ANNALES 7/'95 izvirno znanstveno delo UD K 552.549.74(24 Škocjanske jame) 552.54:549.74(24 labodnica) PRIMERJAVA MINERALNE SESTAVE MEHANSKIH JAMSKIH SEDIMENTOV IZ ŠKOCJANSKI H JAM, LABODNICE, PREVALE II IN MEJAM Nadja ZUPAN HAJNA mag,, inštitut za raziskovanje krasa ZR C SAZU , 6&230 Postojna, Titov trg 2, SL O MD, istituto per io studio del Carso presso il CRS ASSA, 66230 Postojna, Titov trg 2, SL O IZVLEČEK Zaradi medsebojne primerjave mineralne sestave so bile narejene rentgenske analize posameznih vzorcev mehanskih jamskih sedimentov iz Škocjanskih jam, Labodnice, Prevale II in Mejam. V teh jamah nastopajo mehanski jamski sedimenti, ki imajo izvor v flišnih kamninah. Kijučne besede: mineral, mehanski jamski sediment, izvor, fliš, Škocjanske jame, Labodnica, Prevala !!, Mejame Key Words: mineral, mechanical cave sediment, origin, flysh, Škocjanske jame, Labodnica, Prevala II, Mejame GEOLOŠKE IN HIDROLOŠKE ZNAČILNOSTI Področje okrog Škocjanskih jam pripada ozemlju Divaškega krasa in stika s flišnimi kamninami Brkinov. Najstarejše kamnine na področju Divaškega krasa so spodnjekredni bituminozni apnenci in dolomiti. Naj­večji del ozemlja pripada piastovitim turonijskim apnen­cem. To so gosti sivi apnenci z rudisti. Po starosti sledijo senonijski temnosivi mikritni apnenci z rudisti. Velik del ozemlja pripada liburnijski formaciji, ki jo delimo na spodnji del, kjer so vremske plasti zgornjemaastrich­tijske starosti; srednji del formacije so danijske kozinske plasti; vrhnji del liburnijske formacije tvorijo miliolidni apnenci thanetijske starosti (Knez, 1994). Vremske plasti sestavljajo predvsem temni drobnoplastnati, ponekod bituminozni apnenci ter premogovi skrilavci. V neka­terih horizontih so številne "hamidne školjke" iz rodu Cyropleura ter foraminifere vrste Rhapydionina liburnica in skupine mitiolid. V spodnjih delih kozinskih plasti so brečasti apnenci, v zgornjih delih pa bituminozni ap­nenci z miliolidami in haracejami. Miliolidni apnenci so temnosivi z miliolidnimi foraminiferami. Nato sledijo alveolinsko numulitni apnenci zgornjega paleocena z alveolinami in numulitinami. Alveolinski apnenci so na­vadno rjave barve, numulitni pa rjave do rumene barve in bolj plastoviti. V spodnjem eocenu so se odlagale v glavnem flišne kamnine, ponekod pa tudi še apnenci s foraminiferami. Eocenske flišne kamnine gradijo plasti glinovcev, peščenjakov, kaikarenitov, breč in konglo­meratov, ki se menjavajo v več ciklih. Flišne kamnine so v primerjavi s karbonatnimi kam­ninami, apnenci in dolomiti veliko manj vodoprepustne. Zato na njih sledimo površinske vodne tokove, ko pritečejo na stik s karbonatnimi kamninami, pa ponikajo v njih. Na stiku flišnih kamnin z Divaškim krasom ponika več voda, ki pritekajo s flišnih Brkinov. Notranjska Reka priteka z vzhoda iz Bistriške kotline in drenira porečje, ki v glavnem pripada Brkinom. Z juga proti Divaškemu krasu priteka Sušica, od zahoda pa potok Golobert. Prvi ponori Reke so takoj za stikom med eocenskim flišem in paleocenskimi apnenci, glavni ponori so pa v