За длительный период формирования пещеры в ней образуются разнообразные комплексы отложений. По классификации Г.А. Максимовича (1963) вторичные образования подразделяются на остаточные, водные механические, обвальные (гравитационные), хемогенные и криогенные отложения.

Остаточные отложения формируются за счёт нерастворимого остатка вмещающих пород. В гипсах и ангидритах в небольших количествах содержится примесь глинистого и карбонатного материала.

Рис. 2.5.1. Озерные глины в пещере Лиственичная.

Фото В.Н. Малкова

При растворении пород в непроточных участках пещерных водоёмов на дне и на выступах стен отлагаются глины или карбонатный алевритовый материал. Глинистый материал отлагается также, когда в пещере вскрываются прослои глин. В чистом виде остаточные отложения встречаются редко. Чаще они имеют примесь водно-механических озёрных отложений. Обычно их мощность не превышает 10 см.

К остаточным отложениям можно отнести гипсовую муку, образующуюся при испарении льдов. Она накапливается на ледяных натёках и покровах в продуваемых участках пещеры. Тонкие прослои гипсовой муки белого цвета имеются в многолетних наледях. В пещере Змеиная и в одной из карстовых полостей на р. Сотке на полу залегает слой белой гипсовой муки мощностью до 0,3-0,5 м. Гипсовая мука встречена также и в пещере Симфония.

Рис. 2.5.2. Геологический разрез отложений хода Метро в пещере Голубинский Провал.

Водные механические отложения наиболее типичны для северных пещер. Выделяются озёрные, аллювиальные и аллохтонные (делювиально-пролювиальные) отложения.

Озёрные отложения образуются в слабопроточных условиях. Они характерны для пещер лабиринтного типа, где много озёр. Они представлены глинами (рис. 2.5.1), суглинками, алевритами. Помимо приносимого водами глинистого материала в них присутствует остаточный глинисто-алевритовый материал, а также мелкие обломки вмещающих пород упавшие со свода пещеры. Озёрные отложения характерны для пещер Кулогорская-Троя, Водная (К-4), Кулогорская-5, Музейная и др. Более древние ленточные озёрные глины имеются на верхних ярусах в пещерах Спелеоморье, Пехоровский Провал.

Рис. 2.5.3. Песчано-алевритовые отложения на аллювиальной террасе. Ход Путь Богов в пещере Пехоровский Провал.

Фото Ю.И. Николаева

Рис. 2.5.4. Послеледниковые ленточные глинисто-алевритовые отложенения на 2-м ярусе в дальней части пещеры Спелеоморье.

Фото Ю.И. Николаева

Аллювиальные отложения подразделяются на отложения подземных и инфлюационных потоков.

Аллювиальные отложения подземных потоков формируются в русле и по берегам подземных рек и ручьёв. Зимой подземные водотоки представляют собой маловодные ручьи, спокойно текущие по дну пещеры. Во время весеннего паводка уровень воды поднимается на 2-3 м и по пещере течёт мощный водный поток, заполняющий магистральные туннели почти до потолка. Такой поток способен переносить огромную массу песка, глины и перекатывать гальку и обломки пород на значительные расстояния.

В русле водотоков отлагаются пески и алевриты (рис. 2.5.5). На отдельных участках встречается галька и гравий вмещающих осадочных пород разной степени окатанности. Преобладает галька гипса и доломита. Иногда встречается галька метаморфических и изверженных пород, попавшая с поверхности через колодцы, органные трубы, Например, в пещерах Святая и Напорная в русле водотоков встречаются скопления валунов метаморфических пород.

По берегам подземных ручьёв и рек до высоты подъёма паводковых вод отлагается глинисто-алевритовый материал (рис. 2.5.6), часто в виде покрова на гравитационных отложениях. Для него характерно тонкослоистое ленточное строение. Обычно мощность водно-механических отложений не превышает 1-2 м, редко до 3 м. Максимальная мощность отложений (3,7 м.) вскрыта шурфом в пещере Голубинский Провал.

