по материалам: Климчук А.Б., Тимохина Е.И., Амеличев Г.Н., Дублянский Ю.В., Шпетль К. Гипогенный карст
Предгорного Крыма и его геоморфологическая роль. - Симферополь: ДИАЙПИ, 2013. - 203 с.


Гроты Эски-КерменаНиши и гроты чрезвычайно широко распространены в обрывах эоценовых и палеоценовых известняков Внутренней гряды, где количество значительных и крупных объектов измеряется многими сотнями. Они также развиты, хотя и не так широко, в обнажениях неогеновых известняков Внешней гряды, где имеют меньшие размеры. Большое количество ниш и гротов является яркой специфической характеристикой региона Предгорного Крыма, что требует соответствующего объяснения. К примеру, гроты являются редким явлением в обрывах известняковых массивов смежной Главной гряды.

Перейти в фотоальбомы "Гроты" и "Ниши".

 


Терминология

Термины «грот» и «ниша» имеют морфолого-морфометрический, но не генетический смысл, но при этом остаются неопределенными (Тимофеев и др., 1991). Под гротом мы понимаем полость типа камеры, открытую с одной стороны на поверхность, у которой латеральное углубление в массив по нормали к обнажению меньше ширины или высоты входа, или сравнимо с ними. В связи с тем, что многие гроты изометричны в плане, понятие «длины» к таким полостям является трудно приложимым, но обычно «длиной» грота считается латеральное измерение по нормали к обнажению. Если длина заметно превышает поперечные размеры входа, или если в глубине грота имеются линейные продолжения, то такая полость уже относится к категории пещер. Ниши отличаются от гротов меньшей углубленностью в массив и обычно большим отношением ширины к высоте «входного» контура, но строгое разграничение гротов и ниш недостижимо и на практике не выдерживается.


Предшествующие представления о некарстовом генезисе

Образование ниш и гротов в обрывах Внутренней гряды традиционно связывалось с процессами комплексной денудации экспонированных известняковых поверхностей. В.П. Душевский (1987) выделил ниши и гроты в коррозионно-денудационный класс, относя к нему около 60% всех полостей Предгорно-Крымской карстовой области. Среди денудационных процессов, участвующих в образовании ниш и гротов, упоминаются дефляция, дексвамация, эрозия и гравитационный снос (Душевський, 1970; Подгородецкий, Душевский, 1974; Славин, 1975; Душевский и др., 1979; Душевский, Кузнецов, 1991; Никонов, 1996; Блага, Попов, 2009 и др.). Широко используются общие ссылки на процессы выветривания, иногда с перечислением его процессуальных видов (гидратационное, биохимическое, морозное, солевое, инсоляционное; Клюкин, 2007), однако без конкретизации их вкладов в определенное формообразование.

Соотношение названных процессов в образовании ниш и гротов трактовалось по-разному, а факторы избирательности действия названных процессов и механизмы развития этих форм указывались в самой общей форме или вообще не рассматривались. В.И. Славин (1975) основную роль отводил дефляции («нишеобразные формы выдувания»). В большинстве работ упоминается избирательное выветривание «податливых слоев», более интенсивное выветривание в местах повышенного увлажнения (или переменного увлажнения-иссушения). В основных работах по проблеме (Душевский, 1987, 1989; Душевский и др., 1979; Душевский, Подгородецкий, 1987) развитие полостных форм в обрывах объясняется преимущественной денудацией в тыльной части гротов и ниш ввиду особого микроклимата, с удалением обломочных продуктов выветривания под действием силы тяжести благодаря значительному наклону пола к выходу.  Эволюционный ряд развития таких денудационных полостей представляется в следующем виде: обрыв – ниша – навес – грот – пещера. На отдельных ключевых площадках была проведена количественная оценка современной скорости роста таких полостей за счет десквамации (Душевский, 1989; Душевский и др., 1974, 1979). Причины и условия локализации начальных ниш для дальнейшего развития по ним гротов и развития гротов в отдельных участках латерально-протяженных ниш, в этих работах не рассматривались. Некарстовая природа полостей объяснялась невозможностью проникновения в них атмосферных осадков и подземных вод, которые бы производили растворяющую работу и создавали подобные полости (Душевский и др., 1974). Это утверждение справедливо лишь для современных условий, однако оно не учитывает возможность образования полостей подземными водами в условиях, предшествовавших современному эрозионному раскрытию пластовой структуры Предгорья. В более поздних работах (Блага, Попов, 2009), к перечню факторов образования таких полостей добавлены эффекты разгрузки горного давления в основании обрывов и кровле возникающих полостей.


