В.И. Мартин, А.И. Смирнов, Ю.В. Соколов
ЗапУралТИСИЗ

Пещеры Башкирии

Опубликовано:
Пещеры, Пермь, 1993, с.30-59.

В соответствии с основными условиями и факторами развития карста в Башкирии разработана схема его типизации [13, 14]. Исходя из условий формирования подземных вод, выделен один тип карста, развивающийся в условиях умеренного питания подземных вод, с учетом залегания карстующихся пород и характера рельефа — три его подтипа: равнинный в горизонтально залегающих породах Предуралья, горный в сильнодислоцированных отложениях Урала и равнинный в складчато-глыбовых толщах Зауралья. По составу карстующихся пород каждый подтип делится на классы: сульфатный, сульфатно-карбонатный и карбонатный, а по степени перекрытости карстующихся пород различаются подклассы закрытого, покрытого и перекрытого карста с участками голого в составе каждого из них.

Согласно схеме районирования Урала и Предуралья [10] Башкирия расположена в пределах двух карстовых стран: Восточно-Европейской равнины и Уральской. В карстовой стране Восточно-Европейской равнины существуют карстово-спелеологические провинции: Восточно-Европейской платформы (I) и Предуральского прогиба (II), для которых характерен равнинный подтип карста, развивающийся преимущественно на основе горизонтального залегания карстующихся пород. В Уральскую карстовую страну входят провинции Западно-Уральской внешней зоны складчатости (III), Центрально-Уральского поднятия (IV) и Тагильско-Магнитогорского прогиба (V). В первых двух развит горный, а в последней — равнинный подтип карста на сильно дислоцированном субстрате. Провинции состоят из областей, выделенных по тектоническим структурам второго порядка. Исходя из состава карстующихся пород карстово-спелеологические области расчленяются на подобласти, соответствующие классам карста. Всего на территории Башкирии существует 12 карстово-спелеологичееких областей, в каждой из которых насчитывается по 1—4 подобласти. Расположение карстово-спелеологнческих провинций, областей и типов карста отражено на рис. 1, а их соподчиненность — в табл. 1.

Рис.1. Типы карста и карстово-спелеологнческое районирование Башкирии (В. И. Мартин и А. И. Смирнов).
Типы карста: А. По составу карстующихся пород: 1 — карбонатный (разреженная штриховка) — развитие карста в карбонатных пластах и прослоях среди некарстующихся толщ, 2 - преимущественно сульфатный, 3 — сульфатно-карбонатный. Б. По степени обнаженности карстующихся пород: 4, 5, 6 — преимущественно покрытый, 7 — закрытый
с участками голого вдоль склонов речных долин, 8 — преимущественно перекрытый (в основном сульфатный) с участками закрытого. Границы: карстово-спелеологических провинций (9) и областей (10), распространение поверхностных карстопроявлений (11). Индексы: 12 — карстово-спелеологических провинций (римские цифры) и областей (буквы — по тексту), 13 — возраста пород, в которых развиты карстопроявления. 14 — площади без поверхностных карстопроявлений с участками локального их развития, 15 — локальное развитие карста

Первые упоминания о пещерах Башкирии встречаются в башкирском народном эпосе. В XVIII в. в ходе академических экспедиций описаны 12 пещер. Позднее пещеры исследовались геологами, географами, археологами и другими специалистами при геологических и гидрогеологических съемках и инженерно-геологических изысканиях. С начала 60-х гг. XX в. изучением пещер занимаются спелеологические секции и отряд Башкиргеологии [3—9].

В настоящее время на территории Башкирии обнаружено 565 естественных карстовых пещер протяженностью более 10 м (всего более 600). По архивным и фондовым материалам Башкиргеологии, АП ЗапУралТИСИЗа, спелеосекций республики и сопредельных областей, а также данным опубликованных работ и других источников на 1 января 1993 г. удалось собрать необходимые достоверные сведения примерно о 500 пещерах, отвечающие требованиям кадастра [17].