Наглядным примером сложного строения аллювиальных отложений может служить разрез вскрытый канавой, пройденной в северной части хода Метро в пещере Голубинский Провал (рис. 2.5.2). В разрезе преобладают алевритовые глины, в русловой части фациально переходящие в пески. Встречаются прослои алевритов. В глинах встречаются конкреции гипса ("ёжики") диаметром до 10-15 см (рис. 2.5.19). Вверх по разрезу размер конкреций уменьшается. В песках имеются линзы гравия и мелкой гальки. В подошве русловой части разреза в песках залегают обломки карбонатного туфа, а выше по разрезу имеется 5 горизонтов натечных корок карбонатного состава мощностью 1-2 мм. В самой нижней части вскрытого разреза, на глубине 2,5 м, залегает карбонатная мука с обломками карбонатного туфа. Строение разреза свидетельствует о длительном периоде формирования отложений. По данным споропыльцевого анализа возраст водно-механических отложений определяется как поздне-послеледниковый (10,2-8 тыс. лет).

Аллювиальные отложения инфлюационных потоков образуются в местах поглощения поверхностных водотоков в пещеру. Обычно они представлены песками и алевритами, реже – илами, галечниками с валунами. Например, на северном входе в пещеру Олимпийская поглощается крупный ручей. В привходовой части пещеры в русле залегает крупнообломочный материал, а ниже по потоку – тонкозернистый. Аналогичная ситуация на поглощении ручья у входа в пещере Пехоровский Провал. Тёмно-серые органогенные илы встречены в пещере Понор, в которую поглощается ручей из озера.

Рис. 2.5.5. Песчаные аллювиальные отложения в русле ручья в районе входа в пещере Ломоносовская.

Фото Ю.И. Николаева

Рис. 2.5.6. Глинисто-алевритовые аллювиальные отложения (п. Ломоносовская).

Фото Ю.И. Николаева

Со временем происходит понижение базиса эрозии и водный поток прорезает себе русло на более низком уровне, где начинают накапливаться молодые водно-механические отложения. В результате, на высоких уровнях пещер залегают более древние водно-механические отложения. Водно-механические отложения пещер можно подразделить на современные (отложения современных водотоков), молодые (залегающие выше действия современных потоков), древние (залегающие на верхних ярусах пещер и выполняющие древние каналы – без признаков литификации) и палеозаполнители (литифицированные отложения древних каналов, вероятно, неоген-четвертичного возраста или более древние).

Молодые (послеледниковые) тонкослоистые глинисто-алевритовые отложения встречены в пещерах Кумичёвка (ниже зала Сводчатого), Конституционная, Музейная, Спелеоморье (рис. 2.5.4).

Рис. 2.5.7. Древний глинисто-алевритовый заполнитель в пещере Голубинская-1.

Фото Е.В. Шавриной

Рис. 2.5.8. Конус выноса моренных отложений со стволом дерева из органной трубы в пещере Ломоносовская.

Фото Ю.И. Николаева

Рис. 2.5.9. Сцементированный слоистый песчано-алевритовый палеозаполнитель в зале Пирамида в пещере Конституционная.

Фото В.Н. Малкова

Древние отложения обнаружены в пещерах Ленинградская (южнее залоида Пингвинов), Юбилейная (над вторым водопадом), Голубинская-1 (рис. 2.5.7), Победа-3, Пехоровский Провал. Они представлены красно-коричневыми алевритами или переслаиванием алевролитов и глин мощностью до 1,5 м.

Делювиально-пролювиальные (аллохтонные) отложения представляют собой материал поверхностных четвертичных образований, попавший в пещеру через трещины, органные трубы, колодцы, провалы. Они встречаются в большинстве северных пещер, представлены преимущественно моренными суглинками с галькой и гравием изверженных и метаморфических пород. В суглинки обычно попадает щебень вмещающих пород. Реже делювиально-пролювиальные отложения представлены перемещёнными с поверхности флювиогляциальными песками и красноцветным песчано-алевритовым материалом. Иногда встречаются валуны, стволы деревьев и растительные остатки. Делювиально-пролювиальные отложения распространены локально и залегают в виде конусов выноса и осыпей под органными трубами (рис. 2.5.8), трещинами, колодцами и вдоль прибортовых зон. Конуса выноса достигают значительных размеров, до 3 м высотой и более. Они образуются в привходовых участках и в пещерах приповерхностного заложения. Крупные конуса моренных суглинков имеются в пещерах Кулогорская-Троя, Ленинградская (зал Холодный) и др.

В прибортовых зонах пещер формируются глыбовые осыпи с моренным глинистым наполнителем. Размеры моренно-глыбовых осыпей могут достигать нескольких десятков метров в длину. Участками моренный материал плащеобразно залегает на гравитационных отложениях. Такие отложения имеются в пещерах Кумичёвка, Юбилейная (у первого входа), Конституционная (на верхнем ярусе).

Рис. 2.5.10. Крупноглыбовые обвально-гравитационные отложения в зале Амфитеатр пещеры Пехоровский Провал.