turonijskih apnencih. Ob nizkih vodah Reka ponika takoj, ko pri­teče na stik med flišnimi kamninami ter apnenci, in ne teče več proti glavnim ponorom v Škocjanskih jamah. Kadar vsa voda ponika le v strugi pred Škocjanskimi jamami, v Kačni jami njen tok popolnoma izgine (Mi­hevc, 1991). Podzemni tok reke Reke sledimo v Škoc­janskih jamah, nato je okrog 1,5 km neznanih kanalov, a v Kačni jami spet naletimo na njen podzemni tok. Do njenega podzemnega toka pridemo spet v jami Labod­nid. Med Kačno jamo in Labodnico je okrog 30 km razdalje (Habič et al., 1989). 117 ANNALES 7/'95 Natrija ZUPA N HAJNA ; PRIMERJAVA MINERALN E SESTAVE MEHANSKI H JAMSKIH SEDIMENTO V I Z ŠKOCJANSKI H JAM 117-120 Slika 1: Lega jam: 1. Škocjanske jame, 2 - Prevala II, 3 - Mejame, 4 -Labodnica. Figure 1: The focation ofthe ca ves: 1- Škocjanske jame, 2 - Prevala II, 3 - Mejame, 4 -Labodnica. JAME IN VZORC I Jame Notranjske Reke so Škocjanske jame, Kačna jama in Labodnica. Jami Prevala il in Mejame pa ležita na področju Divaškega krasa, blizu ponorov reke Reke v Škocjanske jame. Škocjanske jame so razvite v turonij­skih, senonijskih in deino spodnjepaleocenskib apnen­cih. Prevala il in Mejame sta razviti v paleocenskih ap­nencih ter Labodnica v zgornjekrednih apnencih z rudisti. Iz jam so biii z metodo rentgenske difrakcije anali­zirani samo posamezni vzorci; za boljše rezultate bi bilo potrebno opraviti še več analiz. Za začetek je bilo za­nimivo ugotoviti, kakšne so skupne značilnosti in razlike glede mineralne sestave mehanskih jamskih sedimentov, ki imajo svoj izvor v flišnih kamninah. Analize vzorcev so bile opravljene z metodo rent­genske difrakcije, in to v takih razmerah, da pridejo do izraza glavni odboji slabše zastopanih mineralov. Od­stotki so relativni, podani glede na višino glavnih od­bojev mineralov, in so samo primerjalni. Plagioklazi v vzorcih niso opredeljeni, ker njihovi glavni odboji v glavnem niso lepo izraženi. Tudi prisotnost mineralov, ki jih najdemo v sledovih, ni popolnoma zanesljiva, ker se njihovi odboji prekrivajo z drugimi, količinsko bolj pogostnimi minerali iz vzorca. Škocjanske jame Skupna dolžina rovov Škocjanskih jam meri okrog 6 km. Višje ležeči rovi so suhi, nižje ležeči so vodni rovi. Stare sedimente iz zasutih rovov je obdelal Gospodaric (1984), recentne sedimente pa Kranjc (1986). V Černigojevi dvorani je R. Gospodaric opisal naha­jališče fosilnih roženčevih, flišnih in apnenčevih prod­nikov. V drugih delih jam so ohranjeni ilovnati peski in Slika 2: Poplavna ilovica iz Martelove dvorane K - kremen 80%, PL - plagioklazi 12%, Ca - kalcit 2%, IL - Ulit 2%, Ka - kaolinit 2%, KL - klorit 2%, Mo ­montmorillonit v sledeh. Mi - mikroklin, G - goethit, R ­rogovaCa. Figure 2: Flood ham ofMartel chamber K - quartz 80%, PL - plagiodase 12%, Ca - calcite 2%, IL - Ulite 2%, Ka- kaolinite 2%, KL - chlorite 2 %, Mo ­montmorillonite in traces. Mi - microcline, G - goethite, R -hornblende. ilovice. Obarvane ilovice imajo ne glede na starost do 10% karbonatnih sestavin. Njihove značilnosti, barva in lega