Распределение пещер как по площади, так и по высоте залегания крайне неравномерное (табл. 2 и табл. 3). Основная часть пещер (около 91 %) сосредоточена в Уральской карстовой стране, значительно меньшая их часть — в карстовой стране Восточно-Европейской равнины. В горной части Башкирии и на Уфимском плато наибольшее количество пещер приурочено к абсолютным отметкам 200—400 м (табл. 3), которым соответствует наибольшая расчлененность эрозионной сетью, в том числе логами и суходолами, на склонах которых и развито большинство пещер. В равнинной части пещеры обнаружены ниже 200-метровой абсолютной отметки вне зависимости от их приуроченности к определенным геоморфологическим элементам.

В карстовой стране Восточно-Европейской равнины наибольшее количество пещер образовано в галогенных породах, значительно реже они встречаются в карбонатных. При этом независимо от литологического состава карстующихся пород более высокая плотность и густота распространения пещер отмечена в пределах Волго-Уральской антеклизы и более низкая — в Предуральском прогибе (табл. 2).

В галогенных породах пещеры развиты преимущественно в светло-серых либо белых, массивных или толстослоистых гипсах, реже — в ангидритах кунгурского яруса нижней пер ми. Они тяготеют к долинам рек, ручьев и суходолам, а входы в них располагаются, как правило, в подножьях склонов, в значительно меньшей степени — в нижней их части. Это в основном горизонтальные и наклонно-горизонтальные пещеры коридорного, реже — мешкообразного и очень редко — лабиринтового типа, развитые на уровне голоценовых и верхне-плеистоценовых речных террас. Часто в них встречаются временные или постоянные ручьи либо следы их недавней деятельности, а наиболее пониженную часть пола гипсо-ангидритовых пещер нередко занимают озера, гидравлически связанные с речными водами ближайших долин-дрен. Очень редко гипсовые пещеры приурочены к водораздельным пространствам (табл. 3). Входы в них в этом случае находятся в воронках или карстовых провалах.

В карстовой стране Восточно-Европейской равнины на территории Башкирии пещеры обнаружены в карбонатных породах Уфимского плато (область I-A, рис. 1), на Сакмаро-Бельской равнине (II-Б) и в западной части Приайской равнины (область II-А). На последней найдено три небольших (протяженность 7—12 м) пещеры, развитых в крепких брекчиевидных известняках лемазинской свиты нижней перми. Это сухие, горизонтальные, узкие и низкие пещеры коридорного типа. Одна из них (в районе с. Михайловка) уничтожена при разработке месторождения известняка. Большинство пещер Уфимского плато расположено в его южной части, а наиболее крупные из них развиты в толстослоистых или массивных органогенных известняках юрюзанской свиты сакмарского яруса нижней перми. Известные в настоящее время пещеры Уфимского плато приурочены в основном к склонам долин рек, ручьев и суходолам. Входы в них расположены на различной высоте над днищами долин-дрен, но все они развиты гипсометрически выше среднеплейстоценовых речных террас. Небольшие по размерам пещеры горизонтальные или наклонно-горизонтальные. В более крупных наблюдается отчетливо выраженная ступенчатость днищ пола, вызванная напластованием известняков. Для пещер, приуроченных к склонам суходолов, характерно наличие крутонаклонных и вертикальных колодцев и уступов. Входы в наиболее крупные пещеры Уфимского плато находятся в карстовых воронках. На Сакмаро-Бельокой равнине в известняках известна одна пещера — Табынская.

Кроме того, в карстовой стране Восточно-Европейской равнины обнаружено 5 пещер в известковых туфах [12] и один колодец в песчаниках кошелевской свиты нижней перми. Последний расположен в подножье восточного уступа Уфимского плато в районе с. Улькунды. Форма его бутылкообразная, глубина 32 м, протяженность по дну 14 м, при входном поперечнике — 5×6 м, а образован он над подземными полостями в известняках лемазинской свиты в восточном борту древней карстовой котловины [18].

В Уральской карстовой стране на территории Башкирии известные в настоящее время пещеры приурочены в большей мере к карбонатным отложениям палеозоя и верхнего протерозоя. Лишь нижняя часть пещеры Каратыш глубиной 30 м развита в песчаниках карбона. Большинство полостей образовано в нижнекаменноугольных (35 % всех пещер горной части Башкирии), верхне- (25 %) и нижнедевонских (20 %) известняках. Во всех стратиграфических подразделениях количество пещер при увеличении их протяженности убывает. Наиболее крупные пещеры как по длине, так и по объему характерны для верхнедевонских известняков, о чем свидетельствуют объемные показатели [17].

