-Базарова Е.П. Криоминеральные образования некоторых пещер Иркутской области // Карстовые системы Севера в меняющейся среде. Сборник тезисов Международной конференции, посвященной 300-лтию со дня рождения М.В. Ломоносова. –М., 2011. С. 23-26.

Криоминеральные образования некоторых пещер Иркутской области

Базарова Е.П.

Criomineral formations from three caves of Irkutsk region are distinguished. In the mineralogical relation collected powder material was submitted by calcite and ikaite. Impurities are submitted by quartz, biotite, graphite, feldspars and organic material.

Криоминеральным образованиям пещер, под которыми понимаются вещественные образования, связанные с криохимическими процессами [Андрейчук, Галускин, 2008], в последние годы уделяется все больше внимания [Андрейчук, 1989; Андрейчук и др., 2001, 2007; Андрейчук, Кадебская, 2010; Потапов и др., 2008, 2009; Andreychouk, 2009; Andreychouk et al., 2004, 2005; Lacelle et al., 2009; Potapov et al., 2008; Zak et al., 2004, 2008]. Эти образования возникают при замерзании водного раствора или таянии льда, сопровождающемся нарушением химического равновесия в растворе и отложением минеральных фаз. Это связано с тем, что по таким образованиям возможно осуществлять палеогляциологические и палеоклиматические реконструкции, а также их исследование имеет большой седиментологический и минералогический интерес [Андрейчук, Галускин, 2008].

 В пещерах Иркутской области находки криоминеральных образований были описаны для пп. Бол. Байдинская [Филиппов, 1989], Таловская, Бол. Онотская, Загадай [Филиппов, 1997], а также Охотничья и Хрустальная [Базарова, 2010; Базарова, Гутарева, 2011].

В данной работе будут приведены результаты исследований криоминеральных образований пп. Холодная, Ая-Рядовая и Ботовская. Определение минерального состава проб проводилось термическим методом аналитиком Нартовой Н.В. в аналитическом центре Института земной коры СО РАН в Иркутске.

Пещера Холодная находится на юго-восточном склоне Приморского хребта в районе с. Бол. Голоустное и приурочена к среднерифейским породам улунтуйской свиты – известнякам и доломитам онколитовым и строматолитовым, битуминозным, с прослоями глинистых сланцев и алевролитов. По данным спелеоклуба «Арабика», длина пещеры составляет 135 м. при амплитуде 6 м. Пещера имеет вид извилистого меандра шириной до 3,4 м. при высоте до 13 м. Сезонные ледяные образования наблюдаются в холодное время года в привходовом гроте, где представлены небольшой покровной наледью, покровом на стене и множеством булавовидных сталагмитов высотой до 70 см. Проба криоминерального остатка была взята на месте растаявшей наледи и представлена влажным порошком белого цвета, который под бинокулярным микроскопом выглядит как скопление сростков и слепков мелких пластинчатых и нитевидных кристаллов снежно-белого цвета с редкими вкраплениями кристаллов золотистого цвета. В минеральном отношении, по данным термического анализа, проба сложена исключительно икаитом CaCO3·6H₂O.      

Карстовая система Ая-Рядовая, образованная двумя ранее обособленными пещерами, соединение которых провели в 1993 г. спелеологи клуба «Арабика», расположена в северо-восточной части Аинского массива на юго-западном побережье оз. Байкал. Система имеет длину 1350 м. при амплитуде 70 м. [Осинцев, 2010] и заложена в кальцитовых и доломит-кальцитовых графитсодержащих мраморах ольхонской серии верхнего архея – нижнего протерозоя [Филиппов, 1989]. В мраморах наблюдаются прослои биотитовых гнейсов [Гутарева, 2009] и согласные дайки пегматоидных гранитов [Филиппов, 1989]. В дальней части п. Ая (грот Ледяной) наблюдается многолетняя наледь [Филиппов, 1997]. Проба криоминеральных образований, представленных порошком темно-серого цвета, была взята с поверхности наледи. По результатам термического анализа, проба сложена кальцитом и органическим веществом с примесями, предположительно, гидрослюды, кварца и полевого шпата. При исследовании образца под бинокулярным микроскопом отмечается присутствие в криоминеральном остатке большого количества (около 50%) черных частиц органического происхождения (кусочки древесной коры, углистое вещество), биотита и графита, что объясняет темный цвет пробы. Также отмечаются отдельные зерна кварца. Прочая масса сложена сростками и слепками кристаллов кальцита белого цвета.

