Типізація мінеральних новоутворень дренажно-штольневих систем м. Києва

На основі досліджень дренажних штольневих систем глибокого залягання, розташованих на правому схилі Дніпра в межах м. Києва висвітлено особливості морфології, та умов формування новоутворень. Встановлено форми, що утворилися в субаквальних та субаеральних умовах: сталактити, сталагміти, покриви, гур...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2008
Main Author:	Селівачова, У.М.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Інститут геологічних наук НАН України 2008
Subjects:	Регіональні проблеми літології
Online Access:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/13485
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Типізація мінеральних новоутворень дренажно-штольневих систем м. Києва / У.М. Селівачова // Зб. наук. пр. Інституту геологічних наук НАН України. — 2008. — Вип. 1. — С. 165-172. — Бібліогр.: 24 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-13485
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-134852010-11-10T12:02:45Z Типізація мінеральних новоутворень дренажно-штольневих систем м. Києва Селівачова, У.М. Регіональні проблеми літології На основі досліджень дренажних штольневих систем глибокого залягання, розташованих на правому схилі Дніпра в межах м. Києва висвітлено особливості морфології, та умов формування новоутворень. Встановлено форми, що утворилися в субаквальних та субаеральних умовах: сталактити, сталагміти, покриви, гури, конкреції, плівки, забереги, облямівки, конуліти. Запропоновано схему типізації новоутворень дренажних штольневих систем з урахуванням особливостей умов утворення, локалізації, морфологічних різновидів. The descriptions of new formed minerals in drainage adit systems within the limits of Dnieper Right Slope in Kyіv have been given. Subaerial and subaqueous forms have been presented. The mineralisation’s morphology and conditions of formation are presented. Stalactites, stalagmites, coatings, rimstone dams, rafts, cave pearls as well as conulites have been distinguished in drainage adit systems environment. 2008 Article Типізація мінеральних новоутворень дренажно-штольневих систем м. Києва / У.М. Селівачова // Зб. наук. пр. Інституту геологічних наук НАН України. — 2008. — Вип. 1. — С. 165-172. — Бібліогр.: 24 назв. — укр. XXXX-0025 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/13485 551.3.051:(552.54:549.74):(556.33:551.435.842/.843)](477-25) uk Інститут геологічних наук НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Регіональні проблеми літології Регіональні проблеми літології
spellingShingle	Регіональні проблеми літології Регіональні проблеми літології Селівачова, У.М. Типізація мінеральних новоутворень дренажно-штольневих систем м. Києва
description	На основі досліджень дренажних штольневих систем глибокого залягання, розташованих на правому схилі Дніпра в межах м. Києва висвітлено особливості морфології, та умов формування новоутворень. Встановлено форми, що утворилися в субаквальних та субаеральних умовах: сталактити, сталагміти, покриви, гури, конкреції, плівки, забереги, облямівки, конуліти. Запропоновано схему типізації новоутворень дренажних штольневих систем з урахуванням особливостей умов утворення, локалізації, морфологічних різновидів.
format	Article
author	Селівачова, У.М.
author_facet	Селівачова, У.М.
author_sort	Селівачова, У.М.
title	Типізація мінеральних новоутворень дренажно-штольневих систем м. Києва
title_short	Типізація мінеральних новоутворень дренажно-штольневих систем м. Києва
title_full	Типізація мінеральних новоутворень дренажно-штольневих систем м. Києва
title_fullStr	Типізація мінеральних новоутворень дренажно-штольневих систем м. Києва
title_full_unstemmed	Типізація мінеральних новоутворень дренажно-штольневих систем м. Києва
title_sort	типізація мінеральних новоутворень дренажно-штольневих систем м. києва
publisher	Інститут геологічних наук НАН України
publishDate	2008
topic_facet	Регіональні проблеми літології
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/13485
