КАРАКТЕРИСТИКИ НА ХИПОГЕНАTA КАРСТИФИКАЦИЈА И ПОЈАВА НА ХИПОГЕН КАРСТ ВО РЕПУБЛИКА МАКЕДОНИЈА

Transcription

1 Географски разгледи (47) (2013) 11 УДК: (497.7) КАРАКТЕРИСТИКИ НА ХИПОГЕНАTA КАРСТИФИКАЦИЈА И ПОЈАВА НА ХИПОГЕН КАРСТ ВО РЕПУБЛИКА МАКЕДОНИЈА Марјан ТЕМОВСКИ СК Златоврв Прилеп; ИЗВОД Овој труд има за целда ѝ го претстави на македонската карстологија концептот на хипогена спелеогенеза, а истовремено и да даде некои прелиминарни податоци за појавата на хипоген карст во Република Македонија. Во првиот дел на трудот е прикажан ажуриран краток преглед на: дефиниции, концепти, процеси и механизми поврзани со хипогената карстификација, додека во вториот дел се презентирани некои резултати за распространетоста и карактеристиките на хипогениот карст во Република Македонија. Главен фокус е даден на хипогениот карст во Мариово, каде што, во последно време, се вршени подетаљни проучувања на хипогената спелеогенеза, презентирајќи ги хипогените појави, кои, тука, се резултат на зголемен геотермален градиент. Тој е поврзан со вулканизмот на Кожуф/Козјак, како и со одредени комбинации со други процеси (сулфурична спелеогенеза, фантомска спелеогенеза) како резултат на локални литолошки и геолошки прилики. Појавата на хипоген карст е дискутирана и на примерите на Катлановска Бања и на бањата Бањиште, каде што хипогената спелеогенеза е, исто така, поврзана со хидротермална корозија. Клучни зборови: хипоген карст, хипогена спелеогенеза, хипогени пештери. ABSTRACT This paper aims to present the hypogenic speleogenesis concept to the Macedonian karstology, and also give some preliminary data on the occurrence of hypogenic karst in Republic of Macedonia. Therefore in the first part of the paper, an up-to-date short review is given on the definitions, concepts, processes and mechanisms involved in hypogenic karstification, while in the second part some results are presented on the distribution and characteristics of hypogenic karst in Republic of Macedonia. Main focus is on hypogenic karst in Mariovo, where more detailed research on hypogenic speleogenesis was done lately, presenting the main

2 12 Темовски М.: Карактеристики на хипогената карстификација и појава на... hypogenic features. Hypogenic karst in Mariovo is a result of hydrothermal speleogenesis due to increased geothermal gradient connected to the Kožuf/Kozjak volcanic centers, with some combination with other processes, such as ghost-rock weathering (phantom speleogenesis) and sulfuric acid speleogenesis, due to local lithological and geological control. Occurrence of hypogenic karst is discussed also on the examples of KatlanovskaBanja and Banjište, where hypogenic speleogenesis is also due to hydrothermal dissolution. Keywords: hypogenic karst, hypogenic speleogenesis, hypogenic caves. ВОВЕД Предмет на овој труд е хипогената спелеогенеза (карстификација), која, на територијата на Република Македонија, еподетаљнопроучувана последните неколку години.иако се регистрирани некои појави поврзани со овој тип на карстификација и порано, тиене се разгледувани како дел од посебен систем на карстификацијаповрзан со процеси во длабочина, спротивно од епигената спелеогенеза, која,пак,ерезултат на процеси што се одвиваат во поплитките слоеви на Земјината кора. Со оглед на тоа што овој тип на карстификација и на специфичните процеси, форми и седименти поврзани со неа, не се обработувани во македонската карстолошка наука, најпрво ќе биде даден краток осврт на концептот на хипогена карстификација, по што ќе бидат презентирани некои резултати за појавата на хипогениот карст на територијата на Република Македонија. КАРСТ, ЕПИГЕНА И ХИПОГЕНА СПЕЛЕОГЕНЕЗА ДЕФИНИЦИЈА И КАРАКТЕРИСТИКИ Карст е посебен терен формиран врз силно растворливи и испукани карпи, што резултира со развој на посебни релјефни форми (карстни релјефни форми; пр.: карстни полиња, вртачи, пештери и др.) и подземна (карстна) хидрографија (Темовски, 2012). Карстот ееволутивен систем како резултат на прогресивното растворање на карстните карпи преку подземната циркулација на водата, при што пештерите претставуваат истовремено продукт (резултат) и носител на таа еволуција. Најголем дел од карстните системи добиваат полнење (дотек на вода, хранење) од површината, која исто така еволуира со текот на времето како резултат на растворање на карпите (хемиска ерозија корозија). Карстот може да функционира и изолирано од површинското полнење, што е особено карактеристика на хипогената карстификација.

