izvirno znanstveno delo UD K 552.1:551.44(497.12-15) 551.44(497.1215):552,1 MEHANSKI JAMSKI SEDIMENTI IZ DIMNIC V MATARSKEM PODOLJU Nadja ZUPAN HAjNA mag., inštitut za raziskovanje krasa ZR C SAZU, 66230 Postojna, Titov trg 2, SLO MD, istituto per io studio del Carso presso il CRS ASSA, 66230 Postojna, Titov trg 2, SL O IZVLEČEK V jami Dimnice, v Matarskem podolju, najdemo različne mehanske sedimente, tako avtohtone grušče v podorih kot tudi nanose alohtonih peskov in ilovic. Grušči so nastali v jami pri podiranju jamskih sten ter stropa in so zato apnenčaste sestave. Peski in ilovice so prinesen/ v jamo od drugod z vodo. Najdemo jih v sedaj neaktivnih jamskih rovih in v aktivnih vodnih rovih. Njihova mineralna sestava je takšna, da kaže na izvor mineralnih zrn iz nekraških kamnin. Tako lahko sklepamo, da je voda prinesla peske in ilovice v podzemlje Dimnic iz brkinskega fliša. MEHANSKI JAMSKI SEDIMENTI S poznavanjem sestave jamskih mehanskih sedimen­tov in njihovo razprostranjenostjo ter lego v jami lahko sklepamo na razvoj jame. Grušč, prod, pesek in ilovica odražajo različne podnebne in hidrološke razmere v jami. Mehanske jamske sedimente delimo po nastanku na avtohtone in abhtone. Prvi so nastali pri procesih razpa­danja jamskih stropov in sten, drugi so v jamo prineseni od drugod, največkrat z vodo. Podori so sestavljeni iz kamnin, v katerih je razvita jama. Sestojijo iz drobnih in večjih skalnih blokov ter drobirja. Lahko nastanejo v vhodnih delih jame zaradi mehanskega preperevanja matične kamnine, pod vpli­vom nihanja temperature, V glavnem gre za vplivzmrzo­vanja. V notranjosti jame najdemo podore navadno v večjih dvoranah, kjer so pogojeni s tektonsko porušenos­tjo kamnine. To je tam, kjer se seka več tektonsko pogojenih smeri in je kamnina razkosana na manjše in večje kose. Ti se potem porušijo v prazen prostor, ki ga je prej izoblikovala voda. Alohtoni mehanski sedimenti v jamah so ilovica, pesek, prod in puhlica, ki imajo svoj izvor zunaj jam. Puhlica kot eolski sediment navadno ne tvori posame­znih plasti, ampak je primešana gruščem v vhodnih delih jam. Ilovica, pesek in prod tvorijo posamezne plasti, ki nam odražajo različne hidrološke pogoje v jami in s tem jakost padavin v posameznih klimatskih obdobjih. Aloh­toni mehanski sedimenti imajo izvor zunaj jam in so vanje prineseni z vertikalnim prenikanjem padavinske vode ali pa s ponikalnicami. Glede na njihovo mineralno sestavo lahko sklepamo na njihov izvor. V teh sedimentih se kopičijo različni minerali. Taki, ki so najbolj odporni na transport, kot na primer kremen, imajo lahko izvor bolj daleč od jam. Karbonati pa imajo svoj izvor bolj blizu, ker bi se drugače med transportom že raztopili. Prod sestoji iz ostankov različnih izvornih kamnin, na primer iz Hišnega peščenjaka, apnenca ali dolomita. Velikost in zaobljenost posameznih prodnikov je odvisna od njihove sestave in dolžine transporta ter s tem na odpornost nanj. Peske in ilovice sestavljajo mineralna zrna in odlomki kamnin, ki izvirajo iz kamnin, od koder pesek in ilovico na kraj odlaganja prinaša. O d izvorne kamnine do peska v jami se lahko minerali