citation_txt	Типізація мінеральних новоутворень дренажно-штольневих систем м. Києва / У.М. Селівачова // Зб. наук. пр. Інституту геологічних наук НАН України. — 2008. — Вип. 1. — С. 165-172. — Бібліогр.: 24 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT selívačovaum tipízacíâmíneralʹnihnovoutvorenʹdrenažnoštolʹnevihsistemmkiêva
first_indexed	2025-07-02T15:26:00Z
last_indexed	2025-07-02T15:26:00Z
_version_	1836549365436514304
fulltext	165 УДК 551.3.051:(552.54:549.74):(556.33:551.435.842/.843)](477U25) TYPIFICATION OF NEOGENIC MINERALS FORMED IN THE DRAINAGE ADIT SYSTEMS ENVIRONMENT IN KYIV Y.M. Selivachova ТИПІЗАЦІЯ МІНЕРАЛЬНИХ НОВОУТВОРЕНЬ ДРЕНАЖНИХ ШТОЛЬНЕВИХ СИСТЕМ М. КИЄВА У.М. Селівачова The descriptions of new formed minerals in drainage adit systems within the limits of Dnieper Right Slope in Kyіv have been given. Subaerial and subaqueous forms have been presented. The mineralisation’s morphology and conditions of formation are presented. Stalactites, stalagmites, coatings, rimstone dams, rafts, cave pearls as well as conulites have been distin1 guished in drainage adit systems environment. Key words: carbonate new formations, precipitation, drainage adit systems. На основі досліджень дренажних штольневих систем глибокого залягання, розташованих на правому схилі Дніпра в межах м. Києва висвітлено особливості морфології, та умов формування новоутворень. Встановлено форми, що утво1 рилися в субаквальних та субаеральних умовах: сталактити, сталагміти, покриви, гури, конкреції, плівки, забереги, об1 лямівки, конуліти. Запропоновано схему типізації новоутворень дренажних штольневих систем з урахуванням особли1 востей умов утворення, локалізації, морфологічних різновидів. Ключові слова: мінеральні новоутворення, осадконакопичення, дренажні штольневі системи. ВСТУП Для локалізації ерозійно1гравітаційних процесів, на схилах правого берега Дніпра починаючи з кінця ХVІІІ ст. споруджувалися інженерні гiдротехнiчні споруди – виробки дренажно1штольневих систем глибокого закладання (ДШС). Таким чином, невід’ємним елементом геологічного середовища – час1 тини літосфери, яка знаходиться під впливом діяльності людини, стали штучні порожнини, що взаємопов’язані з поверхневим ландшафтом циркуляцією ґрунтових вод та повітряних мас, регуля1 цією дренажу, біогенними чинниками. Виробки ДШС можна розглядати як своєрідні геологічно1техногенні системи, що опосередкова1 но відбивають розвиток техногенно стимульованих природних процесів, де здійснюється сучасне мінералоутворення. Мінералоутворення в ДШС за своїми умовами подібне до низькотемпературних процесів, що відбуваються у природних порожнинах, проте відрізняються діапазоном коливань тем1 ператури, вологості, складу розчинів, вмістом СО 2 та іншими параметрами. Формування більшості хемогенних вторинних утворень в печерах пов’язують з осадженням розчиненої речовини у вадозних (текучі або плівкові води, озера, крапельники), рідше у фреатичних умовах. Осадження речовини відбувається при випаровуванні або на фізико1хімічних (геохімічних) бар’єрах [6]. У 70180 рр. ХХ ст. у зв’язку з розвитком інструментальної бази в мінералогічних дослідженнях феномен утворення бага1 тьох вторинних мінералів печер стали пов’язувати з діяльностю мікроорганізмів [13, 20, 23]. Виробки дренажних штолень через обмежену кількість параметрів середовища та відсутність їх різких коли1 вань можна розглядати як полігон для дослідження особливостей протікання сучасних процесів низь1 котемпературного мінералоутворення. Доступність виробок та можливість спостерігання процесів на різних стадіях викликає зростання інтересу до техногенного мінералоутворення. Відомі роботи, вико1 нані у 701х роках, присвячені відкладам у підземному просторі шахт і рудників [11, 19]. Проте ком1 плексних досліджень мінеральних новоутворень ДШС до останнього часу не проводилося. Вивчення мінеральних новоутворень має як теоретичне, так і практичне значення. З теоретичної точки зору во1 но дозволить уточнити фізико1хімічні процеси, що призводять до утворення, зміни та руйнування мінералів; оцінити швидкість та умови накопичення мінеральної речовини; з’ясувати геохімічні особ1 ливості новоутворених мінералів та оцінити антропогенний вплив міської агломерації на елементи ге1 ологічного середовища. Практичний аспект зазначених досліджень полягає у визначенні джерел, об’ємів мобілізації та шляхів міграції мінеральної речовини, яка накопичується в ДШС у вигляді міне1 ральних новоутворень. 