Проблемные вопросы предшествующих представлений о генезисе

Анализ имеющихся публикаций позволяет выделить следующие основные проблемы в интерпретации генезиса ниш и гротов Предгорного Крыма:

  1. Несмотря на значительное внимание к вопросам происхождения ниш и гротов региона, отсутствуют региональные обобщения их основных характеристик и свойств: распространения, условий локализации и морфологии.
  2. Ссылки на «процессы комплексной денудации» и выветривания, а также на действие эффектов разгрузки горного давления, слишком общи и неконкретны, не могут быть приложимы к образованию четко локализованных негативных форм и не согласуются с особенностями локализации и морфологии ниш и гротов.
    Денудационно-реологическая гипотеза не способна объяснить причины локализации гротов в латеральном направлении в пределах некоторого литостратиграфического интервала. При значительной вертикальной дифференциации свойств пород в слоистой толще региона, их латеральная изменчивость в пределах участков обычно практически отсутствует. Если соображения избирательного выветривания или локализации напряжений в основании обрывов еще формально приложимы для объяснения положения ниш и гротов в вертикальном профиле куэстовых обрывов, то причин латеральной локализации они не объясняют. Иными словами, они не объясняют, каким образом в начальной латерально-протяженной нише, образованной то ли избирательным выветриванием по определенному слою, то ли в результате действия эффекта разгрузки напряжений в основании обрыва, формируется локализованное углубление, «запускающее» механизм роста грота вглубь массива за счет выветривания в особом микроклимате. Учитывая регулярность интервалов между гротами, наблюдаемую на многих участках, случайные причины локализации первичных углублений исключаются.
  3. Отсутствует рассмотрение конкретных факторов (литологических, геоморфологических, ландшафтных, микроклиматических, реологических, проч.) избирательности заложения ниш и гротов в вертикальном разрезе и по простиранию обнажений, а также модели (механизмы) развития форм от начальных углублений до крупных гротов.
    В традиционных представлениях фигурируют три основных фактора зарождения и роста ниш и гротов: 1) избирательное выветривание, 2) особый микроклимат в тыловых частях ниш и 3) локализация в участках предполагаемой концентрации и разгрузки напряжений (в основании обрывов). Все они предполагают определенные и весьма узкие диапазоны условий эффективного действия процессов, что должно было бы приводить к прогнозируемым, выраженным и легко документируемым особенностям локализации ниш и гротов по условиям литологической неоднородности, ландшафтного положения, экспонирования, положения в профиле обрывов и т.п., а также к особенностям морфологии. Однако эмпирические данные противоречат этим ожидаемым характеристикам и исключают возможность приложения денудационно-реологической гипотезы к общему объяснению генезиса гротов Внутренней гряды, поскольку эта гипотеза предполагает значительно более узкие условия эффективности механизмов зарождения и роста этих форм. Кроме того, действие упомянутых факторов не специфично для Внутренней гряды Предгорного Крыма и обнаженных тут пород. Если бы эти факторы образовывали эффективный механизм формирования гротов, то последние были бы столь же обильно распространены во многих других регионах мира со сходными условиями, что опять-таки не соответствует эмпирическим данным.