Наибольшее число пещер горной части Башкирии сосредоточено в Западно-Уральской карстово-спелеологической провинции, где основная их часть приурочена к Ашинско-Алимбетовской структуре, для которой характерна наивысшая плотность и густота пещер, а также наиболее крупные подземные полости республики. Более редкая встречаемость, низкая плотность и густота пещер карстово-спелеологической области Кизеловско-Дружининской структуры обусловлена, вероятно, меньшей степенью спелеологической изученности и неполной информацией о них.

Пещеры Западно-Уральской карстовой провинции приурочены преимущественно к известнякам нижнего карбона и верхнего девона, в меньшей степени — среднего девона, еще реже — среднекаменноугольным и очень редко — верхнекаменноугольным. Последние отличает неоднородность состава и чередование относительно легко- и труднорастворимых горизонтов. В карстово-спелеологической провинции Центрально-Уральского поднятия наибольшая встречаемость, плотность и густота пещер наблюдается в области Зилаирско-Эмбенского мегасинклинория, где основная часть пещер развита в нижнедевонских массивных, однородных и чистых по составу рифогенных известняках. В карстово-спелеологической области Башкирского мегантиклинория пещеры приурочены к крепким, часто — тонко- и среднеслоистым известнякам миньярской и катавской свит верхнего протерозоя. Значительно меньшая встречаемость, плотность и густота их здесь связана, по-видимому, с большей метаморфизованностью древних карбонатных свит верхнего протерозоя в сравнении со среднепалеозойскими известняками.

В области Зилаирско-Эмбенского мегасинклинория пещеры развиты на его северо-восточном крыле. Встречаются они здесь по одной, реже — небольшими группами, распространены относительно неравномерно, при общей тенденции к постепенному увеличению встречаемости с севера на юг. В области Западно-Уральской внешней зоны складчатости пещеры часто образуют более многочисленные группы, а размещение их имеет ярко выраженную мозаичность. Последнее связано с приуроченностью пещер к бортам (часто — восточным) и осевым частям синклинальных складок. Так, в Ашинско-Алимбетовской структуре пещеры Шульган-Таш (Капова), Ожиганова, Антонова и другие находятся на восточном борту Шульганской синклинали; Кутановские, Плутомурусов, Иргизлинская и другие — на восточном борту Иргизлинской синклинали; Максютовские, Туфового Ручья, Тугай-Чишма — на восточном борту Ташастинской синклинали; пещеры урочища Кутук-Сумган — на восточном борту и осевой части Шкайской синклинали. Значительно реже в Ашинско-Алимбетовской структуре пещеры развиты на крыльях однопорядковых антиклинальных складок, тогда как в пределах Башкирского мегантиклинория основная часть пещер приурочена к крыльям Авдырдакской антиклинали.

Для относительно однородных рифогенных нижнедевонских известняков Зилаирско-Эмбенского мегасинклинория не характерны крупные околоповерхностные карстовые полости на водораздельных пространствах, которые наиболее интенсивно развиты в слоистых известняках Ашинско-Алимбетовской структуры. Для пещер в нижнедевонских известняках не типична также и ярусность, полости шахтного типа здесь отличаются выдержанностью вертикальных стволов с горизонтальным и горизонтально-наклонным, участками — ступенчатым, продолжением на дне. Пещеры в известняках нижнего девона на склонах долин-дрен имеют значительно меньшую протяженность, чем пещеры в других стратиграфических подразделениях, а магистральные ходы их развиты преимущественно по системе региональной тектонической трещиноватости двух основных направлений: 300—330° СЗ и 40—60° СВ. В слоистых известняках карстово-спелеологических провинций Западно-Уральской внешней зоны складчатости и Башкирского мегантиклинория наряду с развитием пещерных ходов по системе региональной тектонической трещиноватости нередко наблюдается их развитие по внутрислойным трещинам и трещинам напластования. Последнее, при прочих равных условиях, предопределяет частую смену направлений магистральных ходов в слоистых известняках, ступенчатость их днищ, а нередко и ярусность.

Наиболее характерно образование пещер согласно элементам залегания пород для небольших по протяженности подземных ходов в известняках нижнего карбона северной части Ашинско-Алимбетовской структуры и верхнего протерозоя западной части Башкирского мегантиклинория, хотя эта закономерность может проявляться повсеместно в слоистых известняках.