kažejo na izvor iz flišne preperine. Eiecentne na­nose proda je obdelal A. Kranjc, ki ugotavlja, da v vhodnem delu jam prevladujejo prodniki iz flišnih peščenjakov, na koncu jam, pred sifonom, pa prodniki iz apnenca. Flišni prodniki se med transportom skozi podzemne kanale zdrobijo v pesek. Poplavna ilovica iz Martelove dvorane V dnu Martelove dvorane je veliko proda, podomih skal in poplavne ilovice. V vzorcu poplavne ilovice je 80% kremena, 12% plagioklazov, po 2% illita, kao­linita, klorita in kalcita (Slika 2). Montmorillonit je pri­soten v sledeh. Labodnica Labodnica (Mihevc, 1991) je globoka 329 m in je sestavljena 12 dveh različnih delov. V vhodnem delu je niz brezen, v spodnjem delu, kjer pridemo do podzem­nega toka reke Reke, pa je večja dvorana. Spodnji del jame je ob visokih vodah zalit do višine 92 m. V dnu jame sta med podornimi skalami odložena flišna ilovica in pesek. Mineraloške anaiize gline iz Labodnice so delali tudi Chiaramonti-Coimin & Bussani (1973). Njihovi rezultati se razlikujejo od tukaj objavljenih predvsem v količini posameznih mineralov v vzorcih. Do teh razlik pride, ker so po zrnavosti različne plasti odložene ob različnih hidroloških razmerah, V glinah prevladujejo glineni mi­nerali, v bolj meljastih pa kremen, in zaradi tega pride do razlik v sestavi posameznih vzorcev. Vzorec poplavne ilovice Poplavna ilovica iz Labodnice vsebuje 90% kre­ 118 ANNALES 7/'95 Natij a ZUPA N HAjNA : PRIMERJAVA MINERALN E SESTAVE MEHANSKI H JAMSKIH SEDIMENT O V I Z ŠKOCJANSKI H JAM, ..„ H 7-120 Slika 3: Poplavna ilovica iz Labodnice Slika 4: Ilovica iz Prevale II K - kremen 90%, PL - plagioklazi 5%, Ka- kaolinit 3%, Ca - kalcit 1%,IL- Ulit 1%, G- goetbit v sledeh. Mo ­montmorillonit, KL -klorit, Mi -mikroklin, R ­rogovača. Figure 3: Flood loam of Labodnica K - quartz 90%, PL - plagioclase 5%, Ka - kaolinite 3%, Ca - calcite 1%, IL - Ulite 1%, G - goethite in traces. Mo - montmorillonite, KL - chlorite, Mi - microcline, R ­hornblende. mena, 5% plagioklazov, 3% kaolinita po 1% pa illita in kalcita {Slika 3), Goetbit nastopa v sledovih. Jama H na Prevail To je jama v paleocenskih apnencih (Gospodarič, 1983} z vhodnim breznom globine okrog 45 m. V dnu je večja dvorana, ki se nadaljuje v dva dela. V jami ni aktivnega vodnega toka. Na dnu manjšega rova, v Žmohtnem rovu, najdemo mehanske sedimente, ki po legi in sestavi ne ustrezajo današnjim hidrološkim raz­meram, Voda, ki se je v preteklosti pretakala skozi rove, je verjetno dreniraia proti podzemni Reki, dotekala pa najverjetneje s flišnega področja okrog Dan. O tem problemu je bilo napisanih več misli in razprav, vendar to ni bilo jedro mojih raziskav. Vzorec ilovice Mastna ilovica iz Žmohtnega rova vsebuje največ kremena, 90%; illita je 9% in kaolinita 1% {Slika 4). V sledovih so prisotni plagioklazi, mikroklin in goethit. Mejame jama Mejame {Mibevc, 1989) je razvita ob ponorih potoka Goloberta. Globoka je 170 m in jo sestavlja niz stopnjastih brezen. V jamo ponika potok ob visokih vodah in v jami poplavlja dele rova pred ožinami. Ob