  4. Условия действия постулируемых процессов образования ниш и гротов, как общих, так и частных, не согласуются с наблюдаемыми характеристиками их локализации и морфологии:
         • Ниши и гроты развиты в обнажениях карбонатных пород в вертикальных обрывах и крутых склонах, находящихся в различных геоморфологических ситуациях: на главном фронте куэст, в крупных поперечных долинах, во внутренних обрывах узких балок, урочищ и кулуаров, расчленяющих куэстовые массивы как консеквентно, так и субсеквентно. Они встречаются в обрывах разной относительной высоты (от 5-10 до 80-100 м), как в мелких висячих долинах, так и в глубоких долинах, определяющих местный базис эрозии. Ниши и гроты распространены в обрывах любой экспозиции и в разнообразных ландшафтных условиях, как на залесенных, так и на открытых участках. Соответственно, процессы, контролируемые микроклиматическими условиями, не могут являться определяющими в образовании этих форм.
         • Ниши и гроты встречаются в карбонатных породах различного возраста и состава: мергелях, мергелистых известняках и карбонатных песчаниках верхнего мела (маастрихт), мшанковых, фораминиферовых, детритусовых и песчанистых известняках палеоцена (дат), мергелях (бахчисарайский ярус) и нуммулировых известняках (симферопольский ярус) эоцена, органогенных и детритусовых известняках различных пачек неогена. Наибольшее их количество отмечается в известняках дата и симферопольского яруса, но сходные по морфологии формы встречаются и в других литостратиграфических подразделениях. При упомянутой высокой вариабельности литологических, текстурных и структурных свойств вмещающих пород в разрезе, они весьма выдержаны по латерали в пределах отдельных слоев и пачек (по крайней мере, в локальном масштабе). Таким образом, состав и свойства пород не являются определяющими в локализации ниш и гротов, как по вертикали, так и по латерали.
         • Ниши и гроты располагаются на различных уровнях субвертикальных обрывов, причем весьма распространены ситуации их многоэтажной локализации в вертикальных сериях. В некоторых линейных участках обрывов одинаковое расположение гротов в вертикальном профиле задается не литостратиграфическим, а структурно-тектоническим фактором – единым уровнем расположения наклонных трещин, по которым развиты гроты.
         • В гротах и нишах всех типов обычно наблюдается скульптурный внутренний рельеф стен и сводов в виде восходящих каналов и сферических ниш и куполов, который не может создаваться процессами десквамации и гравитационной деструкции, но характерен для карстовых полостей гипогенного происхождения. Процессы десквамации и гравитационной деструкции заметны в большинстве гротов и ниш и ведут к деградации скульптурной карстовой морфологии, но лишь в относительно немногих случаях они уничтожают карстовую скульптуру полностью. Очевидно, что они играют лишь модифицирующую, но не формирующую морфогенетическую роль.
  5. Происхождение ниш и гротов рассматривалось в отрыве от генезиса других форм специфической полостной скульптурной морфологии известняков, таких как губчатые и сотово-ячеистые поверхности, зоны кавернозности, крупные каверны, закарстованные трещины и пещеры, которые часто сопряжены пространственно с нишами и гротами.