166 РАЙОН РОБІТ, МЕТОДИ ТА ОБ’ЄКТ ДОСЛІДЖЕНЬ У Києві діє понад 118 прохідних ДШС різних конструкцій, сумарна довжина яких досягає 60 тис. м. Із них для дренування четвертинного водоносного горизонту (першого) влаштовано близько 22 тис. м виробки, олігоценового (другого) – 20 тис. м. Для визначення умов низькотемпературного мінера1 лоутворення в ДШС, особливостей залягання та поширення новоутворень здійснювалися детальні обстеження (картування, фотографування, складання схем поширення мінеральних новоутворень у виробках; визначення особливостей морфології, мінерального та геохімічного складу новоутворених мінералів, з’ясовувалися механізми утворення їх різних форм та розроблялися моделі накопичення мінеральної речовини, визначалися особливості морфології, мінерального та геохімічного складу но1 воутворених мінералів, оцінювалася швидкість росту, встановлювалися мікрокліматичні параметри. Були обстежені 26 ДШС, побудованих на території Видубичів, схилах Наводницької балки, Лаврсько1 го яру, Панкратіївського (Спаського) яру (територія парку Слави), Кріпосного яру, Фортечного яру, на схилах Володимирської гірки, Дігтярного та Гончарного ярів. Виробки відрізняються за призначенням, часом спорудження, конструктивними особливостями та локалізацією на схилі. Виробки на плато для дренування ґрунтових вод четвертинних відкладів пройдені на глибині до 30 м переважно у товщі водотривких бурих або строкатих глин, місцями у прісноводному суглинку, моренних суглинках, техногенних і делювіальних відкладах. . На плато побу1 довані виключно трапецієподібні виробки, укріплені залізобетонними балками із дренажними колодя1 зями, що прорізають всю товщу вищезалягаючих ґрунтів. Виробки для дренування делювіально1зсув1 них ґрунтів пройдені на глибині до 12 м. Виробки в нижній частині схилу пройдені в алевритах чи мер1 гельних глинах для дренування олігоценових відкладів (межигірсько–берецький водоносний гори1 зонт). Найдавніші виробки будувалися у вигляді цегляних галерей, у 301х рр. трапецієподібні, з 701х рр. минулого століття застосовували щитову проходку. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ АНАЛІЗ Ґрунтові води надходять у дренажні виробки колодязями, водозахоплюючими пристроями – фільтра1 ми, та щілинами між балками або тюбінгами. Проникність порід навколо ДШС визначається складом і умовами залягання ґрунтів, що вміщують виробку, технологією проходки, умовами її експлуатації та суфозійним виносом. Останній проявляється у вилуговуванні хлоридних, хлоридно1сульфатних та карбонатних солей з ґрунтів, порушенні їх мікроагрегатного стану та переміщенні найдрібніших час1 тинок ґрунтів підземними водами. Речовина, мобілізована в процесі суфозії водами, що дренуються ДШС, частково накопичується у виробках системи, а частково виноситься дренажними водами у ви1 токи. Накопичення важкорозчинних солей відповідає ділянкам нормальної фільтрації, а винос глини1 стої та інших складових ґрунтів фіксує місця підвищеної грунтопроникності та/або градієнтів потоку, ділянки неоднорідності ґрунтів. Дренажні води четвертинного водоносного горизонту мають інфільтраційне живлення, містять розчинений СО 2 і збагачуються органічними кислотами, проникаючи товщею ґрунту. При інфільтрації крізь шари з вмістом карбонатів відбувається перехід частини кальциту в розчин. Потрапляючи у ви1 робку, частина вуглекислоти вивільняється в нових термодинамічних умовах. В результаті у виробках на ділянках підвищеної проникності накопичуються мінеральні новоутворення. Зародження їх відбу1 вається на поверхні рідини, границі фаз, уламках зерен, що відіграють роль затравки, та за участю мікроорганізмів. Мінералізуючими розчинами в ДШС, що дренують перший водоносний горизонт та відклади у зміщених ґрунтах, є дренажні води гідрокарбонатно1кальцієві, слаболужні (рН 7,2 