Комиссия спелеологии и карстоведения
Московского центра Русского географического общества

ENG / RUS   Начальная страница   Письмо редактору

Список комиссии | Заседания | Мероприятия | Проекты | Контакты | Спелеологи | Библиотека | Пещеры | Карты | Ссылки

Библиотека > Статьи и доклады:

С.Ю.Липченко, О.Б. Цой, А.Л. Шелепин


Трассирование подземного водотока Загеданской пещерной системы

Опубликовано:
Пещеры, Пермь, 2004, с.53-59.


Статья посвящена спелеологическим исследованиям на новом участке Загедано-Урупского карстового массива хребта Абишира-Ахуба (Сев.-Зап. Кавказ). На Загеданском карстовом плато открыта и в 1995-2001 гг. исследована крупная пещерная система -- Загеданская им. А.В. Алексеева. Трассирование водного потока пещеры позволило обнаружить место ее разгрузки -- источник Ацгара. Предположительно эта карстовая система объединяет все крупнейшие полости массива.


Tracing of Zagedan cave system karst stream

S.Yu.Lipchenko, O.B.Tsoy, A.L.Shelepin

The paper is devoted to the speleological investigations in the earlier unexplored area of Zagedan-Urup karst massif of Abishira-Akhuba mountain ridge (Western Caucasus). There was founded and explored rather large cave system named "Zagedanskaya in the honor of A.V.Alekseev". The tracing of the cave stream allowed us to discover the cave discharge spot (Atsgara vauclusian spring). We suppose the discovered karst system joins all the largest massif caves.


"Выпадение" в 90-х годах из сферы активной деятельности спелеологов высокогорных массивов Абхазии заставило сосредоточить внимание на карстовых районах Северо-Западного Кавказа [1]. Одним из наиболее перспективных являлся хребет Абишира-Ахуба. Он расположен на Северо-Западном Кавказе, между верховьями рек Большой Лабы и Большого Зеленчука, являясь частью Бокового хребта и протягиваясь параллельно Водораздельной цепи Большого Кавказа, отделяясь от нее Архызско-Загеданской тектонической депрессией.

В тектоническом отношении хребет Абишира-Ахуба представляет собой асимметричную антиклиналь, тянущуюся с северо-запада на юго-восток более чем на 30 км. Ось антиклинали смещена к северу от водораздельной линии хребта, имеющей отметки около 3000 м над уровнем моря. Южный склон антиклинали круто падает в сторону Архызско-Загеданской депрессии, северный полого спускается в сторону северо-юрской депрессии. В герцинский этап горообразования хребет Абишира-Ахуба был раздроблен на отдельные блоки различной ориентации. В последующие горообразовательные эпохи он испытывал сводовое поднятие, в результате которого вновь оживали сбросово-надвиговые процессы.

Тектонические процессы в совокупности с речной эрозией и деятельностью древних ледников предопределили современную орографию хребта Абишира-Ахуба. Его южный склон расчленен слабо. Следы древнего оледенения выражены здесь реликтами каров малых размеров, разместившихся на абсолютных высотах более 2750м. Северный склон расчленен долинами рек на отроги северо-восточного простирания, имеющие протяженность от 5 до 30 км.

Высшими точками хребта являются вершины с отметками около 3200 м. На водораздельной линии хребта Абишира-Ахуба и его северных отрогах развиты гляциальные формы рельефа (цирки, троговые долины, кары). Верховья стекающих по северному склону рек имели ледники длиной от 6 до 18 км с мощностью льда до 300 м. Цирки чаще встречаются на водораздельной части хребта. Верхние из них слились в единый цирк, тянущийся вдоль хребта в виде желоба, представляющего хаотическое нагромождение глыб, скал и осыпей. Здесь концентрируется основная масса снежников, питающих реки северного склона (Кяфар-Агур, Кяфар, Чилик, Малый Уруп, Ацгара, Большой Уруп). Возраст гидрографической сети хребта Абишира-Ахуба доледниковый. Русла основных рек использовали линии сбросов или оси синклинальных складок.