izgubijo ali spremenijo. Do teh sprememb mineralne sestave pride že pri kemijskem preperevanju izvorne kamnine, pri transportu ali pa pri kasnejši diagenezi peskov v jami. Koliko mineralov in kateri se izgubijo pri transportu, je odvisno predvsem od njegove dolžine in smeri. Izvorni minerali se lahko izgubijo pri preperevanju na različne načine. Kamnine začnejo razpadati, koso izpos­tavljene drugačnim pogojem, kot so vladali ob njihovem nastanku. Preperele kamnine so idealen izvorni material za nadaljnji transport. Karbonatni minerali, na primer kalcit in dolomit, kateri gradijo kraške kamnine, so na splošno bolj topni od drugih običajnih mineralov. Ven­dar je že njihova topnostzelo različna, tako je na primer dolomit manj topen od kalcita. Nekarbonatni minerali z nekraškega ozemlja so mnogo bolj obstojni in se pona­ Nadja ZUPAN HA] NA: MEHANSKI JAMSKI SFDIMENTI IZ DIMNIC V MATARSKEM PODOI.JU, 163-172 vadi skoncentrirajo kot netopni ostanki. Kremen, ki je med takimi minerali najbolj pogost, je zelo obstojen. Njegovo preperevanje obsega zelo počasno drobljenje in topijenje v površinskih vodah. Kremen je značilen mineral v flišnih kamninah in je zato tudi najbolj pogost mineral v njegovih preperelih ostankih. Minerali, kot so glinenci, amfiboii in pirokseni, ki so tudi pogosti minerali v flišnih kamninah, so veliko manj obstojni in jih največ­krat nadomeščajo minerali glin. Zelo obstojni, glede na kemijsko in mehansko preperevanje, so tudi tako ime­novani težki minerali, ki se tudi skoncentrirajo v napla­vinah. Zanje je značilno, da imajo gostoto večjo od 2,9 g/cm3 in so velikokrat nosilci slednih prvin. Velik vpliv na minerale ima tudi različno močna mehanska erozija. Mehkejši minerali razpadejo prej kot trši ali pa so od njih bolj zaobljeni. Mnogi minerali so premehki, da bi preživeli dolg transport kot zrna v pesku, zato jih najdemo samo v ilovicah. Preperevanje običajno pospešuje toplo podnebje, večja količina površinske vode in tektonska razdroblje­nost kamnin. Preperele ostanke kamnin potem voda Slika 1: Zgornji del preiskanega profila peska in ilovice iz umetnega rova v Končni dvorani. V dnu slike prod z peskom, sledi mu plast ilovice ter peska, na vrhu je lepo viden droben pesek (foto j, Hajna). nanaša v tektonske razpoke in v kraške jame, kjer se odlagajo. Po odložitvi sotisedimenti ponovno podvrženi procesom diageneze ter je njihovo preperevanje zopet odvisno od njihove mineralne sestave. JAMA DIMNIC E Geologija Jama Dimnice je najbolj znana jama Matarskega po­dolja, ki leži med zakraselo Čičarijo in med flišnimi Brkini. Sama jama je razvita v zgornje krednih apnencih (Malečkar, F., Gospodaric, R., 1982). Po osnovni geološ­ki karti, list ilirska Bistrica {1972), najdemo v Matarskem podolju različne apnence in dolomite. Različni stratigraf­ski členi so razpotegnjenivsmeri podolja,ki ima dinarsko smer. Na jugozahodu je prvi pas spodnje in zgornje krednih apnencev ter dolomitne in apnene breče. Sledi spodnje in zgornje kredni debelokristalni dolomit ter apnenec, nato pa gosti apnenec zgornje kredne starosti. Na severovzhodnem robu Matarskega podolja najdemo palegenske