Е.В. Волькенау
Московская геологоразведочная экспедиция ПГО «Центргеология»
В.А. Блинов, М.Н. Дякин, В.Э. Киселев
Секция спелеотуризма Перовского клуба туристов г. Москвы

Пещера Майская

Опубликовано:
Пещеры, Пермь, 1984, с.60-75.

Пещера Майская находится на Северо-Западном Кавказе в карстовом массиве хребта Дженту, являющегося составной частью Передового хребта. Вход в пещеру расположен в 12 км от поселка Рожкао, в зоне леса, на высоте 1780 м. Он представляет собой сухой колодец в основании воронки с незначительной площадью водосбора, находящейся на склоне западной экспозиции.

Вход в пещеру был обнаружен 5 мая 1972 г. спелеологами г. Черкесска, поэтому пещера и была названа Майской. С 1976 г. ее исследуют спелеологи Москвы, Новочеркасска и Ростова-на-Дону. Летом 1980 г. пещера была пройдена до глубины 450 м, зимой 1981 г. - до сифона на глубине 500 м.

Морфометрические показатели пещеры

Протяженность                      3110 м
Проективная длина                2700 м
Глубина                                   500 м
Ширина ходов                        0,3—12 м (в среднем 1,5—2 м)
Высота ходов                          0,4—12 м (в среднем 6—7 м)
Коэффициент Корбеля          0,35 км³

Пещера заложена в породах джентинской свиты (верхний девон - нижний карбон), представленных чередующимися слоями серых и темно-серых плотных мраморизованных известняков и кварц-альбит-хлоритовых сланцев, образовавшихся при метаморфизме осадочных псаммо-алевритовых пород [2]. Петрографический анализ образцов пород позволил сделать некоторые уточнения. Сланцы, в которых заложена пещера, имеют в основном серицит-кварцевый состав с примесью плагиоклаза. Предположительно, все они образованы по кислым эффузивам (порфировому дациту?). Достоверно это только для образца, отобранного на глубине 188 м. Падение пластов наблюдается в северо-восточном направлении под углом 20-30°.

Смена пород четко фиксируется в мезоморфологии полости. Характерные сечения в форме узких трещин с острыми выступающими пластинами отмечены на тех участках, где пещера прорезает сланцевые пласты (60-220, 350-450 м).

Второй тип сечения - прямоугольный - отличает обвальные залы и галереи, заложенные в известняках (0-60, 240- 350 м). Для них типично обилие обвальных отложений, причем иногда глыбы достигают в диаметре нескольких метров.

Макроморфология полости проста. В разрезе Майская представляет собой каскад небольших уступов и колодцев (15-20 м), соединенных субгоризонтальными участками. Уклон пещеры составляет в среднем 0,2 м/м, за исключением зала Новочеркасской спелеосекции (НСС), круто уходящего вниз под углом 25—40° и имеющего уклон 0,4 м/м.

Почти 300 м пещера развивается в субмеридиональном направлении и 1,5 км - в восточном, проходя под поверхностными ручьями. Последние 800 м полости снова ориентированы на север (рис. 1). Общее направление полости повторяет изгиб ручья Левый Рожкао. Зимой 1983 г. спелеотуристами Ростова-на-Дону была обследована сухая галерея, соединяющаяся с основным ходом пещеры на глубине 80 и 180 м (на рис. 1 не показана). Она заложена в известняках и, по-видимому, представляет собой старое русло ручья.

Рис.1. План и разрез-развертка пещеры Майская. Съемка полуинструментальная, азимут магнитный.

Несложна и гидрогеология полости. Подземный ручей появляется в виде грифона на глубине 70 м, в месте смены пород, и исчезает в непроходимом сифоне на глубине 500 м. На отдельных участках ручей протекает в стороне от основного хода или глубоко под завалами. Формирование ручья, по-видимому, происходит на поверхности, а затем он поглощается одним из верхних поноров, расположенных в зоне леса. Проведенное в весенний паводок трассирование потока не дало результатов, скорее всего, из-за незначительного времени наблюдения (поток окрашен флюоресцином на глубине 250 м, ловушки сняты через двое суток). Следует ожидать появления ручья в виде источника в правом борту р. Л. Рожкао.

На всем протяжении (более 2,5 км) ручья расход воды в межень примерно одинаков – 1-1,5 л/с. В паводок он увеличивается до 10 л/с. Ручей принимает и небольшие притоки (на глубине 130, 225 и 380 м), что почти не увеличивает его расхода. В отдельных залах полости (-220, -240 м, зал НСС) наблюдается капеж. Зимой во входном колодце образуются небольшие ледяные сталагмиты.