Новая генетическая интерпретация в рамках региональной модели гипогенного спелеогенеза

Разработанная коллективом авторов УИСКа генетическая интерпретация ниш и гротов как экспонированных реликтов-фрагментов морфологии гипогенных карстовых каналово-полостных систем (Климчук и др., 2012; Тимохина, Климчук, Амеличев, 2012), полностью согласуется с общими моделями гипогенного спелеогенеза и объясняет все основные особенности распространения, локализации и морфологии этих форм в Предгорном Крыму.

Ниши
Латерально протяженные ниши в обрывах образуются как расширения в поперечном профиле субвертикальных трещинно-карстовых каналов (рифтов), за счет растворения при смешивании восходящего потока и латерального потока поровых вод по отдельным слоям и плоскостям напластования. Такие расширения контролируются литолого-структурными особенностями пород слоев и прослоев, т.е. они стратиформны.

Гроты
Гроты образуются раскрытием обособленных камер двух основных типов:
1) стратиформных, с субгоризонтальным основанием;
2) сквозьпластовых, с наклонным основанием.

1. Раскрытие стратиформных камер.

Образование камер первого типа происходит за счет смешивания восходящего жильного и латерального пластового потоков на плоскости субвертикального трещинно-карстового канала. Оно происходит там, где эта плоскость пересекает локализованную высокопроницаемую зону в пористом пласте или плоскости напластования, обусловленную диагенетическими или пост-диагенетическими неоднородностями матрицы или контакта. Более интенсивный, по сравнению со смежными участками, приток пластовых вод к трещинно-карстовому каналу (рифту) в этом месте обуславливает бoльшую интенсивность коррозии смешивания и локализацию развития камеры. 
Такие стратиформные камеры могут быть небольшими и относительно изометричными, но могут быть уплощенными и достигать больших размеров в плане, как в восточном Предгорье (участки Сарык-Кая и Ак-Кая), где повышенная водообильность вдоль контакта мергелей и песчаников маастрихта с эоценовыми известняками обусловила интенсивную закарстованность и формирование крупных камер по нему. Еще более высокая интенсивность водообмена, смешивания и соответствующего растворения достигается там, где линия пересечения двух вертикальных трещинных каналов пересекает проницаемый слой (рис. 1 В), что также является распространенным вариантом формирования камер, особенно высоких.

Рис. 1. Концептуальные модели формирования стратиформных полостей (расширений рифтовых каналов, камер, кавернозности) растворением при смешивания восходящего жильного и латерального пластового потоков подземных вод: А - в разрезах с переслаиванием слоев с высокой и низкой проницаемостью матрицы; Б - в разрезах с отдельным высокопроницаемым слоем в слабопроницаемой толще при неравномерном распределении в нем поровой проницаемости (вверху - разрез; внизу - план); В - на пересечении двух вертикальных трещин и высокопроницаемого слоя; Г -  по слепым замыканиям боковых оперяющих трещин (обозначения к Г: 1 - субвертикальные трещины отрыва, параллельные плоскости сквозьформационного нарушения; 2 - боковые оперяющие трещины отрыва; 3 - слои повышенной проницаемости матрицы; 4 - восходящий поток трещинно-жильных вод; 5 - латеральный поток порово-пластовых вод; 6 - свободно-конвективная циркуляция). (по Климчуку и др., 2013).


2. Раскрытие сквозьпластовых камер.

Камеры второго типа образуются по боковым наклонным трещинам, оперяющим линейные зоны тектонических нарушений и их основные вертикальные элементы - рифтовые каналы. Разработка значительных объемов камер на верхних замыканиях таких трещин происходит там, где они подсекают слой повышенной проницаемости, чем запускается механизм коррозии смешивания. Эффект свободной конвекции обеспечивает локализацию растворяющего воздействия в своде камеры. Если верхние замыкания оперяющих трещин являются слепыми, удаление растворенного материала осуществляется нисходящими токами конвекционных ячей, возвращающимися в основной рифтовый канал.

Представленная на рис. 1 Г модель иллюстрирует условия формирования уплощенных камер с наклонным основанием по боковым оперяющим трещинам. В некоторых случаях, верхними тыловыми частями наклонных камер подсекается параллельная основному рифту трещина, которая служит каналом для сквозного прохождения восходящего потока по такой боковой ветви.

