Hypogenic contribution to speleogenesis in a predominant epigenic karst system: A case study from the Venetian Alps, Italy

Tisato, Nicola; Sauro, Francesco; Bernasconi, Stefano M.; Bruijn, Rolf H.C.; Waele, Jo Hilaire Agnes De

doi:10.1016/j.geomorph.2012.01.025

Cited by 41 publications

(29 citation statements)

References 23 publications

(27 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Обсуждение результатов и литературный обзор Сравнение полученных результатов с литературными данными по изотопии серы во вторичном гипсе различных пещер карбонатного карста (табл. 3) показывает, что гипс Киндерлинской пещеры довольно близок к гипсу как «классических» полостей сернокислотного спелеоге-неза: Краусхёлле в Австрийских Альпах (согласно Puchelt и Blum (1989) -цитата по [17]), пещеры долины Черна в Румынии [18], Фразасси в Цен-тральной Италии [16], так и к гипсу, полученному путем окисления суль-фидов во вмещающих породах для пещер, имеющих преимущественно эпигенное происхождение − таких, как Кастлегард в Канаде [19] и Бузу дела Рана-Писатела в Италии [20]. Тем самым можно исключить отложе-ние гипса в Киндерлинской пещере с прямым участием сульфатов мор-ского происхождения, имеющих более тяжелый изотопный состав серы.…”

Section: в ведение в проблематикуunclassified

“…В пещерах, имеющих преимущест-венно эпигенное происхождение (формирующихся при растворении метеорными водами с угольной кислотой биогенного происхождения), элементы сернокислотной коррозии могут присутствовать при окисле-нии зерен сульфидов (главным образом пирита), содержащихся во вме-щающих породах, но этому процессу обычно отводят второстепенную роль в спелеогенезе [18,19]. Однако в некоторых случаях предполагается значительная роль этого фактора (иногда называемого пирит-эффектом) в генезисе полостей и их дальнейшей эволюции [20]. Основным продук-том сернокислотного растворения и переотложения известняка является гипс -CaSO 4 × 2H 2 O. Поэтому в полостях карбонатного карста наличие гипса можно рассматривать в качестве потенциального индикатора про-цесса сернокислотного спелеогенеза.…”

unclassified

See 1 more Smart Citation

Sulfur isotopic composition of sulfur deposits in Ural karst caves

Yakovlevna¹,

Sergeevich²,

Akhmatovich³

2016

NURSMU

View full text Add to dashboard Cite

Предметом изучения является изотопный состав серы сульфатных отложений (минералов) пещер. Целью исследования является построение модели минерало-и спелеогенеза на основе изучения изотопии серы первичных и вторичных ми-неральных отложений. Отбор образцов и проб сульфатных минеральных обра-зований для исследований проводился в Кунгурской и Киндерлинской пещерах. Минералогические и изотопные исследования выполнены в Институте минера-логии УрО РАН (город Миасс). Диагностика минералов выполнена на дифракто-метре ДРОН-2.0, CuK a -излучение. Определение изотопного состава серы про-ведено на масс-спектрометре Delta Plus Advantage производства фирмы Thermo Finigan, сопряженном с элементным анализатором EA Flash1112 и интерфейсом ConFlo III. Погрешность анализа равна 0,27 ‰ CDT. Изучен изотопный состав серы вторичных сульфатных минералов, образующихся в двух пещерах Урала -Кунгурской сульфатного карста и Киндерлинской карбонатного карста. Пер-вичные хемогенно-осадочные породы (гипс и ангидрит) в Кунгурской пещере имеют изотопный состав δ 34 S от +10,09 ‰ до +12,32 ‰ CDT, что соответствует типичному составу для нижнепермских морских эвапоритов. У новообразован-ных сульфатных минералов (гипса, мирабилита) не установлено достоверного изменения изотопного состава серы по сравнению с сульфатами коренных по-род, что свидетельствует об их образовании в процессе растворения и переот-ложения первичной осадочной толщи. В Киндерлинской пещере новообразован-ные сульфатные минералы характеризуются более легким изотопным составом серы δ 34 S, варьирующим от -23,51 до -15,288 ‰ CDT. Подобный более легкий изотопный состав серы характерен для минеральных образований, являющихся продуктами бактериальной сульфатредукции. Предполагается формирование вторичного гипса из соединений органически связанной серы битумного веще-ства вмещающих известняков, которая может окисляться в кислородных условиях до сульфатов с участием сероокисляющих (тионовых) бактерий.Ключевые слова: изотопы серы; сульфаты; вторичные минеральные образования; пещеры карбонатного и сульфатного карста; сульфатредукция; сернокислотный спелеогенез; генезис минералов. В ведение в проблематикуЗанимаясь изучением минералогии спелеологических объектов [1-6], рано или поздно приходишь к необходимости решения генетических задач как в части минерало-и кристаллогенеза, так и в части спелеогенеза. Решение этих задач возможно с применени-ем методов изотопной геохимии [7][8][9], которые использовались для двух объектов (пещер) -Кунгурской сульфатного карста и Киндерлинской карбонатного карста. Изучение спелеогенеза важно не только в фунда-ментальном смысле, но и в прикладном, поскольку со спелеогенезом не-редко сопряжено формирование минеральных месторождений [10].Как известно, есть несколько агентов спелеогенеза, одним из ко-торых является серная кислота. Роль серной кислоты, образующейся за счет окисления сероводорода и сульфидных минералов, в растворении карбонатных пород хорошо известна [11,12] . Под сернокис-лотным спелеогенезом (SAS − sulfuric acid speleogenesis) обычно понимают фор...