apnance, dalje od njega pas kozinskega ap­nenca in nato pas foramenifemega apnenca. S tem se konča kras in pričnejo se Brkini, ki jih gradijo kamnine eocenskega fliša. Mehanski sedimenti v jami V jami Dimnice sta dve vodoravni etaži. Zgornja je fosilna, poteka na nadmorski višini 530 m in je dostopna prek dveh korozijskih brezen. Ostanki zgornjih fosilnih rovov so tudi za pritočnimi sifoni, ki so dostopni iz spodnjega vodnega rova (Morei, S., 1989), Spodnja etaža je sestavljena iz dveh sifonsko oddvojenih aktivnih vodnih rovov na nadmorski višini okoli 450 m. Skupna dolžina rovov v Dimnicah je večja od 6000 m, V suhih in vodnih delih jame najdemo prode, peske in ilovice. Ponekod najdemo prodnike zalepljene na strop, kar kaže na to, da so bili rovi v preteklosti zasuti do vrha ter jih je voda morala ponovno izprati. Posebno lepo so opazne različne naplavine v umet­nem rovu, ki je bil odkopan na levi strani Končne dvo­rane. Na nekaterih mestih na stropu in stenah je opazno, da rov poteka v belih krednih apnencih. Preiskanih je bilo več vzorcev, del profila teh naplavin je na sliki 1. V dnu profila je ilovica, sledi ji pesek mešan s pešče­njakovimi prodniki, nato droben pesek, potem plast proda in spet droben pesek. Nad tem je spet plast ilovice, sledi debelejša plast, kjer se menjavata pesek in ilovica, nato sledi pesek, na vrhu pa pesek s prodniki. Plast ilovice z dna profila je debela približno 25 cm. V ilovici si po količini sledijo naslednji minerali: prevla­duje kremen, sledita mu klorit in muskovit, zelo malo je goethifa, plagioklaza, mikrokiina in gibbsita. Pesek mešan s peščenjakovimi prodniki tvori 10 cm debelo plast. Ta vsebuje največ kremena. Muskovita in Narija ZUPAN HAfNA: MEHANSKI JAMSKI SEDIMENTI IZOiMMIC VMATARSKEM PODOUU, 169-172 kbritaje malo, še manj jegoethita, plagioklaza, rogovače in mikroklina. Posamezni flišni prodniki ležijo v 5 cm debeli plasti. Veliki so do 1 cm, vmes je peščeno vezivo. V njih prevladuje kremen, malo je muskovita in kiorita, v sle­dovih sta prisotna piagioklaz in mikroklin. Okrog 10 cm debela plast peska, ki sledi, vsebuje precej že makroskopsko opaznih črnih zrn. Tu so bili težki minerali ločeni iz vzorca pred preiskavo. Od težkihmineralov je največ arkona, sledijo turmaiin, kromit inrutil ter anataz. Zelo maio je goethita in gibbsita. Medlahkimi minerali prevladuje kremen, samo v sledovih soprisotni še muskovit, klorit, mikroklin in piagioklaz. ilovica, katere plast je debela okrog 5 cm, vsebuje največ kremena, malo kiorita, muskovita in mikroklina. Anataz, gibbsit in hematit nastopajo v sledovih. V plasti, kjer se menjavata pesek in ilovica, je bit preiskan brazdni vzorec. Vzorec vsebuje največ kreme­na, malo je kiorita in muskovita ter maio manj mikrokli­na. V sledovih so prisotni piagioklaz, goethit in gibbsit, Tudi v okrog 70 cm debelem sloju tanko plastovitega peska je bii vzet brazdni vzorec. Že pred preiskavo so bili |očen i težk j minera| i Me d njjm i j e najve č cirkot ^ p 0 količini sledijo turmalin, kromit in ruti!, najmanj je ana­taza. Od lahkih mineralov je največ kremena, nekaj je mikroklina, zelo malo je