Пещера мечты. Пещера судьбы

Первой «остановкой» на нашей цепочке будет пещера, затопленная целиком. Как известно из обычной минералогии, в полостях, целиком залитых питающим раствором, могут расти либо друзы кристаллов, либо друзы расщепленных кристаллов (обычно сферолитов). Рост сферолитов вместо кристаллов может возникать либо из-за примесей в растворе (как химических, так и механических), либо из-за высокой степени пересыщения. Друзы сферолитов (или сферолитовые корки) чаще всего называют почками — потому, что аналогия во внешнем облике со свиными почками возникает сразу. Друза — агрегат характерный. Кристаллозародыши, вначале хаотично нарастающие на субстрат, при росте стесняют друг друга, и — в их соревновании «выживают» только индивиды, направленные осью наискорейшего роста перпендикулярно поверхности. Этот конкурентный механизм, сразу отметим — лишь один из многих возможных — называется геометрическим отбором.

В принципе каждый минеральный агрегат растет на фоне так или иначе организованной конкуренции между слагающими его индивидами. При этом механизмы конкурентного отбора «консервируются» в структуре и текстуре агрегата, и — позволяют очень точно «вычислить» материнскую среду роста. Потому что в этом механизме всегда отображается структура массопереноса питающей среды. Если мы видим геометрический отбор в чистом виде, без всяких выделенных направлений, тенденций к ветвлению и др., - значит, массоперенос в материнской среде организуется исключительно путем диффузии. То есть — мы имеем дело со статичным раствором.

Красиво и здорово — но не для пещер. В общем случае. Потому, что в общем случае в затопленных пещерах может расти только минерал кальцит. А кальцит — минерал хитрый. Будучи по составу карбонатом кальция, он сам по себе в воде практически не растворим, а вот если в доступности найдется углекислый газ — расклад уже другой. Карбонат в реакции с водой и углекислым газом переходит в бикарбонат, растворимость которого выше на несколько порядков. При кристаллизации происходит обратный процесс — раствор должен иметь контакт с воздухом, содержащим меньше углекислого газа, чем было при создании раствора. Тогда и только тогда начнется дегазация — и начнет расти кальцит. Разумеется, все это верно для обычных температур. Для горячих растворов все по-другому.

Осмыслим. Скорость диффузии в неподвижном растворе мала, поэтому в обычной затопленной пещере кристаллизация кальцита не может происходить глубже нескольких метров под зеркалом воды (которое обязано присутствовать) — не позволит скорость газообмена. И потому — если мы видим друзы крупных кристаллов кальцита, целиком покрывающие затопленную галерею, — можно поручиться, что они выросли из когда-то затоплявших пещеру глубинных горячих вод. И то же самое — с друзами малорастворимых минералов.

Теперь пора взять назад оговорку насчет общего случая. Прорывы гидротермальных растворов в пещеры — явление не такое уж и редкое, и в Кап-Кутане мы видим следы подобных процессов в изобилии. Выраженные в реликтах почти растворенных друз кальцита с кристаллами размером до метра и флюорита с кристаллами размером до пятнадцати сантиметров.

И — в порядке лирического отступления — можно припомнить, сколько копий было сломано (да и сейчас ломается) в спорах, не являются ли натеки в той или иной пещере термальными. Непосредственно это определить не так просто. То есть, технология замера температуры кристаллизации по газово-жидким включениям известна давно. Но — пару лет назад выяснилось, что с такими минералами, как кальцит и флюорит (с их высокой спайностью), — необходима и специальная технология подготовки препаратов, иначе анализ покажет год рождения бабушки. А просто посмотрев в лупу на механизм отбора и прикинув глубину под поверхностью — в трех четвертях случаев вопрос можно решить мгновенно и однозначно.