show abstract

Section: в ведение в проблематикуunclassified

unclassified

Sulfur isotopic composition of sulfur deposits in Ural karst caves

Yakovlevna¹,

Sergeevich²,

Akhmatovich³

2016

NURSMU

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…CO 2 can dissolve in water again and increase its aggressiveness even more. Also the local oxidation of sulphides, such as pyrite, often present in carbonate sequences, can generate sulphuric acid, boosting rock dissolution (Tisato et al 2012;De Waele et al 2016).…”

Section: Hypogenic Speleogenesismentioning

confidence: 99%

Research frontiers in speleogenesis. Dominant processes, hydrogeological conditions and resulting cave patterns

Audra

Palmer

2015

View full text Add to dashboard Cite

UDC 551.435.84 Philippe Audra & Arthur N. Palmer: Research frontiers in speleogenesis. Dominant processes, hydrogeological conditions and resulting cave patterns Speleogenesis is the development of well-organized cave systems by fluids moving through fissures of a soluble rock. Epigenic caves induced by biogenic CO 2 soil production are dominant, whereas hypogenic caves resulting from uprising deep flow not directly connected to adjacent recharge areas appear to be more frequent than previously considered. The conceptual models of epigenic cave development moved from early models, through the "four-states model" involving fracture influence to explain deep loops, to the digital models demonstrating the adjustment of the main flow to the water table. The relationships with base level are complex and cave levels must be determined from the elevation of the vadose-phreatic transitions. Since flooding in the epiphreatic zone may be important, the top of the loops in the epiphreatic zone can be found significantly high above the base level. The term Paragenesis is used to describe the upward development of conduits as their lower parts fill with sediments. This process often records a general baselevel rise. Sediment influx is responsible for the regulation of long profiles by paragenesis and contributes to the evolution of profiles from looping to water table caves. Dating methods allow identification of the timing of cave level evolution. The term Ghost-rock karstification is used to describe a 2-phase process of speleogenesis, with a first phase of partial solution of rock along fractures in low gradient conditions leaving a porous matrix, the ghost-rock, then a second phase of mechanical removing of the ghost-rock mainly by turbulent flow in high gradient conditions opening the passages and forming maze caves. The first weathering phase can be related either to epigenic infiltration or to hypogenic upflow, especially in marginal areas of sedimentary basins. The vertical pattern of epigenic caves is mainly controlled by timing, geological structure, types of flow and base-level changes. We define several Izvleček UDK 551.435.84 Philippe Audra & Arthur N. Palmer: Nova področja speleogenetskih raziskav: Povezava med hidrogeološkimi razmerami, prevladujočimi procesi in tipi jam Speleogeneza je razvoj dobro (samo)organiziranih jamskih sistemov, ko podzemna voda vzdolž toka raztaplja stene razpok. Najbolj poznane so epigene jame v karbonatih, kjer je poglavitni vir kemične agresivnosti pedogeni CO 2 . Bolj pogoste, kot se je v preteklosti domnevalo, so hipogene jame, ki nastanejo z dviganjem globokega toka in niso neposredno povezane z lokalnim napajalnim območjem. Prvotni konceptualni modeli razvoja epigenih jam so se preko modela štirih stanj, ki speleogenezo pojasnjuje s frekvenco prevodnih razpok, razvili do računalniških modelov, ki pojasnijo prilagoditev glavnega toka freatični površini. Povezava jamskih sistemov s položajem erozijske baze ni enostavna, saj moramo pri interpretaciji upoštevati višino preh...

show abstract

“…Less commonly, SAS related to pyrite oxidation has been reported, first in Level Crevice Cave (Morehouse, 1968), then in Toca da Boa Vista, Brazil (Auler and Smart, 2003), and in Buso della Rana and Buso della Pisatela caves in Italy (Tisato et al, 2012). However, such a process remains questionable to account for the huge volume of the Brazilian case (Klimchouk, 2009), and for the last case in Italy it only acts locally, combining limestone solution and haloclastic effect.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%