17,8), характеризу1 ються значним вмістом катіонів Са2+ (1151215 мг/дм3), Мg2+ (35160 мг/дм3), аніонів гідрокарбонату НСО– (2751598 мг/дм3), з мінералізацією 90011400, на окремих ділянках 230012800 мг/дм3, загаль1 ною жорсткістю від 8,8110 до 33 мг1екв. Дренажні води виробок, що дренують олігоценовий водоносний горизонт, мають мінералізацію 120011500 мг/дм3, рН 7,117,8, для них характерний вміст катіонів Са2+ (135–230 мг/дм3) Mg2+ (35170 мг/дм3) та аніонів НСО 3 – (2901550 мг/дм3). Вміст Fe3+ (5 мг/дм3) на два порядки перевищує цей показник дренажних вод четвертинного водоносного горизонту. Новоутворення локалізуються на стелині, стінах та дні виробки і формуються в субаеральних умо1 вах та на дні виробки в субаквальних умовах. Це сталактити різних морфологічних типів (трубчасті, ко1 У.М. СЕЛІВАЧОВА 167 ТИПІЗАЦІЯ МІНЕРАЛЬНИХ НОВОУТВОРЕНЬ ДРЕНАЖНИХ ШТОЛЬНЕВИХ СИСТЕМ М. КИЄВА нусоподібні та гребінці); покриви на стінах та дні (гладкі та глобулярити, ускладнені мікрогурами), ста1 лагміти; плівки на поверхні калюж та кори на дні, облямівки та забереги, гури, конкреції («печерні пер1 ли»). Мінеральні новоутворення, що формуються у середовищі ДШС, за морфологією близькі до вто1 ринних відкладів природних порожнин (див. рис. 1, б). За локалізацією у виробках, морфологією та щільністю (консолідацією) виділено основні різнови1 ди новоутворень: (див. рис. 1, а) СУБАЕРАЛЬНІ УТВОРЕННЯ Сталактити – конічні чи циліндричні утворення на стелині, сформовані при дегазації чи випаровуванні во1 ди, що надходить у вигляді крапель. Форма приурочена до зон нормальної фільтрації, де ґрунтові води дренуються тілом штольні. Назва походить від грецької stalact\s – натікає по краплі [15]. Терміни «сталак1 тит» та «сталагміт» стосовно натічних утворень запропоновані датським натуралістом О. Вормом в роботі, датованій 1655 р. [9]. Найперша відома згадка належить Плінію (77 р. н.е.), який описав сталактити та ста1 лагміти в печерах Італії, Греції, Балканських країн [21]. Виявлено три морфологічних різновиди субаераль1 них утворень, що локалізуються на стелині — трубчасті сталактити, конічні сталактити та гребінці. Трубчасті сталактити (1) – білі крихкі утворення, що мають центральний канал. Їх довжина становить від 213 до 10112 см, рідко досягає 35138 см (ДШС № 55), діаметр — 0,610,8 см. Печерні аналоги називають «сталактит1ма1 карона», «брчки» [15]. Такі утворення нами були описані як «зародки сталактитів» [17], хоча з’ясувалося, що трубчасті різновиди утворюються і на кінці конусоподібного сталактита. Конусоподібні сталактити (2) — сталактити округлі та еліпсоїдальні в перетині, часто конічної форми (див. рисунок 2, а) Колір білий з відтінками жовтого, траплялися ділянки з буруватим забарвленням сталак1 титів. За ступенем консолідації поділяються на два типи: тверді, щільні – характерні утворення для ДШС, що дренують перший водоносний горизонт; та крихкі, більш характерні для ДШС нижньої частини схилу, де утворюються конічні сталактити бурого кольору. Маючи форму щільних сталактитів, всередині такі утво1 рення слабо1 або неконсолідовані, іноді пустотілі. В місцях ухилу площини стелини, де дренажні води над1 ходять рівномірно вздовж балки, і щільні, і неконсолідовані сталактити утворюють гребінці (3). Щільні гребінці мають здебільшого білий колір, рідше сірий, іноді забарвлені оксидами заліза у різні відтінки бу1 рого, рудого кольору. Неконсолідовані гребінці мають руде, буре забарвлення. Сталагміти (4) – відклади на дні, утворені водою, що капає з нависаючого сталактиту, з кріплення сте1 лини або безпосередньо з–за балочного простору на щільну поверхню виробки (вкриту натічним покривом Рис. 1. Схема локалізації новоутворень у виробках ДШС м. Києва (а) та схема локалізації типів та підтипів спелеотемів (вторинних мінеральних відкладів) у печерах [22] (б) Сталактити: 1 — крихкі трубчасті, 2 — щільні конусоподібні, 3 — гребінці; сталагміти (4), суцільні покриви на стінах та дні (5), конкреції («печерні перли») (6), забереги, облямівки (7), глобулярити (8), мікрогури; гури (9), кристалики на дні водойм (10); плівки, кірки (11); конуліти (12) а б 168 або