Пронін К.К. 1989г.

Знамениті Одеські катакомби, як відомо, здебільшого являють собою підземні каменоломні, де колись добували будівельний камінь. У них розробляли широко поширений у центральній частині Одеської області пласт вапняку-черепашнику. Тому знання геологічної будови району Одеси та прилеглої до нього території області є абсолютно необхідною умовою для грамотного вивчення лабіринту катакомб. Без елементарних знань з цього питання неможливий правильний і ефективний пошук нових невідомих каменоломень, мінних ходів, старовинних дренажних тунелів тощо. Незнання геологічних умов закладення виробок призводить до виникнення безглуздих чуток про катакомби, що заважають пошуку входів у них і створюють значні перешкоди для вивчення каменоломень. Людина, що володіє достатніми знаннями в галузі регіональної геології, легко відрізнятиме правду від вигадок, коли справа стосується збору відомостей з пошуку нових входів у невідомі підземні порожнини.

Розглянемо коротко геологічну будову місцевості в районі Одеси і найближчих її околицях. Вся ця територія розташована в зоні Причорноморської западини. На площі западини спостерігається падіння всіх порід до осі западини, тобто в бік моря. Підстава западини – так званий кристалічний фундамент – складений сірими і темно-сірими дрібнозернистими гранітами архейського віку (тобто їм приблизно 2,6 млрд. років). Ця порода розкрита свердловиною в районі Одеси (с. Мирне) на глибині 1612 м. Вище залягають різноманітні осадові породи – пісковики, глинисті сланці, вапняки, глини, конгломерати (породи, що складаються з гальок) тощо. Всі вони залягають на великих глибинах і інтересу для нас не становлять.

Ще вище залягають сарматські відкладення, представлені пісками, глинами і вапняками. Оскільки вже зазначалося, що всі відкладення Причорноморської западини залягають із нахилом у бік моря, то виходить, що сарматські відкладення в районі Одеси залягають на глибині 80-90 м (верхня межа), а на півночі області виходять на денну поверхню. Сарматські вапняки розробляються у нас в області кар’єрами і підземними каменоломнями, в них знайдено печери і навіть стародавні храми і монастирі. Вапняки (їм приблизно 10 млн. років) являють собою білі або світло-сірі щільні породи, що складаються з раковин і солітів (вапнякових кульок). Потужність вапняків (товщина) досягає 20 м. Усім відомий будівельний камінь катилей, який видобувають у Молдавії, і є сарматський вапняк. Від одеського вапняку він відрізняється, крім кольору, набагато більшою міцністю, що дає змогу (з огляду на більшу потужність пласта) розробляти його штольнями заввишки до 6-7 м і завширшки до 8 м.

Виходи сарматських вапняків на поверхню відомі на берегах Куяльницького і Хаджибейського лиманів (село Морозівка), знаходяться вони майже біля самого урізу води. У наших місцях ці вапняки не розробляють, оскільки вони перебувають на порівняно великій глибині і сильно обводнені.

Вище над сарматськими відкладеннями залягають меотичні сіро-зелені глини і піски загальною потужністю 40-55 м. Ці всім відомі глини часто зустрічаються на березі моря і лиманів у глибоких балках. Глини залягають по всій площі Одеси та її околиць. У південній частині на березі моря вони розташовані майже біля самої води, а кілометрів за 50 від міста піднімаються на висоту 50-60 м над рівнем моря, усюди вони підстилають вапняки, в яких трапляються каменоломні, а відтак є природною нижньою межею поширення катакомб.

Вони ж є водоупором, на якому скупчуються підземні води, що насичують наші вапняки і підтоплюють каменоломні.

Над глинами залягають понтичні відкладення, представлені переважно вапняками і рідше глинами та пісками. Називаються ці відкладення за назвою моря, на дні якого вони утворилися – Понтичним.

За останніми даними море це утворилося 6 млн. 550 тис. років тому. 650 тис. років хлюпалися хвилі Понтичного моря доти, доки 5,9 млн. років тому внаслідок геологічних процесів суша знову була піднята і морські води відступили. Понтичне море розташовувалося на місцевості, яку нині займають південні райони України і Чорне море. Воно було мілководним опрісненим басейном на зразок сучасного Каспійського моря. Під час свого максимального просування на північ (трансгресії, як кажуть геологи) Понтичне море покривало більшу частину Одеської області, за винятком північної її частини і невеликої ділянки в районі Ізмаїла. Північний берег моря проходить лінією, де зараз розташовані села і селища Залізничне на річці Ялпуг, Тарутине, Петропавлівка на річці Сарата, Роздільна, Ширяєве на р. Великий Куяльник, Покровка на р. Тилігул і далі на північний схід.

Фауна Понтичного моря не вирізнялися різноманітністю. Тут жили прісноводні риби, тюлені, дельфіни. Але особливо багаточисельними були модлоски. І хоча, кількість видів була не великою, чисельність їх була колосальною.