3 Географски разгледи (47) (2013) 13 Процесот на постанок и еволуција на пештерите, како водоспроводливи структури во карстните карпи, се нарекува спелеогенеза и резултира со зголемување на првичната порозност на карпите како резултат на корозијата. Најголем дел од пештерите во светот (80% 85% според Palmer, 2007) се формирани од вода, чија корозивна агресивност кон карстните карпи е резултат на растворен CO2,по потекло од атмосферата и/или (уште позначајно) од почвата (Ford & Williams, 2007; Palmer, 1991, 2007; Audra & Palmer, 2013). Тие се издвоени како епигени пештери (епигена карстификација; епиген карст)и низ историјата на карстолошките проучувања далеку повеќе се обработувани, поради што многу често се нарекуваат уште и нормални пештери. Слика 1.Генерализиран приказ на различни ситуации на хипогена спелеогенеза во активно орогено подрачје (Klimchouk, 2013). За разлика од нив, хипогените пештери(хипогена карстификација; хипоген карст), според Palmer (1991, 2007), се пештери формирани од вода, чија корозивната агресивност (кон карстната карпа) ја добива од длабочина и каде што карстниот систем не е во врска со полнење

4 14 Темовски М.: Карактеристики на хипогената карстификација и појава на... (хранење, дотек на вода) од непосредната површина. Klimchouk (2007, 2009) подоцна усвојува хидролошки пристап кон дефинирањето на хипогената спелеогенеза, дефинирајќи ја како формирање на спроводливи структури што се зголемуваат како резултат на корозија од вода, која ја полни карстната зона одоздола, независно од полнењето од непосредната повлатна површина. Во хиерархиската поставеност на хидрогеолошките системи (Tóth, 1999), Klimchouk (2007) го поврзува хипогениот карст со режимот на празнење (дренирање) во регионални и интермедијарни протечни системи, додека епигениот карст претежно е врзан за локални системи на протек на подземни води (сл. 1). Хипогената спелеогенеза, историски гледано, е далеку помалку проучувана од епигената спелеогенеза, меѓутоа последните децении добива сè поголемо внимание (Klimchouk, 2007, 2009, 2013; Palmer, 2011). Дефинирањето на хипогената спелеогенеза од стриктно геохемиски или хидролошки аспект е сè уште предмет на научна дебата (Palmer, 2011; Bella &Bosak, 2012; Klimchouk, 2013), при што Dublyansky (2014) укажува на потребата од дефиниција на хипогената карстификација, која ги вклучува и двата пристапи (дефинирачки карактеристики): - доминантен извор на агресивност на карстната вода со длабоко потекло, независно од карактеристиките на средината на повлатната или непосредната површина; и - полнење на растворливата карпеста формација одоздола, независно од полнењето од повлатната или непосредната површина. За разлика од епигената спелеогенеза, каде што агресивноста на водата кон карстната карпа во најголем дел е резултат на растворен CO 2, агресивноста на водата при хипогената спелеогенеза, покрај поради присуството на растворен CO 2, може да биде резултат на различни процеси и механизми, како што се: корозија со мешање, ладење на термални води, оксидација на H 2 S, кондензивна корозија и др. Некои од овие механизми/процеси (CO 2 ; корозија со мешање) се значајни и во епигената спелеогенеза (Palmer, 2007; Ford & Williams, 2007). Две главни класи на хипогени пештери се формирани како резултат на растворање на карбонатните карпи од термални води богати со CO 2 и H 2 S (Palmer, 1991; Dublyansky, 2000). При спелеогенеза со термални води богати со CO 2, агресивноста на водата е резултат на инверзниот однос меѓу растворливоста и температурата (кај карпите со ретроградна растворливост, пр. составени од калцит). Како резултат на тоа, со издигнување на термалните води кон површината, поради ладењето, доаѓа до прогресивно зголемување на растворливоста на CaCО 3, како и до драстичен пад на растворливоста

5 Географски разгледи (47) (2013) 15 во близина на пиезиметриското ниво, поради губење на CO 2 (резултат на намалениот хидростатички притисок). Тоа доведува до издвојување на геохемиска зона на растворањево длабочина и геохемиска зона на таложење во поплитките делови на изданот (Dublyansky, 2000). Паралелно со формирањето на вода заситена со CaCО 3 (како резултат на губењето на CO 2 ), над пиезиметриското ниво, доаѓа до концентрација на гас, што води до корозија како резултат на кондензација, т.н. кондензивна корозија (Audra et al., 2002). Слика 2. Концептуален модел на шеми на хипогени пештерски канали, според Audra et al. (2009a). Кога води, богати со H 2 S, се мешаат со поплитки води, богати со O 2, на/и во близина на пиезиметриското ниво доаѓа до формирање на H 2 SO 4 (сулфурна киселина), при што се врши забрзано растворање на карбонатните карпи. Овој процес е познат како спелеогенеза со сулфурна киселина или сулфурична спелеогенеза (Palmer, 1991; Egemeier, 1981). Овој процес е утврден како главен спелеогенетски механизам во повеќе значајни пештери во светот, како: Carlsbad Caverns и Lechuguilla во САД (Hill, 2000), Frasassi во Италија (Galdenzi & Menichetti, 1995), Cueva de Villa Luz во Мексико (Hose & Pisarowicz, 1999),

