Уральские пещеры

Пещера находится на левом берегу реки Ай близ пос. Первомайский, на юго-восточном крыле Улуирской синклинали, сложенной известняками и доломитами девонского периода с толщиной слоя до 400–500 м, перекрывающими бокситовый пласт. Карбонатные породы имеют редкие прослои и включения глинистых материалов и некарстующихся пород. Пласты их наклонены в среднем на 15° на восток-юго-восток у входа в пещеру и на юго-юго-восток в районе понора. Входное отверстие пещеры Шумиха находится на уровне 6 м над рекой Ай, в основании берегового склона высотой 30–40 м.

Источник питался понорами на реке Каменка, расположенными в 2 км южнее его. Он характеризовался резкими сезонными колебаниями температуры (2-10°) и расхода воды (10-103 л/с). Последний составлял лишь 40–50 % от расхода воды в понорах, остальное падало на донную разгрузку в реке Ай или на разгрузку в находящийся ниже бокситовый рудник. Быстрое движение вод на участке понор — источник Шумиха (от 1 до 20 км/сут) вело к тому, что общая минерализация воды в подземной реке увеличивалась от 90 мг/л на входе до 150 мг/л на выходе при расходе 600 л/с (на август 1959 г.). Ее предельная минерализация была значительно ниже минерализации постоянных источников инфильтрационного питания в этом районе (400–500 мг/л). Это свидетельствует о сохранении коррозионной активности вод подземной реки на всем ее протяжении.

Вход в пещеру, обращенный на северо-запад, представляет собой арку шириной 5 и высотой 2 м. От входа следует короткий спуск вниз на 3 м, и далее полость почти горизонтальным зигзагообразным коридором простирается на 60 м на юго-восток. Форма поперечных сечений здесь — неправильный прямоугольник размерами около 6X3 м. Дно коридора покрыто обвально-глыбовыми отложениями. В настоящее время летом здесь сохраняются ледяные натечные образования. В 60 м от входа находится грот размерами 20X20X20 м, почти (весь заполненный крупными глыбами. Продвигаться по нему приходится, проползая по узким щелям между ними. Зигзагообразный коридор продолжается на юго-восток и затем на запад. В 305 м от входа находится небольшой наклонный покрытый глиной грот. До этого участка полость практически горизонтальна, покрыта глыбами и глиной. Южнее грота, начинается наклонная часть полости. Вниз под углом 10–20° продолжается прямой коридор шириной 4–6 м и высотой 2–4 м. В конце его из правой стены на уровне 1,5 м над полом выбивает ручей с расходом воды 3–5 м/с, который исчезает в 75 м ниже в слое песка, смыкающегося здесь с понижающимся входом. Эта точка находится в 55 м ниже уровня входа, а удаление ее от него по прямой — 400 м.

Поперечные сечения галереи на ее наклонной части имеют форму либо арки (на участке 390–320 м от входа), либо почти правильного прямоугольника (260–390 м от входа). Последнее связано с тем, что потолок на этом участке полости сложен из плохо растворимой черной породы. На стенах и сводах наклонной части пещеры везде имеется "ребристый рельеф" — густая сеть эллипсообразных лунок, напоминающих в миниатюре барханный рельеф пустыни. Из стен торчат небольшие сферические темные образования, напоминающие розы. Реже встречаются остатки колоний организмов, имеющих вид клубка змей. Повсеместно со свода и стен свисают образованные потоком острые гребни неправильной формы.

На дне наклонного участка пещеры имеется слой песчано-глинистых отложений. В дальней части мощность его не менее 7–8 м; слой отложений здесь вскрыт двумя разрезами, приуроченными к местам капели со свода. Продольный профиль слоя песчано-глинистых отложений, а также свод пещеры имеют четко выраженные волнистые барханоподобные очертания, причем свод полости как бы копирует очертания поверхностного слоя отложений. Это наводит на мысль, что отложение песка и глины из потока на восходщем участке пещеры привело к необычному образованию галереи.

Обычно в полостях речного типа коррозионно-эрозионное расширение галерей сопровождается уходом потока вниз, в результате в каждом поперечном сечении галереи более древними являются верхние ее участки и более молодыми — нижние. Участки полостей речного типа с напорными водотоками, не дающими отложений, имеют округлые сечения. Все точки на окружности такого сечения разновозрастны. В отличие от двух этих случаев в пещере Шумиха более молодыми являются сводовые участки, так как дно пещеры защищает от коррозии слой осевших из напорного потока частиц песка. Уменьшается сечение пещеры — увеличивается скорость потока, а значит, и скорость коррозии и эрозии свода.

Анализ размера частиц песчаных отложений из дальней части пещеры по методу Р. Буркхарда (10) показал, что расходы воды в подземкой реке составляли 0,6–6,0 м³/с, а линейные скорости в ней были в пределах 0,05-0,5 м/с, илн 8,6-43 км/сут. Эти результаты в общем хорошо согласуются с непосредственными гидрологическими наблюдениями Б. Ф. Перевозчикова, изучившего источник Шумиха (23).