Недарма понтичні вапняки, що залягають у районі Одеси, називають ще черепашниками. Називаються вони так тому, що майже повністю складаються з черепашок молюсків та їхніх уламків. Здебільшого зустрічаються 4 види молюсків. Це два види кардіїд і два види дрейсензій. Кардіїди або серцевидки свою назву отримали тому, що якщо розглядати їхні черепашки в профіль, вони нагадують серце, таким яким його зображують на малюнках. Подібні черепашки і зараз зустрічаються у великій кількості на березі Чорного моря. Черепашки овальні, складаються з двох стулок, на кожній стулці чітко видно радіальні ребра. Розміри черепашок досягають 2,5 см. Дрейсензії схожі на невеликі мідії, а ще більше на зерна мигдалю. Розміри їх не перевищують 1,5 см. Усі інші черепашки, а їх відомо близько 40 видів, трапляються рідко і в поодиноких екземплярах. Цікаво, що в деяких місцях черепашники складені повністю з черепашок, які рідко трапляються в інших місцях, Так, один із вибоїв шахти “Дофінівка” пройдений у вапняку, повністю складеному черепашками вівіпор, схожих на звичайних сухопутних равликів. Цікава знахідка зроблена під час дослідження Нерубайських катакомб 1973 року. Тут у верхній частині виробок розкрито зеленувато-сірі прісноводні вапняки, що утворилися наприкінці існування Понтійського моря, коли воно зовсім обміліло і опріснилося. Так ось у цих вапняках було виявлено відбитки раковин лімноскар, що нагадують річкові перловиці, розмірами до 24х10 см.

Коли море відступило, мільярди раковин молюсків, що скупчилися на дні, опинилися на суші. Згодом, під дією тяжіння вищерозміщених відкладень, вони спресувалися і перетворилися на вапняки-черепашники, Минув ще час і під дією подальших процесів черепашники втратили свою первісну будову, перетворившись на ту породу, яку ми зараз бачимо. Нині понтичні вапняки-черепашники вкривають усю центральну частину Одеської області, за винятком долин, річок, де їх розмито подальшими процесами. Наприклад, вапняків немає в районі Пересипі, сел. Котовського, у Водяній балці, Кривій, Усатівській, Нерубайській балках тощо.

Максимальна потужність шару вапняку в районі Одеси 15,7 м спостерігається на Слобідці, у середньому ж потужність вапняку коливається від 5 до 12 м.

Товща вапняків має досить складну і мінливу будову як у вертикальному напрямку, так і по горизонталі. У загальних рисах будова вапнякової товщі така: нижня частина представлена рівномірноцементованими ракушняками – пиляльним вапняком. І, нарешті, верхня частина складена сильно перекристалізованими щільними вапняками – плитою, або плитчасто-уламковими вапняками – жерствою.

Ці прошарки можуть зустрічатися у будь-яких комбінаціях залежно від району. Так, на схід від Одеси спостерігається 1 і 2 шар, а замість 3 шару йдуть зеленуваті глини і піски (Дофінівка, Булдинка). На південь від міста (Татарка, Сухий лиман) трапляються тільки вапняки 1 і 3 шару, а пильні вапняки 2 шару відсутні. На північ від Одеси часто відсутній 1 нижній шар. Неоднорідність шару вапняку пояснюється умовами відкладення морських осадів у мілководній частині моря і подальшими процесами вивітрювання. Зупинимося коротко на непильних різновидах вапняку. Найнижчий -1 шар – представлений в одних випадках щільною важкою породою, в інших – пухкою, уламковою. Колір цих вапняків від світло-бурого до світло сірого. Потужність шару до 1,5 м, зазвичай 0,5-0,7 м. Стара назва цих вапняків – джерства або плита залежно від щільності породи. У цих вапняках пройдені старовинні й сучасні дренажні тунелі та нижні частини колодязів.

Верхній шар – 3 – може мати різний вигляд. В основному можна виділити 4 різновиди вапняку:

а) щільні тонкоцементовані цегляно-червоні та рожеві без раковин молюсків. Зустрічаються ці вапняки досить рідко на самому контакті з верхньою червоною глиною. Потужність шару 10-50 см. Стара назва – червоний тріскун.

б) Порода, що складається з дуже щільних зцементованих між собою плиток світло-бурого кольору. Між ними спостерігаються великі порожнечі – ковер-ни розмірами до 10 см. Потужність цього шару до 1 метра. Старовинна назва – дикун. Ці камені часто використовували як декоративні прикраси в парках.

в) Щільні, масивні, сильно перекристалізовані вапняки світло-бурого, темно-бурого, іноді навіть темно-сірого кольору потужністю до 1,5 м. Стара назва дикун або плита.

г) Порода, що складається з вапнякових плиток та їхніх уламків різних розмірів з великою домішкою вапнякового піску і глини. Колір різний, в основному це різні відтінки бурого, іноді червонуватого кольору, рідше темнуваті, сірі, зеленуваті відтінки.

Перш ніж детально зупинитися на “пильному шарі”, що називається так завдяки здатності легко розпилюватися на блоки, навіть звичайними ручними пилами, хочеться коротко сказати про весь пласт вапняку загалом. Пласт вапняку залягає з нахилом на південний захід (2 град.), крім того, пласт вапняку повсюдно утворює невеликі пологі схили (підняття або опускання, що нагадують хвилі), які мають у плані вигляд овалів із розмірами від десятків метрів до кількох кілометрів. Усе це ще більше ускладнює картину будови пласта понтичних вапняків.