nižjih vodah je zgornji del jame suh, voda se pojavi v srednjem delu jame in odteka proti končnemu sifonu. Odtok vode iz sifona ni znan, verjetno pa pripada povodju Reke. V aktivnih delih jame so rovi sprani; ponekod se najdeta recentni prod in pesek, ki ju v jamo prinaša s flišnega zaledja potok Golohert. Z globino se povečuje delež apnenčastih prodnikov. V sedaj neaktivnih delih K - kremen 90%, ti - illit 9%, Ka - kaolinit 1%, Mi ­mikroklin v sledeh, PL - plagioklazi v sledeh, G - goethit v sledeh. Ca - kalcit, Mo • montmorillonit, KL - klorit, R -rogovača. Figure 4: Loam of Prevala II K - quartz 90%, IL - Ulite 9%, Ka - kaolinite 1%, Mi ­microcline, G - goethit and PL - plagioclase in traces. Ca - calcite, Mo -montmorillonite, KL - chlorite, R ­hornblende. jame pa so s flišnimi prodi, peskom in ilovico zapolnjeni rovi. Me!/asti pesek V meljastem peseku iz Mejam je 75% kremena, 14% plagioklazov, 6% kaolinita, 3% illita in 2% klorita {Slika 5). V sledovih najdemo goethit in rogovačo. SKLEP V vseh analiziranih vzorcih močno prevladuje kre­men. Povsod najdemo tudi plagioklaze in glinene minerale (illit, kaolinit in montmorillonit) ter minerale kloritne skupine. Razlike so med posameznimi vzorci samo glede količine in glede prisotnosti posameznih mineralov, ki nastopajo v sledovih ali pa jih je zelo malo. Na primer v vzorcu ilovice iz Prevale II je v sledeh prisoten tudi mikroklin, ki ga v drugih vzorcih ni. Mikroklin je kalijev gfinenec, ki je tudi značilen mineral v flišnih kamninah. Prisotnost vseh naštetih mineralov se sklada z mine­rali, ki pripadajo mineralni združbi preperetih ostankov flišnih kamnin. Kalcit, ki je v vzorcih iz Martelove dvorane in Labodnice, ima svoj izvor v apnencih jam­skih sten, ki jih je voda erodirala na svoji poti. Kremena je v vzorcih največ, ker je zelo odporen na preperevanje in obrabo med transportom. Plagioklazi in kalijevi glinenci, kot je mikroklin, so tudi sestavni deli flišnih kamnin, ki pa počasi prehajajo v druge bolj ob­stojne minerale, to je v minerale glin (Zupan Hajna, 1992). Illit, eden od njih, prehaja s časom v klorit ali vermicutit, ta dva minerala pa naprej v montmorillonit V illit prehajajo tudi sljude, predvsem muskovit, ki je tudi značilen mineral v flišnih kamninah. Tudi kaolinit je pogost glineni mineral, ki ga najdemo v vzorcih jamskih sedimentov, katerih izvor je v flišnih kaminah. 119 ANNALES 7/'95 Nadj a ZUPA N HAJNA : PRIMERJAV A MINERALN E SESTAV E MEHANSKI H JAMSKI H 5ED!MENTO V t z ŠKOCJANSKI H JA M 117-1 20 Slika 5: Meljasti pesek iz Mejam K - kremen 75%, PL - plagioklazi 14 %, IL • Ulit 3%, Ka • kaolinit 6%, KL - klorit 2%, C - goethit v sledeh, R ­rogovača v sledeh. Ca • kalcit; Mo - montmorillonit, Mi -mikroklin. Figure 5; Silt sand ofMejame K - quartz 75%, PL - plagioclase 14 %, IL - illite 3%, Ka - kaolinite 6%, KL - chlorite 2%, G - goethite and R ­hornblende in traces. Ca -calcite, Mo • mont­morillonite, Mi -microcline. Naslaja pa v drugačnih fizikalnokemijskih razmerah kot ill it. Kaolinit nastaja pri preperevanju kamnin v