Пещеры района Голубино-Кулогоры расположены преимущественно в обрывах долины р. Пинеги и заложены в гипсодоломитовой толще нижнепермского возраста.

Геологические наблюдения проводились в пещерах Голубинский провал, Большая Голубинская, Малая Голубинская и Кулогорская (К-1 и К-2). По результатам этих наблюдений были выяснены некоторые закономерности развития пещер этого района и описаны геологические особенности массива, в котором заложены пещеры.

Массив представлен в основном гипсами с небольшими прослоями ангидрита, доломита и красноцветных суглинков. Гипсы весьма разнообразны по своим свойствам, и в одной полости зачастую встречаются совершенно не похожие разности. В основном, это – мелкокристаллическая порода серовато-белого или белого цвета, иногда полупрозрачная. В отдельных случаях гипс крупнокристаллический или в мелкокристаллической массе встречаются крупнокристаллические вкрапления. Встречается также гипс сильно измененный, рыхлый, красноватого и розового цвета, включающий в себя прожилки селенита – волокнистого гипса.

Такой разнообразный характер гипсов можно объяснить наличием в разрезе как первичных разностей, образовавшихся в процессе осадконакопления на дне лагунного бассейна, так и вторичных, которые образовались в результате гидратации ангидрита в процессе денудации всего массива и уменьшения давления вышележащих толщ пород.

Шестоватый (волокнистый) гипс – селенит встречается обычно во вторичном, сильноизмененном гипсе, где он заполняет различные трещины по плоскостям напластования, а также в виде жилок, образовавшихся вследствие тектонических напряжений или внутриформационной складчатости в результате напряжений гидратации ангидрита. Селенит также развит по пластам красноцветных суглинков в виде ячеистых линзочек, прожилок и пропластков довольно сложной формы. Здесь он, видимо, заполняет трещины литогенеза красноцветных суглинков.

Мелкокристаллический гипс с вкраплениями крупных отдельных кристаллов, по-видимому, образуется в результате собирательной перекристаллизации мелкокристаллического гипса с помощью связанной воды гипса.

Ангидрит плотный, голубоватого цвета в массиве имеет подчиненное значение, его пласты на участках, где они вскрыты пещерами, обычно не превышают мощности 2 м.

Доломит представлен породой серого и серовато-коричневого цвета, плотный, переходящий в доломитизированный известняк. Это наиболее труднокарстующаяся разность массива и она оказывает решающее влияние на морфологию полостей района. Пласты доломита имеют мощность от 2 м до 15 см и не выдержаны как по простиранию, так и по числу.

Массив гипсов интенсивно трещиноват, причем трещины зачастую носят тектонический характер. Диаграммы трещиноватости пород, построенные по результатам замеров трещин в пещерах участков Голубино и Кулогоры, показывают четкое преобладание трещиноватости простирания 340° на обоих участках. Трещины этого направления, в отличие от других, зачастую не вертикальные, а падают под углом 75° на запад. Два описываемых участка находятся на значительном удалении друг от друга (20 км), а характер трещиноватости в них практически совпадает (рис. 4.1). Кроме такой трещиноватости, в пещерах района наблюдаются мелкие разрывные нарушения со смещением блоков до 0,5 м (рис. 4.2, а-в), четко прослеживаемые по смещенным на разных стенках полости прослоям доломита и ангидрита или по смещению пластов гипса одинаковой мощности.

Рис. 4.1. Розы трещиноватости гипсов в Голубинском (а) и Кулогорском (б) районах.

Кроме дизъюнктивных нарушений встречаются также пликативные, представляющие собой чаще всего пологие брахискладки, образовавшиеся в результате внутриформационной складчатости под действием напряжений гидратации ангидрита. Они выражаются различными элементами залегания пород на небольшом расстоянии – на различных стенах полости, в разных частях потолка залов и т.д. (рис. 4.2, г-д). Наряду с внутриформационной складчатостью встречаются складки, которые можно отнести к проявлению тектонических сил в массиве. Это – брахискладки с выраженной линейностью (рис. 4.2, е) и небольшие флексуры с амплитудой крыльев до 0,5 м.