В Уральской карстовой стране, как и в карстовой стране Восточно-Европейской равнины, подавляющая часть пещер развита в пределах склонов долин-дрен и значительно реже — в пределах водораздельных пространств (табл. 3). Независимо от принадлежности пещер к какой-либо карстово-спелеологической стране, провинции и области или к определенному стратиграфо-генетическому комплексу горных пород, часть придолинных пещер заложена по трещинам бортового отпора. Магистральные ходы их в этом случае ориентированы параллельно склонам рек и ручьев или скальным обнажениям, в которых они развиты.

Большинство придолинных пещер Уральской карстовой страны в отличие от карстовой страны Восточно-Европейской равнины расположено выше 20-метровой относительной отметки, соответствующей примерно верхнему уровню третьей надпойменной террасы среднеплейстоценового возраста. Иными словами, образование основной части их произошло, вероятно, в нижнем плейстоцене-плиоцене, а возможно, и много раньше. На древность пещер Южного Урала указывают и биоспелеологические исследования, в результате которых было установлено, что в раннем апшероне— позднем акчагыле (1,5 млн лет тому назад) здесь уже существовали многие крупные пещеры, находившиеся в то время на сухой, завершающей стадии своего развития [15, 16]. Благодаря биоспелеологическому изучению обнаружены также древние плиоценовые пещеры в Башкирском Предуралье [16], однако в галогенных породах, в отличие от карбонатных, они единичны. Основная часть гипсово-ангидритовых пещер имеет, по-видимому, верхнеплейстоценовый и голоценовый возраст, поскольку развиты они, как это было отмечено, на уровне одновозрастных речных террас.

В биоспелеологическом отношении пещеры Башкирии изучены более детально и представительно сравнительно с пещерами сопредельных территорий. Однако относительно южных регионов бывшего СССР степень изученности спелеофауны республики незначительна. В этом плане исследовано 14% пещер.

Согласно схеме биоспелеологического районирования, предложенной в 1967 г. Я.А. Берштейном и С.И. Левушкиным, территория Башкирии входит в северную широтную зону, спелеофауна которой относительно бедна и малоспецифична. Для нее не характерны троглобионтные виды животных, обитающие в настоящее время только в пещерах, хотя в целом представители подземной биоты на Южном Урале и в Предуралье довольно разнообразны. Так, биоспелеологические исследования, проведенные В.А. Книссом в 1979—1991 гг., позволили обнаружить около 60 видов беспозвоночных животных, большинство из них — обычные обитатели почвы и лесной подстилки (троглофилы). К троглобионтным же пещерах Башкирии отнесено пока только два вида животных. Это кооллёмболы P1. baschkiricus Skorikow и Sch. baschkirica Kniss. Троглоксены представлены группами животных, которые не могут существовать и размножаться в условиях подземных биотопов. Среди беспозвоночных это обычные наземные обитатели, а из позвоночных,обнаружены в основном летучие мыши. Их видовой состав изучен далеко не полно. По неуточненным данным на сегодняшний день летучие мыши отмечены примерно в 20 пещерах, подавляющая часть которых находится в горной Башкирии, во всех карстово-спелеологических провинциях и областях.

Наряду с решением целого комплекса чисто биологических вопросов изучение троглобионтной фауны дает возможность установления геологического возраста карстовых полостей. С помощью таких троглобионтов-индикаторов определено время образования части пещер Южного Урала и Предуралья [6, 16].

Пещеры находятся на различных стадиях развития. Многие пещеры в гипсах зафиксированы в воклюзовой стадии развития, и в некоторых из них сохранились постоянные ручьи (Куэшта, Ищеевская и др.); часть пещер находится в натечно-осыпной стадии (Охлебининская). В карбонатных породах Уральской карстовой страны 35 пещер имеют постоянные водотоки (Сумган, Капова, Зигзаг, 4-я Кутукская, Новомурадымовская и др.), что свидетельствует о воклюзовой стадии их развития (табл. 4). Состояние же верхних ярусов этих пещер соответствует натечно-осыпной стадии. Большинство пещер находится в натечно-осыпной стадии развития, они богаты различными натечными образованиями: кальцитовыми каскадами на стенах, сталактитами, сталагмитами, сталагнатами. В ряде пещер (Новомурадымовской, Тимировокой, Максимовича, 4-й Кутукской и др.) встречаются оолиты, пизолиты и конкреции.

