен- но просачиваются через кровлю грота, что подтверждается постоянной капелью надо озером. Трещины отрыва сформировались в ходе гравитационных процессов происхо- дящих в массиве, часто их простирание совпадает с тектоническими трещинами. Разви- тие осыпей тесно связанно с «органными трубами». Осыпи «оконтуривают» грот прак- тически со всех сторон, а главным фактором их проявления, служат породы, обрушен- ные в ходе образования органных труб. Фактически, органные трубы определяют края стенок гротов, определяя их морфологию.