В геологическом строении высокогорной части хребта Абишира-Ахуба принимает участие метаморфизованная вулканогенно-осадочная толща палеозоя и магматические породы. Самыми древними охарактеризованными осадочными породами в верховьях реки Уруп являются среднепалеозойские (D3-C1) мраморизованные известняки джентинской свиты, которые тянутся прерывистой полосой вдоль водораздельной линии хребта Абишира-Ахуба от Большой Лабы до Большого Зеленчука и представлены белыми, серыми, розовыми и черными скрытокристаллическими разностями. Район имеет сложнодислоцированное строение, обусловленное блоково-плитовой макроструктурой разреза палеозойских толщ, осложнённой покровными движениями, интрузивными внедрениями, внутриплитовой складчадостью более высокого порядка и большим количеством разрывных нарушений различных направлений, глубин и возраста заложения. Карстовые формы этого района до сего времени описаны не были [3, 4].

Изложенное свидетельствует о возможности развития здесь мощного подземного карста. Этому способствуют благоприятные геологические (чистые известняки, чередующиеся со сланцами, тектоническая нарушенность района); климатические (обилие осадков и наличие древнего оледенения); геоморфологические (моноклинальное залегание пород) условия.

Хребет Абишира-Ахуба разбит тектоническими нарушениями и заложенными по ним реками на ряд массивов. Рассматриваемый ниже Загедано-Урупский карстовый массив расположен на западной оконечности хребта и ограничен с запада отрогом горы Загедан, с юга -- водораздельным гребнем, с востока -- глубоким врезом ущелья р. Ацгара, с севера -- склонами массива г.Уруп (рис.1, Загедано-Урупский карстовый район, 52kb). Выходы известняков расположены в пригребневой зоне и представляют собой полосу длиной около 8км и шириной от 0,5 до 2,5 км., их абсолютные отметки колеблются в пределах 1900-3100 м над у. м. Регулярные исследования пещер массива начались в 1983г.

В западной части массива (Загеданское плато) располагаются пещеры Снежный Капкан (-75 м), Ψ-18 (-51 м) и система Загеданская им. А.В. Алексеева (протяженностью - 5500м, амплитудой - 570 м), состоящая из пещер Подснежник, Дорбун-Тур, Ψ-14, КОТА, Доброе утро (рис.2); в центральной (Урупское плато) -- Черкесская (666/272), Урупская (600/270), Горыныч (680/383); в восточной -- Горло Барлога (3000/900) и система Ростовская-Физтеховская-Одалиска (4650/550). На восточной оконечности массива выявлен крупный карстовый источник -- Ацгаринский воклюз (1922 м над у. м.). Его дебит в августе за пять лет наблюдений составлял 1,5-3,5 м3/с, максимальный расход достигал 4,5 м3/с. Суммарный расход известных подземных водотоков района не превышает трети дебита воклюза.

Исследования на Загеданском плато проводились нами в 1995-2001 гг. Карстующиеся породы мощностью до 220м залегают здесь моноклинально с падением 35o на север. Соответственно в пещерах преобладают два типа ходов: субгоризонтальные восточного направления (заложены по простиранию) и наклонные с колодцами до 20 м (заложены по падению пород). История иследований и описания пещер приведены в [2]. В результате исследований была, в частности, пройдена система Загеданская им. А.В.Алексеева. Четко выделяются два горизонта развития полости, отстоящие друг от друга по высоте на 100 метров -- старый в толще известняков, с обвальными залами и широкими наполненными отложениями и натечными образованиями ходами, в настоящее время преимущественно сухой, и новый, сравнительно узкий и сильно обводненный, - по контакту с некарстующимися породами. Такой характер подземной морфологии имеет не только крупнейшая пещера Загеданской системы (п.Подснежник), но и другие близлежайшие крупные полости массива, например, п.Черкесская.