Фото Ю.И. Николаева

В составе водно-механических отложений встречаются органические остатки. Это, преимущественно, обломки древесины, хвоя лиственницы и ели, листья. Хвоя заносится паводковыми водами в отдалённые части пещер и оседает на стенах и своде, фиксируя паводковые уровни воды. Во входном гроте пещеры Пехоровский Провал на глубине 0,1-0,2 м залегает прослой из хвои мощностью 10-15 см. Аналогичный прослой мощностью 10-15 см был встречен в пещере Олимпийская на глубине 0,4 м. Мощные прослои хвои свидетельствуют о катастрофических природных явлениях, вызвавших массовую гибель деревьев.

Гравитационные отложения развиты практически во всех пещерах. В.Н. Дублянский (1977) подразделяет их на термогравитационные, обвально-гравитационные, провально-гравитационные и сейсмогравитационные.

Термогравитационные отложения образуются в привходовых частях пещер с резкими сезонными колебаниями температур. Под действием многократного замерзания и оттаивания со свода пещер обрушаются мелкие обломки пород, реже глыбы. Со временем накапливается обломочный материал мощностью до 0,5 м и более. На входе иногда образуются крупноглыбовые осыпи. Эти отложения отмечаются на входе большинства пещер, часто вместе с обвально-гравитационными. В качестве примера активности этого процесса можно привести случай обрушения крупного гипсового блока в 1991 году на входе в пещеру Голубинский Провал. Блок упал на деревянную лестницу и разломал её.

Обвально-гравитационные отложения образуются при обрушении вмещающих пород без нарушения целостности свода пещеры. Обрушение со свода идёт преимущественно в виде плит по плоскостям напластования и тектоническим трещинам (рис. 2.5.10). Размеры плит от 0,5 до 6 м, мощность – до 1-2 м. Обычно это небольшие блоки вывалившиеся по трещинам со свода пещеры. Например, в пещере Пограничная встречаются блоки-колонны размером до 3х6 м, мощностью до 2-3 м.

При интенсивном обрушении сводов образуются залы. На своде залов обычно имеется несколько горизонтов обрушения по плоскостям напластования в виде системы сколов. На полу залов формируется крупноглыбовая осыпь или пластово-глыбовый навал. Например, в зале Геомузыка (пещера Кумичёвка) мощность обвально-гравитационной осыпи составляет 6-8 м. Крупные осыпи имеются в пещерах Олимпийская (в залах Водопадный и Чюрлениса), Ленинградская (в зале Холодный), Китеж (в залах Колонный и Верхний) и других. В пещере Большой Холодильник в зале Сюрприз мощность обвальных отложений достигает 15-20 м. Реже обвально-гравитационные отложения образуются в результате обрушения свода между ярусами или при отседании пластов с образованием межпластового зияния.

Рис. 2.5.11. Огипсованный песчаник (палеозаполнитель) выполняет нижнюю часть хода и боковые отвилки в пещере Валентинка.		Рис. 2.5.13. Кальцитовые натеки в пещере Сабуровская.
Фото Е.И. Гуркало		Фото А.А. Орешникова

Рис. 2.5.12. Кальцитовый покров на полу в пещере Сабуровская.

Фото А.А. Орешникова

Провально-гравитационные отложения образуются при провале сводов полостей. Толчком к их формированию чаще всего служат землетрясения. При этом образуются крупноглыбовые осыпи, часто с примесью поверхностных четвертичных отложений. В осыпях встречаются стволы деревьев. Этот тип отложений широко развит в прибортовых зонах пещер, развитых вдоль бортов крупных карстовых логов и котловин. В таких зонах пещер одна стенка хода коренная, а другая – в виде глыбовой осыпи. Мощность отложений достигает 10 м и более. Провально-гравитационные отложения широко развиты в прибортовых зонах пещер: Юбилейная, Ломоносовская, Кумичёвка, Ледяная Волна и др.

Обвальные процессы идут интенсивно и в настоящее время. Например, на входе в пещеру Победа-2 в 1990 году произошёл крупный обвал, в результате чего вход в пещеру полностью закрылся. Крупные обвалы произошли 1994 и 1996 годах на р. Сотке, в том числе на входе в пещеру Дворец Снежной Королевы, после чего вход закрылся. Обрушения отмечались на входе пещер Голубинская-2 (1989), Е-5, Братыня, Молодёжная и др. У входа в пещеру Сотка-25 имеется свежий провальный каньон.