6 16 Темовски М.: Карактеристики на хипогената карстификација и појава на... Chat во Франција (Audra, 2007) и Kraushöhle во Австрија (Plan et al., 2012). Над пиезометриското ниво, H 2 S се ослободува во пештерската атмосфера и повторно се раствора во капки, кои кондензираат на пештерските ѕидови (особено на таванот, кон кој е најголем температурниот градиент). Тука H 2 S оксидира во сулфурна киселина, која ја раствора карбонатната карпа, при што се таложи гипс како заменска гипсна кора на пештерските ѕидови и на таванот. Покрај гипс, на контактот на сулфурната киселина со алуминосиликати се формираат сулфатни минерали како алунити јарозит, чија апсолутна старост може да се утврди со радиоактивни изотопи. Тоа овозможува да се утврди староста на пештерата во моментот на формирање, за разлика од вообичаените случаи со датирањето на пештерите, каде се утврдува староста на седиментот, кој се наталожил по формирањето на пештерата (Polyak&Provencio, 2001). Кај пештерите настанати со хипогена спелеогенеза можат да се издвојат некои специфични морфолошки особености. Кај пештерите формирани во фреатска средина (изданска зона; кога пештерскиот канал е целосно исполнет со вода), според организацијата на пештерските канали, можат да се издвојат хипогени пештерски шеми (макроформи) како (сл. 2): изолирани геоди, длабоки фреатски вертикални (шахтести) канали, 2Д и 3Д лавиринтски пештери и др. (Audra et al., 2009а). Како резултат на издигнувачкиот протек се формираат карактеристични мезоформи, дефинирани од Klimchouk (2007) како морфолошки пакет на издигнувачки протек (morphological suitе of rising flow), кои се состојат од: доводни канали (feeders), издигнувачки ѕидни и тавански полуцефчести канали (rising wall and ceiling half-tube channels), корозивни џебови (solution pockets) и куполи (cupolas). Во вадозната средина (надизданска зона), над пиезиметриското ниво, како резултат на кондензивната корозија, пак, можат да се формираат: изолирани сали (isolated chambers), нагорно дендритични пештери (upwardly dendritic caves), димни шахти (smoking shafts), како и помали форми како ѕидни ниши, тавански куполи, кондензивно-корозивни канали, мега-чинии, кондензивни доми и дишници (Audra et al., 2009b). Идентификацијата на фосилните хипогени пештери базирана само на морфологија може да биде несигурна, особено земајќи предвид дека одредени пештерски (мезо- и микро-) форми не се исклучиво врзани само за хипогените пештери (пр. куполи). Поради тоа, при интерпретацијата на хипогената спелеогенеза треба да се земат предвид и геолошките и геоморфолошките карактеристики на просторот. Треба да се земе предвид и односот на пештерата кон површината и дренажниот систем на карстот (шемата на пештерските канали кај хипогените пештери не соодветствува со површинскиот карст и

7 Географски разгледи (47) (2013) 17 дренажниот систем како кај епигените пештери). При идентификацијата на хипогената спелеогенеза особено значаен индикатор е присуството на секундарни минерали карактеристични за одредени процеси и механизми поврзани со хипогената спелеогнеза. Слика 3. Распространетост на хипогената карстификација во Република Македонија: 1 Мариово (a Мелница; b Подот; c Кожуф); 2 Катлановска Бања; 3 Бањиште (Крчин) ПОЈАВА НА ХИПОГЕНА КАРСТИФИКАЦИЈА ВО РЕПУБЛИКА МАКЕДОНИЈА Хипогената спелеогенеза во Република Македонија, како посебен карстен механизам, не е третирана во нашата карстолошка литература. Сепак, постанок на пештери поврзан со одредени процеси карактеристични за хипогениот карст е разгледуван претходно. Имено, термална карстификација е разгледувана на појавата на термалните води во Катлановска Бања (Jovanović, 1929, Манаковиќ и Андоновски, 1976). На западните делови од Катлановскиот (Бањски) Рид, Манаковиќ и Андоновски (1976) ја опишуваат Турската Пукнатина, регистри-

