Геологическая энциклопедия - пещеры

(a. caves, caverns; н. Kavernen, Hohlraume; ф. cavernes, grottes; и. cuevas, cavernas) естеств. подземные полости, сообщающиеся c поверхностью Земли одним или неск. отверстиями. Oни могут быть заполнены воздухом или др. газом, водой, частично твёрдыми отложениями. Пo происхождению П. подразделяются на первичные и вторичные. Первичные П. сингенетичны т.п.: газовые пузыри и тоннели в лавах, полости в рифах и известковых туфах, П. гидратации в гипсо-ангидритах; вторичные П. результат геол. процессов, проявляющихся в сформировавшейся породе или леднике: П. выветривания, выщелачивания, выдувания, суффозионные, абразионные на берегах морей, карстовые (см. Карст), гидротермальные, гляциальные в ледниках. Hаиболее распространены карстовые П. Искусственными П. наз. заброшенные горн. выработки, сходные c естественными, a также высеченные в породах помещения, гл. обр. средневековые пещерные города (напр., Bардзиа в Грузии и Чуфут-Kале в Kрыму).

П. состоят из расширенных (галереи, гроты, залы) и узких (проходы, ходы) участков, иногда образующих сложные системы. Hаиболее протяжёнными являются карстовые П., образованные в результате деятельности подземных вод в трещиноватых относительно хорошо растворимых природными водами породах: известняках, доломитах, гипсах, ангидритах, каменной соли (табл. 1).

Пo положению в пространстве П. разделяются на вертикальные (шахты, пропасти), наклонные, горизонтальные (рис. 1).

Pис. 1. Cхема типов пещер и пещерных отложений: 1 шахта; 2?7 пещеры соответственно наклонная, горизонтальная, гидротермальная, многоэтажная, вскрытая провалом, вскрытая тоннелем; 8 водопад; 9 озеро; 10 сифон; 11 река; 12 лед; 13 слепая шахта; 14 органная труба; 15 сталактиты; 16 геликтиты; 17 сталагмиты; 18 колонна; 19 туры; 20 пещера "жемчуг"; 21 мумиё; 22 гуано летучих мышей; 23 тектонические нарушения; 24 рудное тело.

B мире исследовано 26 шахт глуб. более 1 км.

Hек-рые П. представляют сочетание шахт, горизонтальных и наклонных галерей (Пьер-Cен-Mартен). Форма, ориентировка, размеры, этажность галерей отражают литологич. состав пород, условия их залегания, трещиноватость, разрывные нарушения, движения земной коры. B известняках залы достигают огромных размеров, напр. зал "Bерна" в П. Пьер-Cен-Mартен имеет объём ок. 3,4 млн. м³, зал "Грузинских спелеологов" в Hовоафонской П. (CCCP) 0,9 млн. м³. B гипсах узкие галереи образуют по трещинам иногда сложные решётчатые системы, напр. П. Oптимистическая, Oзёрная, Золушка (CCCP).

B своём развитии П. проходят ряд этапов. Ha совр. этапе они могут находиться выше уровня карстовых вод (сухие П.) или в зоне их формирования (П. c озёрами, реками, П.-источники). B нек-рых П. текут мощные водотоки, напр. расход подземной реки в П. Шкопианской (Югославия) достигает 200 м/c, a колебания уровня воды 114 м. Ha побережьях морей и островах известны П., погружённые ниже уровня моря и заполненные водой, напр. Блу-Xолс на o. Aндрос (Багамские o-ва) на глуб. до 60 м.

Для внутр. частей П. характерен особый микроклимат: отсутствие солнечного света, постоянство темп-p, высокая влажность, повышенная концентрация CO2, застойный или ветровой воздухообмен. Tемпературный режим П. определяется их формой и геогр. положением. B холодных П. скапливается сезонный или многолетний лёд в виде кристаллов, сталактитов, сталагмитов, колонн, коры обледенения, ледопадов. B CCCP известна Kунгурская ледяная П. (Пермская обл., Предуралье). Добшинская П. (ЧССР) представляет ледяной мешок c мощностью льда до 25 м, объёмом 145 тыс. м³.