Рис. 2.5.14. Почковидная карбонатная кора у зала Провал в пещере Конституционная.

Фото В.Н. Малкова

Рис. 2.5.15. Слаболитифицированные огипсованные глинистые образования типа кораллита в пещере Симфония.

Фото Ю.И. Николаева

Возраст гравитационных и водно-механических отложений можно определить радиоуглеродным методом по присутствующим органическим остаткам. Во время работ Кулогорского отряда (Малков, 1983) был определён возраст органических остатков из нескольких пещер. Так в пещере Ломоносовская возраст веток и хвои из современных аллювиальных отложений составил 410 лет, а в пещере Олимпийская – 200 лет. Но существуют и более древние отложения, в том числе – доледниковые палеозаполнители.

Палеозаполнители – это древние водно-механические отложения сцементированные глинисто-гипсовым цементом, так называемые палеокарстовые отложения. Они обнаружены только в четырёх пещерах.

В пещере Конституционная в зале Пирамида залегает мощный горизонт сцементированных глинисто-алевритовых и песчано-алевритовых отложений мощностью до 3 м (рис. 2.5.9). В нём встречаются обломки гипса, линзы гравия и крупнозернистого песка.

В пещере Ломоносовская в своде Центрального зала вскрывается канал, выполненный сильнолитифицированным огипсованным материалом мощностью 0,2 м, а в боковой стенке зала обнажается слаболитифицированный карбонатно-глинистый материал светло-серого цвета мощностью от 0,7 до 1,2 м.

В средней части пещеры Валентинка (Чугский спелеомассив) широко развиты слоистые тонкозернистые огипсованные песчаники мощностью до 2 м, заполняющие нижнюю часть магистрального хода (рис. 2.5.11). Ими полностью заполнена часть боковых отвилков. В пещере Е-5 имеются каналы, выполненные красноцветным заполнителем.

Эти отложения свидетельствуют о доледниковом этапе формирования пещер.

Хемогенные отложения встречаются очень редко, имеют большую научную ценность и являются своеобразным украшением пещер. Они представлены разнообразными карбонатными и гипсовыми образованиями. Относительно часто встречаются карбонатные натёчные коры, реже сталактиты и сталагмиты. Карбонатные отложения образуются в пещерах с близким залеганием карбонатных пород кулогорской свиты. Чаще всего они встречаются в каминах и колодцах верхнего яруса. Вещественный состав карбонатных натёков детально не изучался. По единичным данным шлифов в их составе преобладает кальцит, но возможны и образования арагонита. Карбонатные натёки обычно находятся в труднодоступных участках пещер и поражают разнообразием и красотой.

Натёчные карбонатные коры образуются при стекании насыщенного карбонатом раствора по стене полости. Они формируются в течение сотен и тысяч лет. Мощность кор различна: от долей мм до 0,5 м, а в длину они достигают нескольких метров. Карбонатные коры представляют собой бугристый или почковидный покров с окраской от тёмно-серого до медово-жёлтого цвета на стенах и полу пещеры. Они встречены на верхних ярусах в пещерах Конституционная (рис. 2.5.14), Кавказская, М. Пехоровская, Голубинский Провал, Высоцкого, Спелеоморье, Зеленина и др. Коры иногда встречаются в осыпях (пещера Сотка-14).

Рис. 2.5.16. Кальцитовая кора и сталактиты в зале Огромных Блоков в пещере Зеленина.

Фото В.Б. Еремеева

Рис. 2.5.17. Кальцитовые сталактиты у зала Провал (5-й ярус) в пещере Конституционная.

Фото В.Н. Малкова

В пещере Юбилейная, в 50 м ниже второго водопада, развиты массивные натечные коры, слагающие участки пола и стенки каминов. На стенах залегают почковидные агрегаты светло-коричневого и тёмно-коричневого цвета толщиной от 2 до 7 см и более. Реже встречаются натёки жёлтого цвета. На полу лежат мощные (более 0,3 м) фрагменты (в виде плит) тёмно-серого туфообразного покрова.

В пещере Б. Пехоровская в районе зала Первопроходцев карбонатные коры украшают две стены хода на отрезке длиной 10 м. В пещере Сабуровская, на втором ярусе широко развиты кальцитовые натёки (рис. 2.5.13), а на полу встречаются покровы (рис. 2.5.12).