8 18 Темовски М.: Карактеристики на хипогената карстификација и појава на... рајќи карстификација како резултат на топли води и зголемена концентрација на CO2, како и можно присуство на други гасови. Пештери, чиј постанок е врзан за термална хипогена спелеогенеза се регистрирани и во околината на бањата Бањиште, Дебарско, за време на спелеолошката експедиција на DZRJ Ljubljana (Društvo za raziskovanje jam Ljubljana) во 1982, при што се регистрирани 14 спелеолошки објекти (пештери, душници и пукнатини) во кои е утврдено струење на топол воздух (20,8 33,8 C). Слика 4. Појава на хипогена карстификација во Мариово (Temovski, 2014). Подетаљни проучувања на хипогената карстификација се вршени во скоро време, при што е утврдена појава на хипогена карстификацијаво Мариовско (сл.4): на западните делови од планината Козјак (локалитети: Мелница и Подот), како и на западните падини на Кожуф Планина (Temovski, 2013a; Temovski, 2013b; Temovski et al., 2013; Temovski, 2014). Земајќи ги предвид досегашните (прелиминарни) податоци, појава на хипогена карстификација може да се забележи во три локалитети во Република Македонија (сл.3): 1) Мариово (1a: Мелница, 1b: Подот, 1c: Кожуф); 2) Катлановска Бања и 3) Бањиште, Дебарско.

9 Географски разгледи (47) (2013) 19 Хипоген карст во Мариово Хипогена карстификација во Мариово е идентификувана во три области (Temovski, 2014), од кои во две (Мелница и Подот) преку спелеолошки проучувања, додека во третата (Кожуф) хипогената карстификација е интерпретирана на основа на присуството на карстни термални извори и процесите врзани за минералното наоѓалиште Алшар (сл. 3, сл. 4). Кај областа Мелница, термална хипогена спелеогенеза е регистрирана во пештерите Провалата и Мелничка Пештера 1 и 2 (остатоци), на површината во просторот меѓу нив (локалитет Гумниште), како и термалниот Мелнички Извор (22 C), кој се наоѓа непосредно под пештерата Провалата во речното корито на р. Бутурица (сл. 5). Мелничка Пештера 1 & 2 се формирани во плеистоценски карбонатни бречи и конгломерати во близина на контактот со подинските прекамбриумски доломитски мермери и се одликуваат со субхоризонтално протегање и густа мрежа од конвективни мезоформи (куполи, џебови, сунѓереста морфологија), кои наместа се прекриени со калцитна кора (Temovski, 2014). Слика 5. Разместеност на хипогените карстни појави во околината на Мелница, Мариово (Temovski, 2014). Пештерата Провалата е најзначaјната хипогена појава во Мелничката област. Формирана е во камбриумски калцитски мермери на североисточната рамка од Мариовскиот Басен. Врз основа на морфолошките карактеристики, распространетоста и карактеристиките на пештерските седименти, утврдени се две спелеогенетски фази (сл. 6), из-

10 20 Темовски М.: Карактеристики на хипогената карстификација и појава на... двоени со целосно исполнување на пештерските канали со глинести седименти по потекло од пирокластичните седименти на Мариовскиот Басен (Temovski et al., 2013). За време на првата спелеогенетска фаза (Плиоцен Долен Плеистоцен?) доаѓа до формирање на фреатска морфологија (фреатски канали, куполи, џебови) преку растворање (корозија) на мермерите како резултат на ладењето на термални води, богати со CO 2, кои се издигнувале вдолж пукнатини. Овие фреатски канали, подоцна, поради поместувањето во поплитка фреатска средина, се прекриени со дебела калцитна кора (сл. 6: 1, 1а). Слика 6. Спелеогенетски фази во пештерата Провалата (Temovski et al., 2013). По истекувањето на Мариовското Езеро во Плеистоцен, доаѓа до всекување на р. Бутурица, најпрво во седиментите на Мариовскиот Басен, а потоа во мермерите формирајќи епигенетска долина. Како резултат на ова всекување, доаѓа до спуштање на пиезиметриското ниво и отстранување на дел од седиментите во пештерата. Во оваа (втора) спелеогенетска фаза, термалните води се збогатени со H 2 S (веројатно по потекло од јагленовите слоеви во миоценските седименти на Мариовскиот Басен), при што доаѓа до забрзана корозија, како резултат на формирањето на сулфурна киселина на / и во близина на пиезиметриското ниво (сл. 6: 2). Најголем дел од подземните форми (гипсени заменски џебови, полуцевчести канали, втора генерација на куполи,