Мешкообразная форма привходовой части многих пещер является одним из основных условий образования в них многолетнего льда. Ледяные пещеры отмечены как в известняках, так и в гипсах (табл. 4). Установлено, что образование и сохранение льда возможно при следующих условиях:

• как минимум 2—3 месяца в году остаются устойчивыми отрицательные температуры;
• привходовая часть пещеры имеет мешкообразную или сифонообразную форму;
• трещиноватость или закарстованность носит открытый характер;
• дно полости экранировано глинистым материалом или льдом.

1. ледяные пещеры находятся как в нижней, так и в верхней части склонов на высоте до 150 м над эрозионными врезами долин;
2. распространение ледяных образований в глубь пещер не превышает 250 м (пещера Победа), в основном же — до 50 м. Максимальная площадь пещерных ледников составляет 5000 м² (Аскинская), а в основном же — не более 1000 м². Мощность льда достигает 8,5 м.

В 70-е гг. советом по туризму было организовано плановое посещение пещер Победа и Новомурадымовской, а Капова пещера была включена как объект посещения во всесоюзный водный маршрут по р. Белой. В настоящее время экскурсии в пещеры не организуются, а Капова пещера закрыта.

В Башкирии накоплен опыт использования пещер в качестве природных лабораторий для решения различных научно-практических задач: оценки устойчивости сводов карстовых полостей и напряженности карстового массива, изучения циркуляции флюидов в переменно-гравитационном поле под влиянием лунно-приливных циклов и др. Кроме того, отдельные пещеры интересны как объекты для гражданской обороны. Была сделана попытка использовать Капову пещеру для лечения больных астмой. В результате наплыва больных с различными болезнями все натечные образования были уничтожены (растерты и съедены больными).

Основные данные о пещерах Башкирии приведены в табл. 5

ОПИСАНИЕ НАИБОЛЕЕ КРУПНЫХ ПЕЩЕР

Пещера Сумган (рис. 2) находится на плоском Бельско-Нугушском междуречье, в месте слияния суходолов Кутук и Сумган. Заложена в серых известняках визейского яруса нижнего карбона, азимут и угол падения которых соответственно 250° и 20°. Развита вдоль оси Шпанской (Кутукской) синклинали Ашинско-Алимбетовской структуры Западно-Уральской внешней зоны складчатости.

Представляет собой горизонтально-наклонную систему галерей юго-западного и юго-восточного простирания, расположенных на трех гипсометрических уровнях, соединенных шахтами. Нижний уровень (ярус) длиной около 4 км развит в основном по падению известняков.

Направление современных водотоков в пещере — с северо-востока на юго-запад. Они впадают в подземную реку (средний расход воды 0,29 м³/с), текущую на юг. Разнообразные натечные образования пещеры имеют преимущественно покровный характер. В привходовой части пещеры сохраняется ледник мощностью 3 м и площадью 600 м².

Пещера Шульган-Таш (Капова) (рис. 3) находится в подножье правого склона долины р. Белой на 6 км севернее д. Иргизлы. Заложена в серых массивных известняках визейского яруса нижнего карбона и развита вдоль оси Шульганской синклинали Ашинско-Алимбетовской структуры Западно-Уральской внешней зоны складчатости.

Представляет собой систему галерей и коридоров северо-северо-западного и северо-восточного простирания, расположенных на трех гипсометрических уровнях. На нижнем уровне протекает р. Шульган (средний расход воды 50 л/с), которая исчезает с поверхности на 2,5 км севернее пещеры. В сифонной части речки, у входа в пещеру, достигнута глубина 30 м.

Ранее пещера была богата натечными образованиями, особенно ее верхний этаж. В настоящее время они большой частью уничтожены. В 1959 г. А. В. Рюмин открыл в пещере палеолитические рисунки древнего человека, что принесло ей мировую известность [1, 2].