Температура воды в пещере составляет 4,5°С. Летом в сухой верхней части пещеры (до глубины 70 м) температура воздуха 7°С, а в обводненной (до -220 м) – 4-5°С. Ниже этого уровня измерение температуры не производилось.

В пещере обнаружено значительное количество остаточных отложений — песка и глины, являющихся результатом разрушения сланцев и известняков. На последних 100 м полости пол и стены покрыты толстым слоем (до 30 см) тонкоотмученной глины, откладывавшейся, вероятно, во время подпруживания очень мелкого сифона. К водно-механическим отложениям можно отнести кроме глины гальку сланцев и известняков. Пока не установлено происхождение гальки олигомиктового песчаника в меандре на глубине 400 м. Состав обломочной фракции — кварц, плагиоклаз, слюда, обломки кварцита.

В пещере широко представлены водно-хемогенные отложения. На участке глубиной от 40 до 60 м, где залегают мраморизованные известняки, а также в некоторых других местах пещеры много сталактитов, сталагмитов, сталагнатов. Изредка встречаются белые «соломины» — трубчатые сталактиты диаметром 0,5—0,7 см и длиной до 1 м. Во многих местах отмечены геликтиты. Значительная часть стен пещеры покрыта кораллитами различных форм. На глубине 130 м они имеют форму раковин, покрывают сплошной коркой стены хода. На других участках пещеры обнаружены кораллиты оолитовой формы. Их диаметр изменяется от долей до 2—3 см.

К водно-хемогенным образованиям относится и пещерный жемчуг, обнаруженный в двух залах полости. Жемчужины встречаются здесь в ванночках, как сцементированные, так и несцементированные, диаметром от 0,3—0,5 до 2 см. Форма их зависит от находящегося внутри материала. Если это кристаллы, форма жемчужин приближается к изометрической, если кусочки сланца — форма удлиненная и уплощенная. Толщина известкового слоя на крупных жемчужинах достигает 0,5 см.

В пещере активно идут процессы карбонатизации — обломки кальцитовой коры на полу пещеры и глыбы покрыты новыми карбонатными натеками, стены почти на всех участках высачивания вод покрыты кальцитовой коркой толщиной более 0,5—1 см. В то же время происходит и выщелачивание известняков, о чем свидетельствуют карры на своде меандра (-380 м). Интересно отметить, что стены притока, расположенного на этой глубине, местами покрыты коркой гипса с включениями обломков доломита.

Химический состав вмещающих пород и образований пещеры изучался на основе данных спектрального полуколичественного анализа. Было проанализировано 9 проб известняков, 5 — сланцев, 6 — натеков, 1 — глины, 1 — мирабилита и 1 — белой пластичной массы. Сланцы и глины имеют устойчивый химический состав, характерный для этих пород [1]. Несколько снижено содержание V, Ва; повышено — Zn. Отмечается высокое содержание Ag. Состав микропримесей известняков также практически соответствует средним показателям для карбонатных пород. Лишь содержание Na в них превышает средние показатели почти на порядок. Не исключено, что именно известняки являются источником Na при образовании мирабилита, обнаруженного в пещере. Необычно высокое содержание серебра — почти в 100 раз выше среднего — отличает образец корродированного известняка, взятый с глубины 415 м. В этом же образце отмечены помимо других элементов Mo, Li, Y.

Спектральный анализ показывает, что в водно-хемогенных образованиях пещеры Майская наблюдается значительное перераспределение элементов по сравнению с известняками: полностью выносятся Pb, Ga, V, Zr; частично — Mn, Cu, Ti, Fe. Не изменяется содержание Na и Ni. Незначительное повышение содержания Sr и Ва связано с выносом других элементов и является относительным.

На глубине 380 м, в устье упомянутого притока меандра встречено «лунное молоко» (мондмильх). У уреза воды оно влажное, в верхних горизонтах меандра — сухое, сыпучее. Твердая фракция образцов была представлена не только кальцитом, но и другими карбонатами (гидромагнезит, магнезит, хантит, доломит), а также сульфатами (гипс), фосфатами и силикатами. Р. Бернаскони предложил для наименования всех похожих на мондмильх образований использовать термин «белые пластичные массы», а термин «мондмильх», — исторически и этимологически соответствующий двухфазным системам, состоящим из воды и кальцита, — лишь для тех белых пластичных масс, в твердой фракции которых кальцит составляет не менее 90 % [4].