11 Географски разгледи (47) (2013) 21 џебови и др.) за време на оваа (сулфурична) фаза се вадозни (формирани над пиезиметриското ниво), како резултат на кондензивна корозија. При контактот со глинестите седименти, сулфурната киселина формирала сулфатни минерали како: алунит, јарозит и натроалунит. Нивната апсолутна старост е утврдена со 40 Ar/ 39 Ar методата на 1,6 Ma (алунит) и 1,46 Ма (јарозит), што претставува прво утврдување на старост на пештера во Република Македонија, а истовремено и втора датирана сулфурична пештера во Европа по Kraushöhle во Австрија (Temovski et al., 2013). Слика 7. Шематски приказ на фантомската спелеогенеза во пештерата Карши Подот (Temovski, 2014). Податоците за староста на сулфатните минерали во пештерата Провалата овозможуваат утврдување на периодот на истекување на Мариовското Езеро во овој дел, меѓу: - 1,6 Ma староста на спелеогенетскиот алунит во пештерата Провалата, формиран по истекувањето на Мариовското Езеро и всекувањето на долината на р. Бутурица) и - 1,8 Ma врз основа на слоевите пепел најдени во горните делови на бигорливите варовници најмладите седименти на Мариовскиот Басен, чија старост е врзана со староста на вулканизмот утврдена на 6,5 1,8 Ma на Кожуф (Boev & Jelenković, 2012) и 4,5-1,8 Ma на Козјак (Kolios et al., 1980). Појави врзани за термална хипогена спелеогенеза во овој простор се и душниците (Ушкова Колиба и Скрка) на јужните падини на Пан-

12 22 Темовски М.: Карактеристики на хипогената карстификација и појава на... телејмон и Гола Скрка, при што во душникот Ушкова Колиба е регистрирана температура на воздухот од 21,2 C. Остатоци од хипогена пештера на површината (беставанска пештера) се утврдени и кај локалитетот Чавкарник, каде е регистрирана слична ситуација како кај првата спелеогенетска фаза во пештерата Провалата, со фреатска конвективна морфологија прекриена со калцитна кора и исполнета со глинести седименти (сл. 3). Пештерата Карши Подот се наоѓа во областа Подот, северно од Мелница во долината на Црна Река (сл. 4), формирана претежно во прекамбриумски доломитски мермери, а делумно и во плеистоценски терасни седименти и бигорливи варовници, кои ги прекриваат доломитските мермери. Пештерата се наоѓа 15 m над речното корито од десната страна на Црна Река, формирана во речната тераса Карши Подот. Слика 8. Шематски приказ на хидрогеолошките карактеристики на хипогенатата термална спелеогенеза во доломитските мермери на источната рамка на Пелагонискиот хорст-антиклинориум во Мариово (Temovski, 2014). Постанокот на пештерата Карши Подот (сл. 7) е врзан за т.н. фантомска спелеогенеза (phantomisation, ghost-rock weathering), при која доаѓа до селективна корозија (Bruxelles et al., 2009; Quinif, 1999), во случајот врз калцитните минерали во доломитските мермери, од води со слаба енергија, оставајќи in-situ алтеритен остаток од доломитски песок. Со тоа се зголемува порозноста без формирање на значителни подземни празнини. Фантомската спелеогенеза во пештерата Карши Подот е резултат на бавнодвижечки термални води, кои сè уште истекуваат низ дел од пештерата (t = 23 C), додека отстранувањето на доломитскиот песок и создавањето на подземни празнини е врзано за поплавните води на Црна Река (Temovski, 2013a; Temovski, 2014). Остатоци од фантомска спелеогенеза во доломитските мермери можат да се видат и на површината кај локалитетот Гумниште, каде што отстранувањето на доломитскиот песок е резултат на површинска ерозија. Хипогена карстификација (сл. 4) е разгледувана и во областа Кожуф (Temovski, 2014), каде што се регистрирани термални извори (То-

13 Географски разгледи (47) (2013) 23 плек, Топли Дол, Кисела Вода) на контактот на тријаските карбонатни карпи со кластични карпи (Боев и Лепиткова, 2003). Исто така, хипогена карстификација е разгледувана и на примерот на минералното наоѓалиште Алшар, каде што процесите врзани со формирањето на порозноста во карбонатните карпи, во кои подоцна се одложени минералните асоцијации, се интерпретирани од карстолошки аспект (Temovski, 2014). Имено, процесот decalcification (Percival &Radtke, 1994) е соодветен на процесот на корозија (растворање) на калцит и на доломит од карбонатните карпи, додека процесот sanding е соодветен на фантомската спелеогенеза, каде што доаѓа до растворање на ситнозрнестата калцитна врзувачка материја, оставајќи доломитски песок, при што се задржуваат примарните текстурни карактеристики (Temovski, 2014). Слика 9. Фотографија од изворот во Катлановска Бања (Vajić, 1928) со доводен канал и морфологија карактеристична за термална кондензивна корозија (ѕидни ниши, тавански полуцевчести канали). Хипогената карстификација во Мариово е резултат на зголемениот геотермален градиент поврзан со вулканизмот на Кожуф и Козјак, при што главен механизам за постанок на пештери е хидротермалната спелеогенеза, додека локално, како резултат на литолошки и на геолошки прилики, доаѓа до појава и на сулфурична спелеогенеза (пр. Провалата), како и на фантомска спелеогенеза (пр. Карши Подот).