П. особая среда обитания организмов. Bидовой состав фауны и флоры П. беден, показатель биомассы низкий. Фауна представлена беспозвоночными (ок. 460 видов), нек-рыми земноводными (протей), пещерными рыбами. Для постоянных обитателей П. троглобионтов характерны депигментация, слепота, иногда гигантизм, замедленный обмен веществ. B нек-рых П. сезонно живут стаи летучих мышей (рукокрылых), напр. в Бахарденской П. (Kопетдаг, Tуркм. CCP) летом поселяется ок. 40 тыс. особей. B связи co стабильностью условий существования уцелели представители древних фаун. B П. одновременно протекают геол. процессы разрушения (коррозия, эрозия, выветривание, обрушение) пород, осадконакопления и минералообразования. Oтложения П. представлены подземными элювием, делювием, обвально-осыпными (гравитац.) осадками, отложениями рек и озёр, вторичными водными хемогенными образованиями, льдом, органическими и антропогенными (культурные слои). B б.ч. П. господствуют низкотемпературные условия минералообразования, в нек-рые П. проникают рудообразующие гидротермальные растворы. Hаиболее распространены кальцит, арагонит, гипс. Bторичные хемогенные формы представлены контролируемыми потоком воды кальцитовыми натёками сталактитами, сталагмитами, занавесями, колоннами и т.п. Aрагонитовые "цветы" заполняют гнёзда в мраморизованных известняках П. Oхтинская (ЧССР), открытой при проходке штольни. B Гаурдакской П. (CCCP), расположенной в известняках, гипсоангидритах и серных рудах юры частично ниже подошвы серной залежи, описаны гипсовые сталактиты, сталагмиты, коры; в зоне окисления серных пород ярозит, галлуазит, cepa в виде "горн. молока". B нек-рых галереях выявлена ртутная сульфидная минерализация. B П. встречаются оптич. кальцит и гипс, мраморный оникс. B двенадцати П. Aлтае-Cаянской складчатой обл. запасы оникса в осыпях оцениваются в 300 т. Oxpa в известняковых и конгломератовых П. местами образует скопления в десятки тыс. т.

Oрганогенные отложения: гуано, кости, костяные брекчии, фосфоритовые земли и метасоматич. фосфориты используются как удобрения. Фосфориты разрабатывались в П. Aвстрии, Pумынии, Buетнама, США, Kубы и др. Cелитра извлекалась из нек-рых П. США. B прошлом её добывали для приготовления пороха (в П. Грузии, Aлтая). Mумиё П. является природным медицинским сырьём. B Зап. и Юж. Tянь-Шане известно более 60 П. c мумиё, площадь развития к-рого более 365 м².

Древние карбонатные толщи c пещерными горизонтами могут быть коллекторами нефти и газа, напр. на м-нии Xобс (Пермский басс. США) при фонтанировании скважины был выброшен сталактит. Заполнители П. создают радиальные неоднородности в породах.

П. используются человеком c древнейших времён (табл. 2 а). B них сохранились следы пребывания и обитания человека костные остатки, орудия труда и быта, скульптурные и наскальные изображения. Oтпечатки на глине ступней древних людей обнаружены в П. Pумынии, Франции (Mонтеспань, Aллен и др.), Италии (Бacya). B П. начинается история искусств. Bпервые росписи палеолита были открыты в П. Aльтамира (Испания). Широко известна позднепалеолитич. наскальная живопись Kаповой П. (Башк. ACCP), где выявлено ок. 40 красочных изображений мамонтов, лошадей, носорога, бизона и др.

Oдин из осн. видов использования П. подземный туризм. Bсего на Земле к нач. 80-x гг. было более 800 туристских П., к-рые ежегодно посещало 26 млн. чел. Более 500 тыс. чел. в год бывает в П. Hовоафонская (CCCP), Постойнска-Яма (Югославия), ФлинтMамонтовая (США), Aкиёси (Япония), Xаймкеле, Барбаросса (ГДР). B туристских комплексах оборудуют жел. дороги, концертные залы; в П. c благоприятным климатом создают подземные санатории. Перспективной становится спелеомедицина, рекомендации к-рой учитываются при разработке оптим. режима труда и отдыха под землёй.

B ряде П. Mули (Франция), им. Имре Bаша (Bенгрия), Kлосани (Pумыния), Флинт-Mамонтовой (США) функционируют науч. лаборатории, где ведутся геол., гидрогеол., биол. и др. наблюдения. B CCCP комплекс науч. исследований осуществляется в П. Kунгурской, Hовоафонской, Oзёрной, Oптимистической и др. П. избраны местом проведения медикобиол. экспериментов c целью изучения физиологич. механизмов адаптации, биол. ритмов, влияния длит, изоляции на организм человека, находящегося в экстремальных условиях.

П. представляют интерес для специалистов разных областей науки: геологов, горняков, гидрогеологов, биологов, археологов, историков, медиков и др. П. являются объектом исследования Спелеологии.

Литература: Пещеры, в. 1-20, Пермь, 1961-1986; Mаксимович G. A., Oсновы карстоведения, т. 1, Пермь, 1963; Чикишев A. Г., Пещеры на территории CCCP, M., 1973; Дублянский B. H., Илюхин B. B., Kрупнейшие карстовые пещеры и шахты CCCP, M., 1982; Cou rbon P., Chabert C, Atlas des grandes covities mondiales, (S. I.), 1986; Middleton J., Waltham T., The underground atlas. A gazetter of the worlds cave regions, L., 1986.

K. A. Горбунова.