безпосередньо на кріплення), вільну від водотоку. Назва походить від грецької stalagma – крапля [15]. За поширеністю у виробках ДШС значно поступаються сталактитам. Зустрічаються як поодинокі ста1 лагміти, так і у скупченнях або лінійно розташовані. Сталагміти трапляються у вигляді білих напівпрозорих бляшок та горбів жовтуватого, та коричневого забарвлення, виникають на бетонному кріпленні виробки або на натічній корі і живляться нависаючим сталактитом. Розмір бляшок від 1 до 10 см у діаметрі, товщи1 на — 215 мм. Можуть утворювати суцільні ділянки, зливаючись з натічним покривом, що формується пере1 важно просочуванням. Набувають різноманітних форм і іноді їх важко відрізнити від інших утворень, що ви1 никають на дні виробки, з якими вони утворюють парагенетичні ансамблі. Менш поширеними є масивні сталагміти темно1бурого кольору конусоподібної, стовпчастої форми, ускладнені уступами. Висота таких утворень — від перших сантиметрів до 0,2 м (ДШС № 27). Наймасивніші сталагміти утворилися на добре вентильованих ділянках, що можна пояснити зниженням тиску СО2 і звідси вищою швидкістю росту утво1 рень [20]. Іншим різновидом є схожі за формою та кольором пустотілі утворення, які відрізняються неод1 норідністю, з неконсолідованою внутрішньою частиною. Вони типові для ДШС, що дренують олігоценовий водоносний горизонт (ДШС № 2, 7, 18, 181біс, 20, 43, 47, 59, 69,) і мають локальне поширення у виробках, що дренують зміщені ґрунти. Неконсолідовані сталагміти нагадують дитячу іграшку «пірамідку», де кожен верхній шар у вигляді «млинця» має менший діаметр, ніж попередній. Всередині утворення найчастіше пу1 стотіле, а на плоскій вершині часто буває заглиблення, броньоване кальцитом, що нагадує кратер вулкану, заповнений водою. Такі порожнинні сталагміти неоднорідні, під тонкою оболонкою вони мають сметано1 подібну консистенцію. Зазвичай розташовані вздовж кріплень, майже впритул до стояків у виробках, які дренують щілинами, або приурочені до стиків бетонних кілець1кріплень у виробках, пройдених щитовим способом. Ще однією особливістю є подвійне живлення таких утворень – шляхом крапежу та підтоком роз1 чину через пустотілу серцевину. Схожі неконсолідовані утворення описано в печерах [1, 3]. Щодо гіпотез утворення пустотілих сталагмітів, то, крім традиційної (завдяки падаючим краплям) існує припущення про осадження матеріалу з аерозолів [6]. Покриви (5) — щільні патьоки (англ.– coating) на стояках та дні виробки, окремі або суцільні, контро1 льовані тими ж факторами, що й сталактити. В цьому значенні використовується «натічна кора», або «кора сталактит1сталагмітова» — всі продукти кристалізації з гравітаційних розчинів [14]. Відкладаються з роз1 чинів шляхом ламінарного розтікання та височування. Поверхня покривів гладка у випадку рівномірного розтікання або височування розчину, або нерівна; якщо ділянка потрапляє в зону розбризкування, викли1 каного крапежем з колодязя, фільтра, сталактита. Для вузлуватих, брунько1 і гроноподібних різновидів вживаються назви коралоїди або глобулярити (8) [21]. Утворення у вигляді покривів можуть бути щільні й неконсолідовані, за кольором від білих, жовтуватих до рудих, брунатних, чорного кольору утворень. У ви1 робках, що дренують перший водоносний горизонт, поширення таких утворень обмежене, вони більш ха1 рактерні для ДШС, що дренують другий водоносний горизонт. Водонасичені пастоподібні вапнисті маси, що вкривають стіни та відклади печер [10], давно відомі як кам’яне молоко, вапняне тісто, місячне молоко [16,18]. Серед гіпотез щодо його утворення — отримання з інфільтраційних та конденсаційних вод та діяльність мікроорганізмів [13]. Отримані за допомогою скануючого електронного мікроскопа (СЕМ) мікрофотографії препарату неконсолідованого утворення з ДШС №7 дають можливість припустити хе1 мобіогенне їх походження (див. рис. 2, ж). СУБАКВАЛЬНІ УТВОРЕННЯ Конкреції (6) або печерні перли [15] – це відклади, утворені крапежом у водойми (мілкі дренажні ручаї та періодично ізольовані калюжі) з нависаючого сталактита. Перлини часто скупчуються у «гніздах», або «ки1 шенях» – заглибленнях у руслі водотоку. За формою