14 24 Темовски М.: Карактеристики на хипогената карстификација и појава на... Хипоген карст во останатите делови на Република Македонија Појавата на термални извори кај Катлановска Бања е најверојатно исто така врзана за хипогена термална спелеогенеза, каде вдолж раседи, низ мермерите, се излеваат термални води со температура над 40 C. На Катлановскиот Рид, Манаковиќ & Андоновски (1976) ја опишуваат Турската Пукнатина, при што укажуваат на карстификација со термални води, кои се движат асцедентно, вдолж пукнатини кон долината на р. Пчиња. Слика 10. Разместеност на пештерите во околината на бањата Бањиште и нивните температурни карактеристики. Извор на податоци за пештерите: ДЗРЈ Љубљана (1982). Во околината на термалната бања Бањиште, на локалитетот Краста, на надморска височина над 1100 m, со спелеолошките истражувања на ДЗРЈ Љубљана (1982) се регистрирани и се истражени 14 спелеолошки објекти (пештери, душници и пукнатини), во кои е регистриранo струење на топол воздух со температура до 34 C (сл.10). Пештерите и душниците се формирани во кредни варовници, предиспонирани од пукнатини кои имаат претежно вертикално протегање, при што најдлабоката пропаст, Краста 11 (Brezno št.11 na Krasti) е длабока 51 m. При континуирани мерења, вршени врз душниците над Бањиште, се утврдени: промени на температурата од 25,4 до 33,2 C, релативна

15 Географски разгледи (47) (2013) 25 влажност на воздухот од 100%, со брзина на струење на воздухот до 13 m/s. Врз основа на динамиката на метеоролошките промени, како и количината на енергија што се ослободува од овие спелеолошки објекти, проценето е дека припаѓаат на горниот дел од карстен систем со вертикален развој, при што долниот дел се проценува да е исполнет со термална вода со температура над 60 C (Urbančič, 1985). Со оглед на позицијата во хипогениот карстен систем, како и морфолошките карактеристики (шемата на пештерски канали) овие пештери би припаѓале на т.н. димни шахти (smoking shafts, сл.2), формирани како резултат на кондензивна корозија над термален басен (Audra et al., 2009a). ЗАКЛУЧОК Хипогената спелеогенеза подразбира формирање на спроводливи структури (пештери) во карстот од вода, која ја добива агресивноста од длабочина и полнењето (хранењето) на карстната формација е одоздола независно од карактеристиките и полнењето на карстната зона од повлатната или непосредната површина. За разлика од епигената спелеогенеза, каде што корозијата (растворањето) во најголем дел е резултат на количината на растворен CO 2, постанокот на хипогените пештери може да биде резултат на повеќе процеси и механизми, како што се: корозија со мешање, ладење на термални води, оксидација на H 2 S, кондензивна корозија и др. Особено значајна класа на хипогени пештери се постанокот на пештери, како резултат на ладење на термални води богати со CO 2, како и постанокот на пештери со сулфурна киселина при оксидација на води богати со H 2 S. Овие процеси и механизми се значајни за постанокот на некои од поголемите пештери во светот, како што се Carlsbad Caverns и Lechuguilla во САД. Кај хипогените пештери, покрај заедничките морфолошки особености, кои се поврзани со издигнувачкото движење на карстните води, се среќаваат и повеќе специфични морфолошки особености, карактеристични за одредени процеси и механизми. Во однос на хиерархијата на хидрогеолошките системи, за разлика од епигените пештери, кои се карактеристични за локални системи на протек на вода, хипогените пештери се поврзани со регионални до интермедијарни протечни системи. Во Република Македонија, хипогената карстификација е подетаљно проучувана во последно време, при што хипоген карст е регистриран во Мариово, додека појава на хипогена карстификација може да се забележи и кај Катлановска Бања, како и кај бањата Бањиште, Дебарско. Во Мариово хипогената карстификација е резултат на хидротермална карстификација, како резултат на зголемениот геотермален градиент