Пещера Ботовская на сегодняшний день является длиннейшей пещерой России. Она находится на Верхнеленском закарстованном плато в пределах Среднесибирского плоскогорья, входы в пещеру расположены в верхней части левого борта р. Боты [Филиппов, 1994]. По состоянию на 2010 год, пещера имеет длину 64435 м. при амплитуде 40 м. [Осинцев, 2010]. Ботовская пещера заложена в водорослевых известняках усть-кутской свиты нижнего ордовика, слагающей пласт с видимой мощностью до 8 м., зажатый среди морских песчаников этой же свиты [Филиппов, 1999]. В плане пещера представляет собой сетчато-полигональный одноэтажный лабиринт. В ходах пещеры, близких к поверхности, распространены ледяные образования, представленные ледяными покровами, сталагмитами, атмогенными льдами (инеем) и сталактитами. Пробы криоминеральных образований были взяты с поверхности многолетней наледи «Медео». Криоминеральные образования представлены порошком серого цвета. По результатам термического анализа, проба №1, взятая примерно в 40 м. от входа в пещеру, сложена кальцитом с примесью органического вещества и, предположительно, гидрослюды, кварца и полевого шпата. Под бинокулярным микроскопом в основной массе, сложенной сростками кристаллов кальцита белого цвета, наблюдается множество органических остатков (кусочков дерева, травы) и отдельные зерна кварца. Проба №2, взятая с поверхности наледи несколько дальше, по результатам термического анализа сложена кальцитом с примесью, предположительно, икаита.  Под микроскопом можно было также видеть незначительную примесь органических остатков.

Органическое вещество, которое наблюдается в больших количествах в криоминеральных образованиях системы Ая-Рядовая и п. Ботовская, является аллохтонной примесью. Частицы кварца и биотита в пробе из системы Ая-Рядовая объясняются наличием данных минералов в биотитовых гнейсах и пегматоидных гранитах, а графита – в мраморах. Эти обломочно-механические частицы можно считать автохтонными примесями.

Были отобраны образцы вмещающих пород п. Ботовская, сложенные кальцитом, кварцем, доломитом, полевыми шпатами и глинистыми минералами в различных соотношениях. (Определение минерального состава вмещающих пород было проведено рентгено-фазовым методом в аналитическом центре Института земной коры в Иркутске аналитиком Филевой Т.С.) Таким образом, кварц и полевой шпат в криоминеральных образованиях п. Ботовская, по всей видимости, объясняется присутствием их во вмещающих породах и также должен считаться автохтонной примесью.

Икаит CaCO₃·6H₂O  является редким и метастабильным минералом, который был открыт в 1963 г. в водах Икка-фьорда в Гренландии [Pauly, 1963], а в условиях подземных пустот впервые обнаружен в п. Скеришоара [Onac, 2008]. Его образование мы связываем с повышенными концентрациями магния в карстовых водах, обусловленные наличием во вмещающих породах доломитов. Кроме п. Холодная, икаит был ранее обнаружен нами в пещерах Охотничья и Хрустальная, заложенных в породах той же свиты.

Обобщая вышесказанное, можно сделать вывод о том, что собственно криоминеральными образованиями указанных пещер можно считать только икаит в п. Холодная и кальцит в пп. Ая-Рядовая и Ботовская. Прочие минералы, определенные в образцах, являются примесями поверхностного и внутрипещерного происхождения.

Автор выражает благодарность спелеологам клуба «Арабика» за помощь в сборе образцов, Гутаревой О.С. за предоставленные результаты анализа вмещающих пород и аналитикам Института земной коры Нартовой Н.В. и Филевой Т.С. за проделанные анализы.

Литература:

Андрейчук В.Н. Некоторые своеобразные отложения в Кунгурской ледяной пещере, связанные с ее оледенением // Минералы и отложения пещер и их практическое значение. – Пермь. 1989. – С. 22-23.

Андрейчук В., Галускин Е. Криогенные минеральные образования Кунгурской Ледяной пещеры // Пещеры. Пермь. 2001. Вып. 27-28. С. 108-116.

Андрейчук В., Галускин Е., Ридуш Б. Криогенные минеральные образования из гипсовых пещер Буковины // Северный спелео альманах. 2007. Вып. 7. С. 40-52.