Рис. 4.2. Особенности геологии пещер.

Зияющие трещины напластования, открывшиеся в результате складкообразования, впоследствии были выполнены волокнистым гипсом – селенитом (рис. 4.2, ж-з).

Обращает на себя внимание специфический характер трещиноватости вблизи обрывов гипсового массива. В отличие от глубинных участков, где наблюдаются преимущественно закрытые и залеченные вторичным гипсом трещины, в краевых участках массива преобладают открытые, а зачастую зияющие трещины, из которых наблюдается высыпки глинистого и галечного материала перекрывающих гипсы моренных отложений. Вблизи обрывов проявляются силы бортового отпора, которые открывают тектонические и прочие трещины массива, в результате чего последние являются наиболее благоприятными путями движения подземных вод и наиболее подвержены карстовому процессу. Значительное развитие трещин разгрузки в сульфатных породах отмечает В.С. Лукин (1965 а), связывая это с гидратацией ангидритов по вертикальным трещинам.

В целом пещеры района Голубино-Кулогоры интересны своей тесной связью с гидрологическим строением массива гипсов, в котором они заложены. Это проявляется в соответствии направления ходов направлению максимальной трещиноватости гипсов (ср. рис. 5.4, 5.7 и рис. 4.1), в зависимости формы ходов от изменения литологического состава пачки пород, в которой заложена пещера.

Пещерные ходы в основном развиваются по трещинам и разрывным нарушениям, которые являются наиболее благоприятными путями движения карстовых вод. В большинстве пещерных ходов прослеживается продольная сводовая трещина (рис. 4.2, а, и-к). Иногда по потолочной трещине наблюдается смещение пластов доломита, что свидетельствует о развитии хода по разломному нарушению (рис. 4.2, л).

Некоторые пещерные ходы промыты по сводам линейных складок. В этом случае они развиваются по трещинам разгрузки в сводах складок или по напластованию, причем на противоположных стенках хода отмечаются различные элементы залегания пород (рис. 4.2, м).

Пещерные зоны обычно образуются на сводах брахиантиклинальных поднятий или в местах пересечения двух и более систем трещин, образующих сильно раздробленную зону пород – по таким зонам развиты обвальные залы. Примером залов первого типов могут служить пещера Большая Голубинская (рис. 4.2 г, н) и ряд залов в северной части Кулогорской пещеры (рис. 4.2, е). Залы второго типа представлены в южной части Кулогорской пещеры (рис. 4.2, о), северный зал Малой Голубинской пещеры и др.

Литология вмещающей пачки пород оказывает влияние на конфигурацию стен и толока полости. Ходы, промытые в однородных гипсах, имеют простые изометрические сечения (рис. 4.3, а, з). При наличии плохокарстующихся прослоев, под которыми существует грунтовый поток, полость развивается в основном в ширину и имеет плоский потолок, представленный этим прослоем. Таков основной ход Малой Голубинской пещеры (рис. 4.2, к).

Слоистость гипса также сказывается на форме ходов и залов. В результате обрушений пластов гипса по плоскостям напластования своды полостей часто имеют плоскую форму (Голубинский провал, Кулогорская пещера).

При развитии пещеры в пачке переслаивания гипса и доломита ход приобретает сечения с ребристыми стенами, где выступы соответствуют более труднорастворимым прослоям доломита (рис. 4.2, п). Такие ходы есть в Кулогорской и Малой Голубинской пещерах.

В целом морфология пещер района Голубино-Кулогоры обнаруживает четкую зависимость от геологического строения вмещающего их массива, основными факторами которого являются тектоническая трещиноватость пород, их литологический состав и наличие пологих пликативных нарушений.

Звозский район

Оценка интенсивности