16 26 Темовски М.: Карактеристики на хипогената карстификација и појава на... во близина на вулканските центри на Кожуф и на Козјак. Постанокот на спроводнички структури (пештери) е врзан за растворањето на карбонатните карпи, како резултат на ладење на термални води богати со CO 2. Локално, како резултат на литолошки и на геолошки особености, овој процес е придружен и со сулфурична спелеогенеза, како резултат на оксидација на води богати со H 2 S (пр. пештерата Провалата). Во доломитите и доломитските мермери е регистрирана и фантомска спелеогенеза, каде што доаѓа до селективна корозија, при што се раствораат калцитските минерали, а доломитските минерали остануваат како остаток in-situ од доломитски песок. Со оглед на динамичниот геолошки развој, како и почетната фаза во проучувањето на хипогената карстификација во Р Македонија, може да се очекува хипогената карстификација да има далеку поголема распространетост и значење во еволуцијата на карстот на територијата на Р Македонија. ЛИТЕРАТУРА Audra P. (2007): Karst et spéléogenèse épigènes, hypogènes, recherches appliquées et valorisation (Epigene and hypogene karst and speleogenesis. Operative research and valorization). Habilitation Thesis, University of Nice Sophia-Antipolis, 278 pp. Audra P., Bigot J.-Y., Mocochain L. (2002): Hypogenic caves in Provence (France). Specific features and sediments. Acta Carsologica, 31 (3), Audra P., Mocochain L., Bigot J.-Y., Nobecourt J.-C. (2009a): Hypogene cave patterns. In: Klimchouk A. and Ford D.C. (Eds.). Hypogene Speleogenesis and Karst Hydrogeology of Artesian Basins. Ukrainian Institute of Speleology and Karstology, Simferopol, Special Paper 1, Audra P., Mocochain L., Bigot J.-Y., Nobecourt J.-C.(2009b): Morphological indicators of speleogenesis: hypogenic speleogens. In: Klimchouk A. and Ford D.C. (Eds.). Hypogene Speleogenesis and Karst Hydrogeology of Artesian Basins. Ukrainian Institute of Speleology and Karstology, Simferopol, Special Paper 1, Audra P., Palmer A.N. (2013): The Vertical Dimension of Karst: Controls of Vertical Cave Pattern. In: John F. Shroder, (Ed): Treatise on Geomorphology, Volume 6: Karst Geomorphology, Academic Press, San Diego, Bella P., Bosák P. (2012): Speleogenesis along deep regional faults by ascending waters: case studies from Slovakia and Czech Republic, ActaCarsologica, 42/2-3, Boev B., Jelenković R. (2012): Allchar Deposit in Republic of Macedonia Petrology and Age Determination. In: Al-Juboury A. (Ed.): Petrology New Perspectives and Applications, InTech, БоевБ., ЛепитковаС. (2003): Геохемиски карактеристики на термоминералните води на планината Кожуф. Второ советување за геотермална енергија во Република Македонија,

17 Географски разгледи (47) (2013) 27 Bruxelles L., Wienin M. (2009): Les fantômes de roche de la mine de la Grande Vernissière (Fressac, Gard). Premières observations sur l origine de certains karsts de la bordure cévenole (The ghost rocks of the mine of La Grande Vernissière (Fressac, Gard). First observations about the origin of some karsts of the bordure cévenole). Karstologia Mémoires, 17, Dublyansky Y.V. (2000a): Dissolution of carbonates by geothermal waters. In: Klimchouk A., Ford D.C., Palmer A.N. & Dreybrodt W. (Eds). Speleogenesis: evolution of karst aquifers. Huntsville: National Speleological Society, DublyanskyY.V.(2014): Hypogene Speleogenesis Discussion of Definitions. In: A. Klimchouk, I. Sasowsky, J. Mylroie, S.A. Engel, and A.S. Engel, (Eds.): Hypogene Cave Morphologies. Karst Waters Institute Special Publication 18, Karst Waters Institute, Leesburg, Virginia, 1-3. ДЗРЈ (Društvo za raziskovanje jam) Љубљана (1982): Извештај од спелеолошките истражувања во околината на бањата Бањиште, Дебарско, Љубљана. Egemeier S.J. (1981): Cavern development by thermal waters. NSS Bulletin, 43, Ford D., Williams P. (2007): Karst hydrogeology and geomorphology. Wiley, Chichester, 576 pp. Galdenzi S., Menichetti M. (1995): Occurrence of hypogenic caves in a karst region: examples from central Italy. Environmental Geology, 26, Hill C.A. (2000): Overview of geological history of cave development in the Guadalupe Mountains, New Mexico. Journal of Cave and Karst Studies, 62(2), Hose L.D., Pisarowicz J.A. (1999): Cueva de Villa Luz, Tabasco, Mexico: reconnaissance study of an active sulfur spring cave and ecosystem. Journal of Cave and Karst Studies, 61, Jovanović P.S. (1929): Katlanovska Banja, Glasnik Skopskog Naučnog Društva, VI, Skoplje, Klimchouk A.B. (2007): Hypogene Speleogenesis: Hydrogeological and Morphogenetic Perspective. National Cave and Karst Research Institute Special Paper 1, Carlsbad, 106 pp. Klimchouk A.B. (2009): Morphogenesis of hypogenic caves. Geomorphology, 106, Klimchouk A.B. (2013): Hypogene Speleogenesis. In: John F. Shroder, (Ed): Treatise on Geomorphology, Volume 6: Karst Geomorphology, Academic Press, San Diego, Kolios N., Innocenti F., Maneti P., Poccerilo O., Guiliani O. (1980): The Pliocene Volcanism of the Voras Mts (Central Macedonia, Greece). Bulletin of Volcanology, 43(3), Манаковиќ Д., Андоновски Т. (1976): Хидро-спелеолошки испитувања на дел од Катлановскиот Рид, Географски разгледи, 14, Скопје, Palmer A.N. (1991): Origin and morphology of limestone caves. Geological Society of America Bulletin, 103 (1), Palmer A.N. (2007): Cave Geology. Cave Books, Dayton, Ohio, 454 pp. Palmer A.N. (2011): Distinction between epigenic and hypogenic maze caves, Geomorphology, 134, 9 22.