muskovita, kiorita in piagiokia­za. HHHSMi i ilgifllfi • -"C--. • .:J WEEm WEEm WmEmEEM­ •H F -, mm mam •s ­ ­ V ' fmmmr mm i^^iWiPSiiiffi- Sifilflll mmm wmMmmm PWiSI^!5B Ë WmEEm wSBIÎÎ^mEEE^ Slika 2: Fosilni prod, kije prekrit s tanko plastjo sige, ob poti pred vbodom v Puščavo. Med različno velikimi prodniki iz {lisa je nekaj drobnega peska (foto j. Hajna). Nadja ZUPAN HAjNA: MEHANSKI JAMSKI SEDIMENT! !Z DIMNiC V MATASSKÍM PODOUU, 169-172 Na začetku istega umetnega rova, v katerem je opi­sani profil, je veliko drobnega peska rumene barve. Vzorcu so bili ločeni težki minerali, od katerih je največ kromita in rutila, po količini sledita cirkon in anataz ter turmalin in goethit. Med lahkimi minerali močno prevla­duje kremen, zelo malo je muskovita in v sledovi so prisotni piagioklaz, muskovit, kaolinit, kloritter mikrok­lin. V aktivnem delu jame, v Puščavi, je bil preiskan recentni pesek. Ločeni so bili lahki in težki minerali. O d lahkih mineralov je v vzorcu daleč največ kremena, v sledovih so prisotni še klorit, muskovit, piagioklaz in mikroklin. Med težkimi minerali prevladuje cirkon, po količini sledijo turmalin, kromit in ruti! ter anataz, Mineralna sestava vseh vzorcev kaže na flišni izvor peskov in ilovic. Vzorci so različni samo po zrnavosti, kar odraža različne hidrološke pogoje v jami in s tem različne podnebne razmere zunaj jame. Taka sestava alohtonih mehanskih sedimentov v Dimnicah je pričakovana, saj vsa voda sedaj doteka v jamo iz flišnega zaledja Brkinov. To se je verjetno dogajalo tudi v preteklosti, saj sta si mineralni sestavi recentnih in fosilnih peskov zelo po­dobni. Voda v jamo priteka s ponorov na stiku med flišem in pafeocenskim apnencem pri Velikih Ločah. RIASSUNTO Nella Grotta del fumo, nella Valsecca di Casteínuovo, troviamo vari sedimenti di trasporto, siaghiaie autoctone di provenieriza dalle pareti circostanti sia sabbie e argiile alloctone di trasporto. Le ghiaie sono dovute al disfacimento delle pareti e della volta delle grotte e sono di origine calcarea. Le sabbie e le argiile sono state traspórtate dall'acqua. Le troviamo nelle gallerie inattive e in que/le laddove scorre ancora l'acqua. La loro composizione indica un'origine non carsica. Possiamo quindi concludere che le acque hanno traspórtate nel sottosuolo della Grotta del fumo sabbie e argiile asportate dagüstratí mamoso arenacei in facies di flysch della Birkinia. LITERATURA Citirana literatura Cospodarič, R. & Malečkar, F., 1982: La geologia della grotta Dimnice. V. convegno regionaie di speleologica del Friuli- Venezia Ciulia, 243-249, Trst. Morel, S., 1989: Povojna odkritja v Dimnicah. Naše jame, 31, 90-93, Ljubljana. Sikič,D., Pleničar,M. & Šparica, M., 1972: Osnovna geološka karta SFRJ, Ilirska Bistrica, 1 :100 000, Beograd. Uporabljeni viri Gospodaric, R., 1974: Fluvial ni sedimenti v Križni jami. Acta carsologica, 6, 327-366, Ljubljana. Pettijohn, F. j., Potter, P. E. & Siever, R., 1972: Sand and Sandstone. Springer- Verlag, 1-618, Berlin, Heidelberg, New York. Zupan, N,, 1990: Izvor in mineralna sestava jamskih peskov in iiovic. Magistrska naloga IZRK ZR C SAZU, 1-102, Postojna.