Фото ниже хорошо иллюстрирует взаимоотношения рифтового канала и наклонной камеры по оперяющим трещинам в массиве Зангурма (юго-западное Предгорье). Фронтальная стенка обрыва образована раскрытием вертикального рифтового канала, о чем свидетельствуют реликты крупных каверн и стратиформной ниши (половинки «раздува» бывшего рифта) в верхней части обрыва, уничтожаемые денудационными процессами в современных условиях экспонирования. В основании обрыва видны входы в крупную наклонную камеру, верхнее замыкание которой находится намного выше видимого входа, а сама камера развита вдоль всего видимого фрагмента обрыва (в том числе за стеной-перемычкой). Частичное или полное раскрытие таких наклонных камер представляет эволюционный ряд карстовых и карстообусловленных денудационных форм куэстовых обрывов: гроты с наклонным основанием - прибровочные кулуары-амфитеатры - наклонные грани обрывов с останцовыми формами типа «бастионов» и «сфинксов». Отвесные ступени кулуаров, стены останцовых форм на наклонных гранях и отвесные обрывы в их основании изобилуют нишами, фрагментами сотово-ячеистых поверхностей и крупнокаверновыми формами, распределение которых полностью соответствует модели, представленной на рис. 1 Г.

Эски-Кермен

 Рельєф України. Навчальний посібник . - Киев: Слово. -2010. -127с.
AV Атлас. Автономна республіка Крим. - Київ-Сімферополь: Інститут географії НАН України, Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського, ЗАТ Інститут передових технологій. -2003. -80с.
Poisel R., Preh A., Hofmann R. Slope failure processes recognition based on mass-movement induced structures // Proceedings, 2nd Conference on Slope Tectonics, 6-11 September 2011. - Vienna. -2011. -С. 1-6
Блага Н.Н., Васина А.Г. Природные "сфинксы" Предгорного Крыма // Природа.. -2011. - №2. -С. 17-19 pdf
Блага Н.Н., Кузнецов Ал. Г., Иванченко В.А., Кузнецов А.Г. Горный массив Качи-Кальон как геологический памятник Крыма // Ученые записки Таврического нац. университета. Серия «География». - Симферополь. -2011. -Т. 24. - №3. -С. 22-27 pdf
Блага Н.Н., Попов А.В. Некоторые аспекты морфогенеза гротов и скальных навесов Внутренней гряды Крымских гор // Культура народов Причерноморья. - Симферополь. -2009. - №127. -С. 7-9 pdf
Вахрушев Б.О Кримські гори // Рельєф України. Навчальний посібник. - Київ: Слово. -2010. -С. 127-127 pdf
Гришанков Г.Є., Підгородецький П.Д., Губанов І.Г. Основні риси геоморфології Криму // Фізична географія та геоморфологія. - Симферополь. -1973. - №9. -С. 57-63
Гришанков Г.Е., Позаченюк Е.А. Генезис куэстового рельефа Предгорного Крыма // Физическая география и геоморфология. - Симферополь. -1984. - №31. -С. 108-114
Душевский В.П. Изменение морфологии карстовых полостей предгорного Крыма в связи с развитием склонов // Состояние и задачи карстово-спелеологических исследований. - Москва. -1975. -С. 42-44
Душевский В.П. Определение скорости развития гротов по археологическим данным // Proceedings 10snt Congr of Speleology. - Budapest. -1989. -Т. 2. -С. 127-127 pdf
Душевский В.П., Клюкин А.А., Солдатов Ю.В. Условия и скорость роста денудационных полостей в обрывах куэст Крыма // Карст Средней Азии и горных стран: тез. докл. Всесоюз. Совещ., Ташкент, 9-11 октября 1979 г.. - Ташкент. -1979. -С. 49-51 pdf
Душевский В.П., Клюкин А.А., Толстых Е.А. О скорости денудации верхнемеловых мергелей и современном формировании рельефа Внутренней куэсты Крымских гор // Динамика природы и проблемы освоения территории Крыма. - Ленинград: Геогр. о-во СССР. -1974. - №24. pdf