Андрейчук В., Галускин Е. Криоминеральные образования пещер: введение в проблематику // Спелеология и карстология, -№1. – Симферополь. – 2008. С. 67-80.

Андрейчук В.Н., Кадебская О.И. Криоминеральные образования гипсовых пещер Приуралья // Спелеология и спелестология: развитие и взаимодействие наук. Сборник материалов международной научно-практической конференции. - Набережные Челны: НГПИ, - 2010. С. 48 – 51.

Базарова Е.П. Криоминеральные образования Иркутской и Читинской областей // Спелеология и спелестология: развитие и взаимодействие наук. Сборник материалов международной научно-практической конференции. - Набережные Челны: НГПИ, - 2010. С. 35 – 38.

Базарова Е.П., Гутарева О.С. Новые данные о минералогии пещер Иркутской области // Строение литосферы и геодинамика: Материалы XXIV Всероссийской молодежной конференции (Иркутск, 19 – 24 апреля 2011 г.). - Иркутск: ИЗК СО РАН, - 2011. С. 62 – 63.

Гутарева О.С. Кайнозойский карст в Приольхонье (юго-западное побережье оз. Байкал) // Спелеология и карстология, -№2. – Симферополь. – 2009. С. 77-82.

Осинцев А.В. Крупные пещеры Байкальского региона – новейшие исследования // Спелеология и спелестология: развитие и взаимодействие наук. Сборник материалов международной научно-практической конференции. - Набережные Челны: НГПИ, - 2010. С. 99 - 101.

Потапов С.С., Паршина Н.В., Титов А.Т. и др. Криоминеральные образования пещер Пинежья // Минералогия техногенеза – 2008. Миасс: ИМин УрО РАН. 2008. С.18-43.

Потапов С.С., Паршина Н.В., Кадебская О.И. Ледяные образования и связанная с ними кристаллизация криогенного гипса в Октябрьских пещерах (Пермский край) // Пещеры. Пермь. 2009. Вып. 32. С.60-67.

Филиппов А.Г. Геология пещер побережья озера Байкал // Proceedings, Vol. 2, 10^th International Congress of Speleology (13 – 20 August 1989). Budapest. 1989. С. 583-585.

Филиппов А.Г. Пещера Ботовская // Вопросы физической спелеологии. – М.: МФТИ, 1994. – С. 142–160.

Филиппов А.Г. Пещерные льды Иркутской области // Свет. Вестник Киевского карст.-спел. Центра. – Киев. 1997. - №2(17), С. 13-16.

Andreychouk V., Galuskin E., Ridush B. Criomineral formations from North Bukovinian Caves // 1st International Workshop on Ice Caves: Volume of abstracts. University of Milano. Italy. 2004. P. 36-37.

Andreychouk V., Galuskin E., Persoiu A. Criomineral formations of Scarisoara Cave (Romania) // Glacier cave and Glacial Karst in High Mountains and Polar Regions. Russian Academy of Sciences. Institute of Geography. Moscow. 2005. P. 85-86.

Andreychouk V. Criomineral formations from Koungour Ice Cave (Russia) // 15^th International Congress of Speleology. 2009. P. 277-282.

Lacelle D., Laurioland B., Clarc I.D. Formation of seasonal ice bodies and associated criogenic carbonates in Caverne de l,Ours, Quebec, Canada: Kinetic isotope effects and pseudogenic crystal structures // Journal of Cave and Karst Studies. 2009. Vol. 71. №1. P. 48-62.

Onac B.P. Ikaite in the Scarisoara ice deposit: precipitation and significance // 3^rd International Worcshop on Ice Caves (IWIC – III) – Kungur Ice Cave, May 12 – 17, 2008. P. 28.

Pauly H. Ikaite, a new mineral from Greenland // Arctic. 1963. Vol. 16. P. 263-264.

Potapov S., Parshina N., Shavrina E., Maksimovich N., Kadebskaja O. Mountain flour on ice stalagmites on Pinega caves // 3-rd International Worcshop on ice Caves: Volume of Abstracts. Kungur ice Cave. Perm region. Russia. May 12-17, 2008. 2008. P.34.

Zak K., Urban J., Cilek V., Hercman H. Criogenic cave calcite from several Central European caves: age, carbon and oxigen isotopes and a genetic model // Chemical Geology. 2004. Vol. 206. P. 119-136.