Пробы белой пластичной массы, взятые из пещеры Майская и предварительно очищенные от механических примесей, были проанализированы рентгеновским (дифрактометр ДРОН—2,0; СuК_α-изл., фNi, V_сч = 1 град/мин) и оптическим методами. Материал имеет вид пластинчатых, неправильной формы кристаллов (3—5 мкм, реже 1 мкм), изотропных в поляризованном свете. Рентгеновский спектр однозначно соответствовал спектру гидромагнезита Мg₅(СО₃)₄(ОН)₂·4Н₂О (ASTM—25—513). Соляно-кислый остаток, полученный после обработки очищенного материала подогретой НСl, представлен α-кварцем и α-кристобалитом.

Таким образом, белая пластичная масса из пещеры Майская на 70% состоит из гидромагнезита с незначительной примесью α-кварца и α-кристобалита и на 30% — из арагонита и доломита (размер частиц от 0,1 до нескольких мм), являющихся механическими примесями. Как показало изучение химического состава образцов, белая пластичная масса значительно беднее микроэлементами по сравнению с известняками — основная часть полностью вынесена, содержание же Fe, Al, Si, Ti, Сu невысоко. Значительным остается только содержание Na.

Из вторичных образований пещеры Майская особый интерес представляют кристаллы автохтонных минералов — гипса и мирабилита (Na₂SO₄·10H₂O). Мирабилит относится к числу редких пещерных минералов. Он отмечен лишь в нескольких пещерах пяти стран (Испании, Канады, Кении, Румынии, США), в том числе во всемирно известных подземных системах Флинт Ридж — Мамонтова и Гарма Сега — Сельягуа [5, 6, 7, 8, 9]. В пещерах СССР мирабилит обнаружен впервые.

В пещере Майская кристаллы мирабилита встречаются на протяжении почти 1,5 км, с 250 м до 470 м глубины. Мирабилит представлен разнообразными формами: «цветами» — закрученными и изогнутыми кристаллами; тончайшими волосовидными кристаллами длиной до 0,5 м; «ватой» — спутанно-волокнистыми агрегатами длинных кристаллов; длинными (до 1 м) и толстыми (2—3 см) «дугами»; белоснежным порошком, а также прозрачными сталактитами. Иногда пологие участки стен и пол покрыты толстым слоем «фирна», образованного зернами мирабилита округлой неправильной формы (0,2—0,4 мм) с незначительной (около 5%) примесью пластинчатых кристаллов гипса длиной 1—2 мм.

Образцы мирабилита, предназначенные для лабораторных исследований, выносились из пещеры в герметичном контейнере. Материал определен на основе рентгенофазового анализа препарата, помещенного на влажную подложку. При дегидратации препарата линии спектра отвечают тенардиту (Na₂SO₄).

Изучение мирабилита из испанской пропасти Гарма Сега [5] показало, что в нем кроме макрокомпонентов (Na — 32%, Н₂О —55%) содержатся Ва, Sr, К, Са. В образце из пещеры Майская представлено большее число элементов (Сu, Mn, Ti, Mg, Si, Ag, Fe, Cr), но не обнаружен Ва.

Специальных биоспелеологических исследований в пещере не проводилось. Вблизи одного из притоков на глубине 130 м встречены представители пещерной фауны — лишенные пигментации многоножка и паучок. Пещеру населяет также колония подковоносов, большая часть которых располагается на дне входного колодца. Отдельные особи встречаются и на глубине от 360 до 450 м, хотя в этом месте пещера имеет максимальную удаленность от поверхности (300—400 м).

ЛИТЕРАТУРА

1. Войткевич Г.В. и др. Краткий справочник по геохимии. М., 1970.
2. Геология Большого Кавказа. М„ 1976.
3. Костин П.А. Карст хребта Дженту. — В кн.: Сев. Кавказ. Ставрополь, 1977, вып. 4.
4. Bernasconi R. Mondmilch (Moonmilk): Two Questions of Terminology. — In: Proc. 8th Int. Congr. Speleology. Georgia, 1981.
5. Grodzicki J., Коisar В., Zawidzki P. Mirabilit z jaskini Garma Siega (Gory Kantabryskie, Hiszpania). — In: Kras i speleologia Katowice, 1978, t. 2 (XI).
6. Harmon R.S., Atkinson Т.С The Mineralogy of Castleguard Cave, Canada. —In: Proc. 8th Int. Congr. Speleology. Georgia, 1981.
7. Lavertу M., Crabtree S. Ranciete and mirabilite: some preliminary results on cave mineralogy. — In: Trans. British Cave Research Assos., 1978, v. 5, N 3.
8. Mоtiо A., Viehmann J., Strus1evосi R. Deconverte de nouveaux mineraux dans la Grotte de Tausoare (Monts de Rodna). — Trav. Inst. Speol. «E. Racovitza». Bucurest, 1977, v. 16.
9. White W.B. Cave minerals and speleothems. — In: The Science of Speleology. Academic Press, 1976.