Спелеотем

Спелеотем (ˈspiːliːəθɛm др.греч: «пещерное отложение»), обычно известные как пещерные образования, являются вторичными минеральными отложениями, образованными в пещере. Спелеотемы обычно образуются в известняковых или доломитовых пещерах. Термин «спелеотем», впервые введен Муром (1952) Происходит он от греческого слова spēlaion «пещера» + théma «отложение». Определение «speleothem» в большинстве публикаций специально исключает вторичные залежи полезных ископаемых в шахтах, туннелях и на искусственных сооружениях. Хилл и Форти более кратко определили «вторичные минералы», которые создают образования в пещерах:

«Вторичный» минерал - это тот, который получен физико-химической реакцией из первичного минерала в первичной породе или обломках и/или отложен из-за уникального набора условий в пещере; то есть, среда пещеры повлияла на отложение минерала.

Происхождение и состав

Было выявлено 319 вариаций пещерных минеральных отложений. Подавляющее большинство образований - известковые, состоящие из карбоната кальция в форме кальцита или арагонита или сульфата кальция в форме гипса. Известковые образования образуются в результате реакций растворения карбоната. Дождевая вода в почвенной зоне реагирует с CO2 в почве, создавая слабокислую воду в результате реакции:

H2O + CO2 → H2CO3

По мере того, как вода с более низким pH проходит через карбонат кальция от поверхности до потолка пещеры, она растворяет основу посредством реакции:

CaCO3 + H2CO3 → Ca2 + + 2 HCO3-

Когда раствор достигает пещеры, дегазация из-за более низкой пещеры pCO2 вызывает осаждение CaCO3:

Ca2 + + 2 HCO3- → CaCO3 + H2O + CO2

Со временем в результате накопления этих осадков образуются сталагмиты, сталактиты и обтекатели, которые составляют основные категории образований.

Кальтемиты, которые встречаются на бетонных конструкциях, создаются совершенно другой химией, чем спелеотемы.

Типы и категории

Спелеотемы принимают различные формы, в зависимости от того, капает ли вода, просачивается, конденсируется, течет или стоит. Многие образования названы в честь их сходства с искусственными или природными объектами. Типы образований включают в себя:

• Слезник - это карбонат кальция в форме сталактитов или сталагмитов.
  • Сталактиты - это острые сосульки, свисающие с потолка пещеры, из которых они растут.
    • Содовая соломка - это очень тонкие, но длинные сталактиты, имеющие удлиненную цилиндрическую форму, а не обычную более коническую форму сталактитов.
    • Геликтиты - это сталактиты с центральным каналом с ветвистыми или спиральными выступами, которые, по-видимому, не поддаются гравитации.
      • Включает формы, известные как ленточные геликтиты, пилы, стержни, бабочки, руки, кудрявая картошка и «глисты».
    • Люстры представляют собой сложные кластеры потолочных украшений.
    • Ленточные сталактиты, или просто «ленты», имеют соответствующую форму.
  • Сталагмиты являются "размолотыми" аналогами сталактитов, часто тупыми насыпями.
    • Сталагмиты метлы очень высокие и тонкие
    • Сталагмиты тотемного поля также высокие и имеют форму, как их тезки
    • Колонны появляются, когда встречаются сталактиты и сталагмиты или когда сталактиты достигают дна пещеры
• Натёчный камень является пластовым материалом и обнаружен на пещерных полах и стена
  • Драпировки или шторы - это тонкие волнистые листы кальцита, свисающие вниз
    • Бекон - это драпировка с разноцветными полосами внутри листа
  • Дамбы или каменистые дуги образуются в рябь рек и образуют барьеры, которые могут содержать воду
  • Каменные водопадные образования имитируют замерзшие каскады
• Пещерные кристаллы
  • Клык собаки - это крупные кристаллы кальцита, которые часто встречаются возле сезонных бассейнов
  • Морозный узор представляет собой игольчатые наросты кальцита или арагонита
  • Лунное молоко бывает белое и сырное
  • Антодиты представляют собой похожие на цветы скопления кристаллов арагонита
  • Криогенные кристаллы кальцита представляют собой рыхлые зерна кальцита, обнаруживаемые на полах пещер, и образуются в результате разделения растворенных веществ при замерзании воды
• Спелеогены (технически отличные от спелеотемов) - это образования в пещерах, которые создаются путём удаления коренных пород, а не как вторичные отложения.
• Другие
  • Пещерный попкорн, также известный как «коралловидный» или «пещерный коралл», представляет собой небольшие неровные скопления кальцита.
  • Пещерный жемчуг - это результат того, что вода капает с высоты, заставляя маленькие «затравочные» кристаллы переворачиваться так часто, что они превращаются в почти идеальные сферы карбоната кальция.
  • Микробные маты являются колониями преимущественно сероокисляющих бактерий и имеют консистенцию «соплей» или слизи
  • Плоты кальцита представляют собой тонкие скопления кальцита, которые появляются на поверхности пещерных бассейнов.

Спелеотемы из сульфатов, карбонатов, мирабилита или опала встречаются в некоторых трубах лавы. Хотя иногда похожи на speleothems в пещерах, образованных растворением, лава сталактиты образуются путём охлаждения остаточной лавы в лавовой трубе.