Карбонатные сталактиты обычно небольших размеров (до 0,5 м). Они образуются вдоль трещин, подводящих раствор. Сталактиты встречены в пещерах: Сабуровская, Нижняя Сабуровская (Дань Русским Женщинам), Зеленина (рис. 2.5.16), Спелеоморье (до 10 см), Кавказская. В пещере Конституционная, у зала Провал, на верхних ярусах имеются трубчатые сталактиты длиной от 2 до 20 см (рис. 2.5.17). Отдельные сталактиты достигают длины 40-50 см.

Рис. 2.5.18. Гипсовая конкреция - "ёжик" из глин в пещере Голубинский Провал. Размер - 5 см.

Фото Е.И. Гуркало

В пещере Нижняя Сабуровская определён возраст карбонатной коры, который по сообщению С.В. Горячкина составляет 4390 ± 70 лет.

Карбонатные сталагмиты образуются реже. Они найдены в пещере Конституционная (зал Зиндан), где достигают длины 0,3 м. В пещере Гбач-7 имеются мелкие сталагмиты и натечные коры. В пещере Высоцкого в каминах верхнего яруса образовались сталагмиты, сталактиты и карбонатные туфы.

Пещерный жемчуг встречается в виде мелких округлых стяжений в лужицах воды на полу. Он не так красив, как натуральный жемчуг, но представляет большую минералогическую ценность. Пещерный жемчуг найден только в двух пещерах – Кавказская и Г6ач-7. В средней части пещеры Кавказская на полу имеются ванночки кальцитового состава, в двух из них образовался пещерный жемчуг диаметром 2-3 мм.

Карбонатный туф светло-серого цвета вскрыт в канаве на глубине 2-2,5 м в пещере Голубинский Провал. Он залегает в виде обломков и линз в карбонатной муке.

Рис. 2.5.19. Гипсовые конкреции (ёжики) сохранившиеся на своде пещеры Голубинская-1 после размыва палеонаполнителя.

Фото Е.В. Шавриной

Гипсовые образования очень редки, представлены кристаллами и конкрециями. Тонкие игольчатые кристаллы гипса длиной до 15 мм найдены в пещерах Кумичёвка (зал Геомузыка), Ленинградская (зал Большой), Нижняя Сабуровская (в лабиринте). Они очень хрупкие, и, при неосторожном обращении, можно уничтожить это творение природы. В пещере Визборовская у входа 257б на своде хода имеются мелкие щётки гипса, толщиной до 1 см. В пещере Олимпийская в зале Кристальный обнаружены значительные участки с игольчатыми кристаллами гипса длиной до 3-5 мм. В пещере Медея, в зале Микены, встречены щётки вторичного гипса. Кристаллы бесцветные шестоватого и призматического облика длиной 1,5-2,5 мм расположены в межпластовых расщелинах.

Гипсовые конкреции (ёжики) встречаются более часто. Они имеют шаровидную форму, радиально-лучистое строение и образуются в пещерных глинах. В пещере Голубинский Повал в канаве вскрыты 2 горизонта глин с радиально-лучистыми конкрециями гипса диаметром до 10-15 см (рис. 2.5.18). В кровле залегают мелкие конкреции, в подошве – крупные (рис. 2.5.2). Гипсовые конкреции также встречены в пещерах Кумичёвка (ниже зала Сводчатый), Пехоровский Провал (третий ярус восточной ветви), Карьяловский Провал (во входном колодце). Крупные конкреции гипса обнаружены в пещере Китеж на глубине 1,3 м. В пещере Голубинская-1 после размыва древнего заполнителя на своде сохранились конкреции гипса (рис. 2.5.19).

Рис. 2.5.20. Железисто-марганцевая кора (?) у водопада в пещере Голубинская-1.

Фото Е.В. Шавриной

Железисто-марганцевая кора (?) чёрного цвета образуется на доломитах в русле водотоков. Вероятно, что доломит её сорбирует. Наиболее крупная кора имеется в пещере Конституционная, в магистральном ходе центрального района. Тонкая кора (до 1-2 мм) залегает в ложе ручья, а более мощная (до 5 мм) наблюдается на террасе под рыхлыми отложениями. Аналогичная тонкая железисто-марганцевая кора (?) встречена у водопада в пещере Голубинская-1 (рис. 2.5.20).

В пещере Симфония обнаружены уникальные слаболитифицированные огипсованные глинистые образования типа кораллита (рис. 2.5.15) и отдельные выступающие глинистые коррозионные формы – "пагоды".

Вторичные образования северных пещер очень разнообразны, мало изучены и представляют широкое поле для исследований.

Водоносность пещер

Ледяные образования пинежских пещер