Вопрос о разгрузке подземных потоков Загеданского плато до 1999 г. оставался открытым. Ближайший значительный поверхностный водоток -- р. Уруп, к долине которого направлено падение карстующихся пластов. Расход воды в Загеданской системе на уровне 2118 м. над у. м. (около 30 л/с в межень) сопоставим с расходом истока Урупа, появляющегося в 750 м севернее из каменистой осыпи на высоте 2100 м. над у.м. Наличие выше истока Урупа нескольких ручьев, втекающих в осыпь, а также существование в районе ряда пещер со значительными водотоками (Урупская, Горыныч, Черкесская) позволяло усомниться в том, что разгрузка карстовых вод района происходит в р.Уруп. Ближайший значительный по дебиту Ацгаринский воклюз находится в 6 км по прямой от восточного края Загеданского плато, на высоте около 1900 м. Возможность разгрузки там Загеданской системы неочевидна, так как подземный поток в этом случае проходил бы под водоразделом рек Уруп и Ацгара.

Для решения этого вопроса в августе 1999 г. нами был проведен эксперимент по трассированию подземного водотока. Использовался флуоресцеин, 1 кг которого был смешан с 1 кг NaOH и разбавлен до 5 л водой. Раствор был запущен 20.08 в 19 ч. в поток в последнем колодце Загеданской системы (-540 м от верхнего входа). Расход потока оценен в 30 л/с. Ловушки расставлены на всех ближайших значительных поверхностных водотоках за несколько суток до опыта (табл. 1).

Ловушки представляли собой пористые капроновые упаковки с 2,5-3 г (10-12 таблеток) активированного угля. Упаковки помещались в открытые пластиковые цилиндры (8 см длиной, 2 см диаметром), имеющие отверстия по всей поверхности. На каждом пункте на растяжках устанавливались по 3 ловушки (1 контрольная, 2 опытных). Контрольные ловушки были сняты до запуска флуоресцеина, а опытные -- 23-24.08.

Ловушки были помещены в индивидуальные полиэтиленовые пакеты и переданы в лабораторию Саратовского госуниверситета. Для анализа использовалась стандартная методика: пробы помещались в 5%-ный спиртовой раствор КОН; наличие флуоресцеина определялось визуально и с помощью спектрофотометра.

Таблица 1. Размещение ловушек на Загеданском массиве.
Место установки Высота н.у.м., м Расстояние по прямой, км Время снятия
Уруп-1 (на р.Уруп) 2000 2 23.08; 12-13 ч
Уруп-2 (на р. Уруп) 1900 3 23.08; 12-13 ч
Загеданка (на р. Загеданка) 1500 4 24.08; 10 ч
Ацгара (на воклюзе) 1922 6 24.08; 14-15 ч
Пещера Горло Барлога* 2000 3 --
*ловушки не анализировались

При съеме ловушек с Ацгаринского воклюза 23.08 выход окрашенного в зеленый цвет водного потока был отмечен визуально, несколькими наблюдателями. Краситель был отмечен наблюдателями также в 2-3 км ниже по течению р. Ацгары. К сожалению, продолжительность выхода флуоресцеина зафиксирована не была. По оценке очевидцев это произошло с 14 до 15 ч. (то есть ловушки пролежали в окрашенном потоке меньше часа). Учитывая дебит источника (около 2 м3/с) и длительность выхода красителя (10-60 мин), можно оценить концентрацию флуоресцеина в потоке - 0,1-0,8 мг/л (без учета абсорбции красителя на протяжении подземного маршрута). Такая концентрация флуоресцеина вполне позволяет определить его наличие в потоке визуально.

При анализе ловушек ни в одной из проб в спиртовом растворе КОН флуоресцеин визуально определен не был. Анализ на спектрофотометре CARY 2415 record M 400 также не дал однозначного ответа. Во всех пробах было обнаружено ничтожное количество вещества, имевшего спектр возбуждения люминесценции, похожий на спектр флуоресцеина, однако существенного различия между анализами контрольных и опытных проб не обнаружено. Поэтому этот эффект можно отнести к наличию в воде каких-либо естественных органических примесей.