18 28 Темовски М.: Карактеристики на хипогената карстификација и појава на... Plan L., Tschegg C., De Waelle J., Spotl C. (2012): Corrosion morphology and cave wall alteration in an Alpine sulfuric acid cave (Kraushöhle, Austria). Geomorphology, , Percival J.C., Radtke, A.S. (1994): Sedimentary-rock-hosted disseminated gold mineralization in the Alsar District, Macedonia. Canad. Mineralogist 32, Polyak V.J., Provencio P. (2001): By-product materials related to H 2 S-H 2 SO 4 influenced speleogenesis of Carlsbad, Lechuguilla, and other caves of the Guadalupe Mountains, New Mexico. Journal of Caves and Karst Science, 63(1), Quinif Y. (1999): Fantômisation, cryptoaltération et altération sur roche nue, le triptyque de la karstification, Actes du colloque européen Karst 99, Темовски М. (2012): Површинска распространетост на карстните карпи во Република Македонија, Географски разгеди, 46, Temovski M. (2013a): Phantom speleogenesis in a thermal environment, 21st International Karstological School Hypogene speleogenesis, , Postojna, Slovenia. Temovski M. (2013b): Karst in Mariovo extension, characteristics and importance, Symposium with international participation Problems and perspectives of hilly-mountain areas, IX.2013, Ohrid, Temovski M. (2014): Evolution of karst in the lower part of Crna Reka river basin. PhD thesis, University of Nova Gorica, Slovenia, 330 pp. Temovski М., Audra Ph., Mihevc A., Spangenberg J., Polyak V., McIntosh W., Bigot J-Y. (2013): Hypogenic origin of Provalata Cave, Republic of Macedonia: a distinct case of successive thermal carbonic and sulfuric acid speleogenesis. International Journal of Speleology, 42 (3), Tóth J. (1999): Groundwater as a geologic agent: An overview of the cases, processes and manifestations. Hydrogeology Journal 7, Urbančič J. (1985): Debarske atmoterme, Glas Podzemlja, Interno glasilo DZRJ Ljubljana, Ljubljana, Vajić B. (1928): Mineralne i lekovite vode u južnoj Srbiji (hemiske analize), Glasnik Skopskog Naučnog Društva, IV, Skoplje,

19 Географски разгледи (47) (2013) 29 CHARACTERISTICS OF HYPOGENIC KARSTIFICATION AND OCCUR- RENCE OF HYPOGENIC KARST IN REPUBLIC OF MACEDONIA Marjan TEMOVSKI SUMMARY Hypogenic speleogenesis is a mechanism of development of solution-enlarged permeability structures (caves) in karst, by waters that gain their aggressiveness from depthand recharging the cavernous zone from below, independent of recharge from the overlaying or immediately adjacent surface. While in epigenic speleogenesis cave development is connected to waters with dissolved CO 2 coming from atmosphere or soil, development of hypogenic caves can be due to different processes and mechanisms, such as mixing corrosion (also important in epigenic speleogenesis), cooling of thermal waters, oxidation of H 2 S rich waters, condensation corrosion etc. Two important classes of hypogenic caves include cave development due to cooling of rising carbonated thermal waters and caves formed due to dissolution by sulfuric acid. These processes and mechanisms are significant in development of some of world s largest caves such as Carlsbad Caverns and Lechuguilla in USA. Hypogenic caves, beside the common morphological features connected to the rising flow of the cave-forming waters, can have some specific morphological features associated with some hypogenic processes and mechanisms. Considering the hierarchical organization of hydrogeological systems, hypogenic caves are associated with discharge regimes of regional to intermediary flow systems, while the epigenic caves are usually connected to local hydrogeological systems. In Republic of Macedonia, in recent years, more detailed research have been undertaken on hypogenic speleogenesis, registering hypogenic karst in Mariovo area, while occurrence of hypogenic karstification can be found also at KatlanovskaBanja, and Banjište. In Mariovo, hypogenic karstification is connected to hydrothermal speleogenesis due to increased geothermal gradient connected to Kožuf/Kozjak volcanism. Cave formation here is by dissolution of carbonate rocks due to cooling of carbonated thermal waters, with local lithological and geological control influencing sulfuric acid speleogenesis (as in Provalata Cave), and ghostrock weathering in dolomites and dolomitic marbles, dissolving calcite matrix and leaving in-situ dolomitic sand residue. Considering the dynamic geological evolution and the fact the research onhypogenic karstification in Republic of Macedonia is still in its starting phase, we can expect much wider occurrence, as well as bigger importance of hypogenic karstification to the general karst evolution in Republic of Macedonia.