сферичні, неправильної форми або дископодібні. По1 верхня гладка, порцеляноподібна, або шорстка, матова зі слідами розчинення. За розміром відносяться до оолітів та пізолітів — від перших до 35 мм, мають концентрично1шарову будову, один або декілька центрів кристалізації (див. рис. 2, в). Зародком може бути фрагмент карбонатної кірки (див. рис. 2, е), сто1 ронній уламок (див. рис. 2, г), навколо яких відбувався ріст конкреції. За кольором залежно від домішок це білі, сіруваті або кремового кольору утворення. Вони поширені і характерні для виробок, що дренують чет1 вертинний водоносний горизонт. Конкреції, які напівзанурені у воду, часто мають облямівки (7) з кальциту, що відображають рівень водойми. У.М. СЕЛІВАЧОВА 169 ТИПІЗАЦІЯ МІНЕРАЛЬНИХ НОВОУТВОРЕНЬ ДРЕНАЖНИХ ШТОЛЬНЕВИХ СИСТЕМ М. КИЄВА Облямівки, забереги (7). В умовах тривалого підвищення рівня водойми у виробці, викликаного збільшеним надходженням дренажних вод, заблокованим витоком або комбінацією цих факторів, форму1 ються забереги – утворення на стінах, складені світло1сірими зцементованими шарами карбонатних кіро1 чок, місцями з домішками бурого та коричневого глинистого матеріалу, що мають потужність 0,513 см. За1 береги фіксують рівень водойми на відстані до 0,2 м від дна виробки. Гури (9) – відклади у руслі водотоку у вигляді загати на ділянках виробки з ухилом поверхні та з розви1 нутим крапанням зі стелини. Утворюються вздовж потоку на ділянках з покривними натічними утворення1 ми, де на нерівностях та виступах дна внаслідок інтенсифікації дегазації відкладається кальцит, утворюю1 чи бар’єри на шляху руху потоку. Ці виступи сірого, буруватого кольору, висотою 113 см, вигнуті за течією, а на терасах, утворених греблями, часто спостерігаються скупчення дрібних (0,215 мм) конкрецій. Такі утворення поширені і в природних порожнинах. Термін «гур» був запроваджений Е. Мартелем у 1894 р. для серії каскадів Падирак у Франції і відповідає англійському «rimstone dams» [21]. Серед си1 нонімів використовують ванна натічна, басейн натічний, дамба травертинова, гребля кальцитова, гребля травертинова [15]. В генетичному ряді карбонатного спелеолітогенезу, виділеного М.Г. Максимовичем для карстових печер [9], гури займають проміжне місце між покривними корами та сталактитами. Поширення гурів у виробках дренажних систем, що зафіксовані в ДШС № 53 на Видубичах, № 28, 16 та 27 на території Лаври та Панкратового яру, №26 та 12 та № 3 на території Володимирської гірки, №21 у верхів’ях Гончар1 ного яру локально, обмежені ділянками, на яких водотоки мають виражені ухили дна і надходження міне1 ралізуючого розчину крапанням. Асоціюють з натічними покривами та печерними перлами. Мікрогури (8) – різновид натічного покриву на стояках та дні виробки; формуються з вод, що просо1 чуються крізь кріплення стояків виробки. Вони мають виражені стінки гребель висотою 0,512 см, при цьо1 му зовнішній бік греблі гладкий, а внутрішній більш шорсткий. Всередині цих дамб міститься вода з дрібни1 ми кристалами білого кольору або ооліти. Це проміжна форма між покривом і гурами, що контролюється потужністю плівки з мінералізуючим розчином. Плівки, кірки (10) — субаквальні утворення, які пов’язані між собою поступовими переходами. Плівки мають вигляд тонких пластин, складених кристалічним кальцитом, що плавають на поверхні водойми, іноді повністю вкриваючи її. Такі утворення в печерах відомі з середини минулого століття [7, 8]. Неозброєним оком видно, що плівки складаються з тонких пластин, що лежать на поверхні води. Зародки кальциту ви1 никають в підвішеному стані і утримуються силами поверхневого на тяжіння на поверхні розчину [5], утво1 рюючи іноді суцільну плівку. Відповідно, верхня поверхня плівки не торкається води, на відміну від нижньої, що є зоною активного росту. При цьому нижня їх поверхня, занурена у воду, обростає дрібними кристали1 Типізація новоутворень ДШС м. Києва 170 ками, в той час як верхня майже гладка. Коли потужність плівки збільшується на стільки, що сила поверх1 невого натягу не може втримувати її на поверхні, вона занурюється — під власною вагою опускаються ниж1 че рівня