Результат анализа проб на спектрофотометре был объяснен лабораторным экспериментом. Ловушки, аналогичные используемым в натурном опыте, помещались на различное время в растворы флуоресцеина разной концентрации (табл. 2).

Таблица 2. Результаты лабораторного эксперимента.
Проба Концентрация красителя, мг/л Время нахождения в растворе
1 0,1 5 мин
2 1,0 5 мин
3 10,0 5 мин
4 0,1 1 час
5 1,0 1 час
6 10,0 1 час
7 0,1 2,5 сут
8 1,0 2,5 сут
9 10,0 2,5 сут

Визуально наличие флуоресцеина в спиртовом растворе КОН обнаружилось только в пробах 6, 8 и 9. Анализ на спектрофотометре показал, что только в указанных пробах были обнаружены спектры флуоресцеина с величинами, на 1-2 порядка превышающими значения, полученные на соответствующих длинах волн в остальных пробах, в том числе и в опытных с Загедана.

Таким образом, для надежной идентификации флуоресцеина в ловушках необходима концентрация красителя 1-10 мг/л и выдержка ловушки в растворе более 1 ч. Пробы же с Ацгары соответствовали концентрации 0,1-1 мг/л (лабораторные пробы 2, 5 и 7).

Выявленные особенности используемой технологии опытов с окрашиванием имеют значение в методическом плане. Многие вопросы (задержка в улавливании красителя насыщенной водой ловушкой, вымывание красителя из ловушки, длительность хранения опытных ловушек до анализа и др.) требуют дальнейшего изучения.

Полученные результаты свидетельствуют, что вода из Загеданской системы разгружается в Ацгаринском воклюзе. Так как окончания других крупных пещер района (Урупская, Черкесская, Горло Барлога, Ростовская) находятся не далее 200 м по прямой от линии, соединяющей места запуска и выхода красителя (рис.1, Загедано-Урупский карстовый район, 52kb), то можно предположить, что все они представляют единую карстовую водоносную систему. Ее характеристики (расстояние по прямой - около 6 км, уклон водотока - 0,12, время прохождения красителя - 67-68 ч) близки к результатам экспериментов с окрашиванием, проведенных в других районах Кавказа и в Крыму [3,6]. Скорость прохождения потока (2,1 км в сутки) совпала со скоростью прохождения потока гидросистем Провал -- Красная и Мар-Хосар -- Красная (Крым, Долгоруковская яйла) в условиях умеренного паводка и оказалась в 4-6 раз выше скоростей, полученных при аналогичных опытах трассирования на массиве Маргуарейс (проводимых как в паводок, так и в межень) в Альпах [7].

Авторы выражают признательность московским, пензенским, саратовским, уфимским и оренбуржским спелеологам, принимавшим участие в исследовании пещер Загеданского плато.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Г в о з д е ц к и й Н. А. Карст. М.: Географгиз. 1954.
2. Г у с е в А. С., Ц о й О. Б., Ш е л е п и н А. Л. Исследование системы Загеданской имени А.В. Алексеева // Свет, 2000. № 1 (21).
3. Д у б л я н с к и й В. Н., К и к н а д з е Т. З. Гидрогеология карста Альпийской складчатой области юга СССР.: Наука, 1984.
4. К о с т и н П. А. Карст в районе хребта Абишира-Ахуба // Гидрогеология и карстоведение. Пермь, 1962. Вып. 1.
5. К о с т и н П. А. Карст Передового хребта и полосы куэст Северо-Западного Кавказа // Автореф. дисс. канд. геогр. наук. М., 1966.
6. Д у б л я н с к и й В. Н., Вахрушев Б.А., Амеличев Г.Н., Шутов Ю.И. Красная пещера. М.: Изд-во РУДН, 2002.
7. С и ф ф р М. В безднах Земли. М.: Просвещение, 1982.



Список комиссии | Заседания | Мероприятия | Проекты | Контакты | Спелеологи | Библиотека | Пещеры | Карты | Ссылки

All Contents Copyright©1998- ; Design by Andrey Makarov Рейтинг@Mail.ru