Ена Ал., Ена Ан. Куэсты Крымского Предгорья: Научно-популярный очерк-путеводитель. - Симферополь: Н.Оріанда. -2010. -127с.
Ена В.Г. Сфинксы Каралезской долины // Вокруг света.. -1958. - №8. -55с.
Ена В.Г., Ена Ал.В., Ена Ан.В.  Открыватели земли Крымской. - Симферополь: Бизнес-Информ. -2007. -127с.
Климчук А.Б., Тимохина E.И., Амеличев Г.H. и др. Возраст рельефа Внутренней гряды Горного Крыма по U/Th датировкам кальцитовых отложений карстовых полостей // Доклады НАН Украины, сер. Б... -2012. - №7. -С. 88-96 pdf
Климчук А.Б., Тимохина Е.И., Амеличев Г.Н. и др. U/Th датирование спелеотем карстовых полостей юго-западной части Внутренней гряды Горного Крыма и определение возраста и динамики развития рельефа // Спелеология и карстология. - Симферополь: УИСК. -2011. - №7. -С. 29-39 pdf
Клюкин А.А.  Экстремальные проявления неблагоприятных и опасных экзогенных процессов в ХХ веке в Крыму // Геополитика и экогеодинамика регионов.. -2005. -С. 27-38 pdf
Клюкин А.А., Московкин В.М. Определение абсолютного возраста оврагов Предгорного Крыма по средней скорости отступания крутых склонов // Геоморфология.. -1979. - №3. -С. 66-72 pdf
Кострицкий М.Е., Терехова В.Н.  К геоморфологии Крымского предгорья // Известия Крымского педагогического института.. -1957. -Т. 28. -С. 127-127 pdf
Криволуцкий А.Е.  Останцы денудации // Вестник Московского университета. Сер. геогр. . - Москва. -1966. - №2. -С. 113-116
Кузнецов А.Г., Блага Н.Н., Кузнецов Ал.Г.  Горный массив Кыз-Кермен как геологический памятник предгорного Крыма // Природа.. -2009. - №59. -С. 21-25 pdf
Лысенко Н.И.  О причинах асимметрии речных долин Крыма // Известия Всесоюзного географического общества.. -1966. -Т. 98. -С. 127-127
Лютцау С.В.  Причины отделения останцов от куэст и механизм этого явления // Известия АН СССР, Серия География.. -1962. - №4. -С. 64-65 pdf
Никонов А.А.  Обрушение навесов и ниш: опыт исследований в Крыму // Геоморфология.. -1996. - №4. -С. 65-74 pdf
Подгородецкий П.Д., Душевский В.П.  Использование археологических данных для определения скорости отступания известняковых обрывов в Предгорном Крыму // Геоморфология.. -1974. - №3. -С. 87-93
Славин В.И.  Современные геологические процессы в юго-западном Крыму . - Москва: изд-во Моск. ун-та. -1975. -127с.
Терехова В.И.  Крымское предгорье (общая характеристика природы) // Известия Крымск. пед. инст-та.. -1959. -Т. 34. -С. 49-63 pdf
Тимохина Е.И., Климчук А.Б., Амеличев Г.Н.  Геоморфология и спелеогенез крайней юго-западной части эоценовой куэсты Внутренней гряды Горного Крыма // Спелеология и карстология.. -2011. - №7. -С. 40-51 pdf
Тимохина Е.И., Климчук А.Б., Амеличев Г.Н.  Роль гипогенного карста в геоморфогенезе Внутренней гряды Горного Крыма // Спелеология и карстология.. -2012. - №9. -С. 38-51 pdf
Толстых Е.А., Клюкин А.А.  Методика измерения количественных параметров экзогенных геологических процессов. - Москва: Недра. -1984. -117с.

Контакты

  • 95007 Украина,
    г. Симферополь,
    пр. Вернадского, 4
    УИСК
  • Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

О сайте

Сайт предлагает читателям принципиально новую трактовку природы карста Предгорного Крыма и его роли в развитии рельефа региона. Авторский коллектив сайта: Климчук А.Б., Тимохина Е.И., Амеличев Г.Н.©
Дизайн и тех. поддержка: Амеличев Е.Г.

Инфо

Сайт создан при поддержке гранта Автономной республики Крым молодым учёным Крыма (Тимохиной Е.И., 2013).

Scroll to top