okolju z nizko vrednostjo pH, illit pa v okolju z sredjimi vred­nostmi pH. Mineralne združbe v vseh analiziranih vzorcih so si podobne in lahko predpostavimo, da imajo izvor v pre­perelih ostankih flišnih kamnin s področja Brkinov. V vzorcih ni bilo zaslediti kakšnih značilnejših slednih mi­neralov, na primer težkih mineralov, ki bi bolj natančno določili izvor. Take, kot so na primer v jami Dimnice na zahodni strani Brkinov. V mehanskih jamskih sedi­mentih iz Dimnic so značilni težki minerali kromit, rutil, cirkon, anataz in turmalin (Zupan Hajna, 1994). Za ilovico iz jame Prevala II lahko rečemo, da v jamo ni bila prinesena s površja nad jamo in da nima izvora v netopnih ostankih apnenca, ilovica ima izvor v flišnih kamninah, v jamo pa jo je nanesel vodni tok, ki sedaj ni več aktiven. Bolj natančno izvora ne moremo opredeliti, ker pri teh začetnih analizah ni bil ugotovljen noben sledni mineral. Po prvih analizah lahko tudi rečemo, da sta si glede mineralne sestave poplavni ilovici iz Škocjanskih jam ter Labodnice zelo podobni in da je izvor obeh v flišnih kamninah. Drugih mineralov je v posameznih plasteh pač količinsko različno, odvisno od stopnje preperelosti izvornih kamnin, načina in časa transporta po jami, stopnje mehanske erozije jamskih sten in stopnje dia­geneze že odloženih jamskih sedimentov. RIASSUNTO Per effettuare una comparazione della composizione minerale sono state fatte delle analisi a i raggi x di alcuni campioni di depositi alluvionali di trasporto preievati neile grotte di San Canziano, Labodnica, Prevala II e Mejame. I depositi alluvionali di trasporto di queste grotte hanno origine nelle formazioni detriticbe di flysch. LITERATURA Chiaramonti Comin, P. & M. Bussani, 1973. Studio mineralogico delle argille di S.Canziano, dell'Abissio di Trebiciano e delle foci del Timavo (Timavo inferiore). Mondo sotterraneo, Numero unico, 37-48, Udine. Gospodarič, R., 1983. O geologiji in speleogenezi Škoc­janskih jam. Geološki zbornik, 4, 163-172, Ljubljana. Gospodaric, R., 1984. jamski sedimenti in speleogeneza Škocjanski jam. Acta carsologica, 12, 27-48, Ljubljana. Habic, P., M. Knez, J. Kogovšek, A. Kranjc, A., Mihevc, T. Slabe, S. Šebeia & N. Zupan, 1989. Škocjanske jame, Speleological Revue. Int. j. Speleol., 18/1-2, 1-42, Knez, M., 1994. Paleoekoioške značilnosti vremskib plasti v okolici Škocjanskih jam. Acta carsologica, 22, 303-347, Ljubljana. Kranjc, A., 1986. Transport rečnih sedimentov skozi kraško podzemlje na primeru Škocjanskih jam. Acta car­sologica, 14-15, 109-116, Ljubljana. Mihevc, A., 1989. Kontaktni kras pri Kačičah in ponor Mejame. Acta carsologica 18, 171-195, Ljubljana. Mihevc, A., 1991. Morfološke značilnosti ponomega kontaktnega krasa, izbrani primeri s slovenskega krasa. Magistrska naloga, 1-206, Ljubljana. Zupan Hajna, N., 1992. Mineralna sestava mehanskih sedimentov iz nekaterih delov slovenskega krasa. Acta carsologica, 21, 115-130, Ljubljana. Zupan Hajna, N., 1994, Mehanski jamski sedimenti iz Dimnic v Matarskem podolju. Annales, 4, 169-172, Koper. 120