поверхні водойми. Застійні умови водойми, імовірно, сприяють акреції потужності плівок, внаслідок чого утворюються кірочки з кількох шарів плівок. Якщо концентрація дренажних вод зали1 шається високою, то нові шари таких кірочок заповнюють дно водойми. При цьому вони можуть консоліду1 ватися (цементуватися) з тими, що затонули раніше, утворюючи «пакети» з 215 шарів, кожен 112 мм зав1 товшки. Кальцитові плівки утворюються у відносно вузьких рамках умов середовища, що дозволяє їх вико1 ристовувати як індикатор змін умов середовища. Конуліти (12) – субаквальні утворення, що утворилися крапанням на дно слабких водотоків, заповне1 них пухким виносом. Назва запропонована С. Таєром [21] у 1967 р. Спочатку мають вигляд заглиблень від крапель діаметром 313,5 см, поступово вкриваються з поверхні тонкою мінеральною кіркою. При зміні ре1 жиму дренування і частковому осушенні водойми нарощують потужність до 214 мм за рахунок підтоку ре1 човини з вміщуючого субстрату. ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ТА ВИСНОВКИ Новоутворення техногенно1геологічних систем, якими є ДШС, як і вторинні відклади печер, формуються в субаеральних та субаквальних умовах. Виявлено новоутвоутворення різних морфологічних типів. В субае1 ральних умовах ДШС формуються трубчасті та конусоподібні сталактити, гребінці, які локалізуються на стелині; натічні покриви та патьоки на стінах, натічні кори та сталагміти, які утворюються на дні виробки. У.М. СЕЛІВАЧОВА Рис. 2. Морфологічні та мікроморфологічні особливості будови новоутворень ДШС. Сталактит конусоподібний, повздовжний перетин (а), сталактит пустотілий, ДШС №59, поперечний злам (б), конкреції з різною структурою ядра (в1е), мікроструктура кальцитової конкреції, ДШС № 3 (є) та неконсолідованого новоутворення гідрооксидів заліза, ДШС № 7 (ж) (скануючий електронний мікроскоп, оператор В.В. Пермяков) 171 В субаквальних умовах формуються поверхневі плівки, кірочки, що приурочені до застійних та слабопро1 точних водойм, конкреції — ооліти та пізоліти — так звані «печерні перли», гури, а також забереги на стінах виробки. Встановлені утворення, які є перехідними між аквальними та субаквальними – це різновиди натічних покривів: мікрогури на стояках та дні, а також глобулярити, що фіксуються як в субаеральних так і в субаквальних умовах і локалізуються на стінах, в колодязях та дні виробок. Автором розроблено типізацію новоутворень ДШС Правобережного схилу у м. Київ, яка відображає їх морфологічні особливості та враховує умови утворення (формування у субаквальних чи субаеральних умовах) (див. таблицю). Встановлено залежність складу новоутворень від хімізму дренажних вод, морфологія новоутворень контролюється більшою мірою фізичними й гідродинамічними факторами: геометрією та характером субстрату поверхні, витратою потоку. Для виробок, що дренують перший водоносний горизонт, за результатами рентгеноструктурного аналізу встановлено склад новоутворень з ДШС128, ДШС127, ДШС116, ДШС128 біс: марганцево1залізистий кальцит (СаСО3 — до 99%), що містить різну кількість ізоморфних домішок. При цьому конусоподібні щільні сталактити з ДШС116 містять до 9,5% ізоморфних домішок марганцю та заліза. Конкреції з дна ДШС127 біс — 9,4% ізоморфних домішок марганцю, заліза, магнію та 1% кварцу. Конкреції з ДШС128 не містять кварцу, а ізоморфні домішки марганцю, заліза, магнію становлять в них близько 8,75%. Деякі новоутворення складені кальцитом до 90% та кварцом до 10%. Для виробок нижньої частини схилу характерною є наявність новоутворень, представлених гідрооксидами заліза, які фіксуються в аморфній фазі (FeO(OH), Fe(OH) 3 , FeO, Fe 2 O 3 nH 2 O). Утворення цих сполук у дренажних виробках пов’язане із виносом ґрунтовими водами катіонів заліза із залізомістких мінералів (глауконіт межигірських пісків) та залізистого цементу пісковиків. Двовалентне залізо мігрує у вигляді сполук Fe(HCO 3 ) 2 . При цьому катіони Fe2+, що виносяться ґрунтовими водами у дренажну виробку, де окисно1відновний потенціал значно вище, ніж у водоносному горизонті, окислюються атмосферним киснем до Fe3+. На участь мікроорганізмів у формуванні неконсолідованих новоутворень крім теоретичних передумов [4] вказує велика їх кількість, виявлена на мікрознімках. Визначення їх геохімічної ролі ще належить визначити. Субаеральні та субаквальні утворення, які відрізняються локальністю поширення, швидкістю виникнення і чутливістю до змін середовища, можна використовувати для вирішення теоретичних завдань — уточнення умов низькотемпературного мінералоутворення, швидкості їх росту та практичних – виявлення коливань рівня водойми, динаміки дренажних вод. ТИПІЗАЦІЯ МІНЕРАЛЬНИХ НОВОУТВОРЕНЬ ДРЕНАЖНИХ ШТОЛЬНЕВИХ СИСТЕМ М. КИЄВА 1. Андрейчук В.