Пещера Киндерлинская им. 30-летия Победы (рис. 4) находится в верхней части правого склона долины р. Киндерли (левый приток р. Зилим), в ее устьевой части. Заложена в серых и темно-серых, прослоями — битуминозных, известняках верхнего девона и располагается на восточном крыле Ташастинской синклинали Ашинско-Алимбетовской структуры Западно-Уральской внешней зоны складчатости. Азимут и угол падения известняков соответственно 270° и 8°. Представляет собой наклонно-горизонтальную систему галерей и ходов северо-северо-восточного и западно-северо-западного простирания, образовавшихся на четырех гипсометрических уровнях.

Современные водотоки в пещере направлены по падению известняков — с востока на запад.

Пещера богата натечными образованиями. В привходовой части имеется ледник площадью 720 м² и мощностью до 8 м.

Ищеевская система пещер (рис. 5) находится в основании правого склона суходола, открывающегося справа в долину р. Селеук напротив с. Ищеево. Заложена в серых гипсах иренского горизонта кунгурского яруса нижней перми, бронированных известняками. Система состоит из 6 горизонтальных коридорных пещер северо-восточного и северо-северо-западного простирания, объединенных одним водотоком. Натечных образований почти нет. Отложения представлены продуктами обрушения сводов (глыбы, обломки, щебень) и аллохтонными образованиями (глина, суглинок, песок, галька).

ЛИТЕРАТУРА

1. Бадер О.Н. Каповая пещера. М.: Наука, 1965.
2. Бадер О.Н. Изучение остатков палеолита в уральских пещеpax // Пещеры. Пермь, 1965. Вып. 5 (6).
3. Вахрушев Г.В. Распространение и условия образования карстовых пещер в Башкирии // Состояние и задачи охраны природы в Башкирии. Уфа, 1960.
4. Вахрушев Г.В. Ледяные пещеры Башкирии в гипсах и ангидритах // Пещеры. Пермь, 1965. Вып. 5 (6).
5. Вахрушев Г.В. Ледяные пещеры в карбонатных породах Башкирии // Пещеры. Пермь, 1972. Вып. 12—13.
6. Книсс В.А., Смирнов А.И. Биоспелеологический критерий определения возраста пещер (на примере пещер Южного Урала, Предуралья) // Проблемы изучения, экологии и охраны пещер: Тез. докл. Всес. совещ. по спелеологии и карстоведению. Киев, 1987.
7. Кудряшов И.К. История изучения карста Башкирии / Зап. Башк. геогр. об-ва СССР. Уфа, 1960. Вып. 2.
8. Кудряшов И.К., Кудряшов А.И. Пещеры гипсового карста Башкирии // Пещеры. Пещеры в гипсах и ангидритах. Пермь, 1988.
9. Лушников Е.А. Районирование карста Башкирии // Региональное карстоведение. М.: Изд-во АН СССР, 1962.
10. Максимович Г.А. Районирование карста Урала и Приуралья // Докл. 4-го Всеурал. совещ. по физ.-геогр. и экон. геогр. районированию Урала. Пермь, 1958. Вып. 1.
11. Максимович Г.А., Костарев В.П. Карст складчатого Урала // Карст Урала и Приуралья: Матер. Всеурал. совещ. Ноябрь 1968 г. Пермь, 1968.
12. Максимович Г.А., Попов В.Г., Абдрахманов Р.Ф. и др. Условия формирования и карстовые пещеры известковых туфов Западной Башкирии // Пещеры. Пермь, 1976. Вып. 16.
13. Мартин В.И. Классификация карста Башкирии // Карст Башкирии. Уфа, 1971.
14. Мартин В.И. Карст // Гидрогеология СССР. М.: Недра. Т. 15, гл. 4.
15. Смирнов А.И., Книсс В.А. О возможности определения возраста карстовых пещер по троглобионтной фауне рода Plutomurus (Collembola) // Карстовый процесс и его прогноз. Уфа: Башк. кн. изд-во, 1980.
16. Смирнов А.И., Книсс В.А. Биоспелеологический метод определения возраста карстовых пещер (на примере пещер Южного Урала) // Геоморфология. 1986. № 1.
17. Смирнов А.И., Соколов Ю.В. Кадастр пещер горной части Башкирии (Южный Урал) и распределение их по возрасту карстующихся пород // Свет. 1992. № 2 (4).
18. Смирнов А.И. Колодцы в песчаниках на Приайской равнине // Свет. 1992. № 1 (3).