Н. Пещера Золушка /Отдел наук о Земле Силезского университета. – Украинский институт спелеологии и карстологии НАН Украины и МОН Украины, – Сосновец; Симферополь, 2007. – 406с. 2. Бельтюков Г.В. Вторичные минеральные образования в соляных рудниках // Пещеры. – Пермь: Изд1во Перм. ун1та, 1972. – Вып. 12–13. – С. 21–26. 3. Валуйский С.В., Лобанов Ю.Е. Глиняные образования и лунное молоко пещеры Геологов1ІІ // Там же. – 1981. – Вып. 18. – С. 77–80. 4. Геворкьян В.Х., Чугунный Ю.Г. Роль биоса в литоге1 незе // Геол. журн. – 2008. – № 1. – С. 25–37. 5. Григорьев Д.П., Жабин А.Г. Онтогения минералов (индивиды). – Москва: Наука, 1975. – 339 с. 6. Климчук А.Б., Наседкин В.М., Каннингем К.И. Пещер1 ные минеральные образования аэрозольного гене1 зиса // Вопросы физической спелеологии – М., 1994. – С. 25150. 7. Кузнецова Л.С., Чирвинский П.Н. Кальцитовые озер1 но1карстовые пленки и их вероятный генезис // Минерал. сб. Львов. геол. о1ва. – 1955. – № 5. – С. 319–324. 8. Максимович Г.А. Кальцитовые пленки озерных ван1 ночек пещер // Зап. Всесоюз. минерал. о1ва. – 1955. – Ч 84, вып. 1. 9. Максимович Г.А. Генетический ряд натечных обр1ний пещер (карбонатный спелеолитогенез) // Пещеры. – Пермь: Изд1во Перм. ун1та, 1965. – Вып. 5(6). 10. Максимович Г.А. Основы карстоведения. – Пермь, 1963. – 445 с. 11. Максимович Г.А., Бельтюков Г.В. Соляные натечные образования горных выработок // Пещеры. – Пермь: Изд1во Перм. ун1та, 1966. – Вып. 6–7, с. 3–19. 12. Семенов Н.И., Бельтюков Г.В. Вторичные образова1 ния подземных соляных озер // Там же, 1971. – Вып. 10–11, с. 80–81. 13. Семиколенных А.А. Микробиология пещер: история вопроса; задачи; типология пещерных местообитаний и микробных сообществ, ключевые проблемы // Проблемы экологии и охраны пещер. – Красноярск, 2002. – С. 30–40. 14. Степанов В.И. Периодичность процессов минерализации в карстовых пещерах // Тр. Минерал. музея. – 1971. Вып. 20. – С.161–171. 172 Institute of geological sciences of the NAS Ukraine, Kyiv, Ukraine Институт геологических наук НАН Украины, г. Киев, Украина У.М. СЕЛІВАЧОВА 15. Терминология карста / Тимофеев Д.А., Дублянский В.Н., Кикнадзе Т.З. — М.: Наука, 1991. — 260 с. 16. Тинтилозов З.К., Ахвледиани Р.А., Батиашвили Т.В. Лунное молоко из пещеры Цахи // Пещеры – Пермь: Изд1во Перм. ун1та, 1974. – Вып. 14–15. 17. Шехунова С.Б., Селівачова У.М. Карбонатні новоутво1 рення дренажних штольневих систем парку Слави. // Наук. пр. Дон. нац. техн. ун1ту. Сер. Гірн.1геол. – Донецьк, 2004. – Вип.81. – С.36–40. 18. Шуменко С.И. Электронно1микроскопическое изуче1 ние горного молока1 // Пещеры – Пермь: Изд1во Перм. ун1та, 1978. – Вып. 17. – С. 6–11. 19. Юшкин Н.П. Отложения в горных выработках Шорсуй1 ского рудника // Там же. –1972. –Вып. 12–13. 20. Fairchild I.J., Frisia S., Boratso, A. and Tooth A.F.. Speleothems //: Geochemical Sediments and Landscapes – 2006. 21. Hill C., Forti P. Cave minerals of the World – Huntsville, Alabama // Natl. Speleolog. Soc. –1986. – 238 p. 22. Hill C., Forti P. Cave minerals of the World – Huntsville, Alabama // Natl. Speleolog. Soc. – 1997., 21nd ed. 23. Northup D., Lavoie K. Geomicrobiology of Caves: A Review // Geomicrobiology J. – 2001. – Vol.18.– P. 199–222. 24. Taylor M.P., Drysdale R.N., Carthey K.D. The formation and enviromental significance of calcite rafts in tropical tufa depositing rivers in northern Australia //— Sedimen1 tology. – 2004. – №51. P. 1089–1101.

Типізація мінеральних новоутворень дренажно-штольневих систем м. Києва

Institution

Similar Items