Шар пильних вапняків має потужність до 7,5 м, частіше 2-3,5 м. Стара назва цього вапняку “біляк” або штучний камінь.

Усі вище викладені відомості про загальну будову пласта вапняку мають велике практичне значення. Там, де немає вапняків, а місця ці добре відомі, не може бути й каменоломень. Значить північніше 50-80 км від Одеси їх немає. Немає і в деяких місцях ближче до міста. Це означає, що неможливо пройти під глибокими балками, лиманами тощо. Для наявності підземних виробок потрібен не просто вапняк, а його пиляльний різновид, і з неодмінною умовою, щоб його потужність була не менше 2 м. Звідси, знаючи ділянки, де відсутні або потужність їх менша за 2-2,5 м, ми можемо не витрачати час на пошуки входів у катакомби в цих місцях. Наприклад, у районі Сухого лиману, Таїрового, Південно-Західного масиву потужність пласта 2-3,5 м, то вироблення може йти тільки в один ярус. Рідко там, де потужність сягає 4-7 м, у 2 яруси (Нерубайське, Крива Балка, Ковалівка) і зовсім унікальний випадок – 3 яруси (Усатове, але висота ходів по 1,5 м та й розміри 40 погонних метрів).

Обводнені ділянки каменоломень зазвичай розташовані в місцях прогинання вапняку, там, де пласт його утворює пологі складки, спрямовані донизу – синклінальні складки. Оскільки виробки слідують за всіма вигинами пласта, то чим глибше підземна виробка, тим сильніше затоплена виробка.

Знаючи форму складок у плані можна спробувати обійти ці затоплені ділянки по краю. Навпаки, підняті ділянки вапняку – складки, спрямовані вгору (антиклинальні складки) завжди сухі, але зате вапняк у них часто тріщинуватий, у цих місцях зазвичай зустрічаються карстові печери.

Каменоломні слугували місцем видобутку будівельного каменю, тож наявність виробок, їхні розміри та густота мережі залежать так само від якості пиляльного вапняку. Де вона краща, там “виробок більше. Де вапняк міцний, щільний, легкий, там слід очікувати наявності багатьох каменоломень, оглядати всі, навіть невеликі тупики, бо в них можливі збойки з іншими шахтами, як, наприклад, у районі Пролетарського бульвару. Там же де вапняк пухкий глинистий, сильно тріщинуватий або зустрічаються завал на ході, пройденому в хорошому камені, завал, є сенс, пройти. Якщо ж видно, що ходи пройдені в пиляльному вапняку поганої якості (зазвичай він темніший), і під час наближення до вибоїв якість каменю ще погіршується, то, найімовірніше, попереду межа шахти, і всі ходи, які йдуть уперед у цьому місці, – глухі кути. Витрачати сили на проходку завалів у цьому напрямку не слід. Прикладом можуть слугувати сильні обвали у виробках, які підходять до берега моря (вапняки стають сильно тріщинуваті) або у виробках Кривої Балки, які підходять до закарстованої ділянки в районі вул. Ювілейної (вапняки стають пухкими і набувають червонуватого відтінку).

Тепер розглянемо вплив вищерозміщених шарів на виробки.

У місцях, де над пильним вапняком залягають щільні, монолітні перекристалізовані вапняки (плита) покрівля у виробок міцна, вони стоять по 100 і більше років. Обвали в них рідкісні й поодинокі, невеликі за довжиною, складаються з великих кам’яних брил, там, де в покрівлі плити немає, старі виробки зазвичай низькі, вони сильно задавлені.

На ділянках, де в покрівлі близько жерства, часті сильні обвали, що складаються з дрібних уламків вапняку. Обвали займають велику площу виробок, іноді весь район буває суцільно вкритий обвалами, як наприклад Куяльницькі катакомби. Часто ці обвали не доходять до покрівлі і там залишається низький, доступний для людини лаз.

У місцях, де відразу над пильним вапняком залягають глини, обвали спостерігаються ще частіше. Вони повністю завалюють хід, не залишаючи ні найменшої щілини. Розкопкам ці завали майже не піддаються. Ці дуже небезпечні обвали особливо часті у виробках, розташованих на схід від Одеси. І нарешті, у разі якщо над вапняками залягають піски, обвали відбуваються зазвичай одразу після проходки виробок, рідше через кілька років.

А тепер детальніше ознайомимося з пильним вапняком.

Рівномірно зцементовані пильні вапняки являють собою досить легку гірську породу. Питома вага пильного вапняку 2,67 г/см куб., об’ємна вага 1150-1560 кг/м куб. Пильний вапняк має таку невелику вагу тому, що володіє великою пористістю, яка сягає 57%. Через велику пористість він відрізняється сильним водопоглинанням до 22%. Усі вищенаведені дані використовуються для визначення ваги брил каменю під час розроблення завалів тощо. Незважаючи на пористість і невелику твердість, пиляльний вапняк має значну міцність на роздавлювання. Кубики, вирізані з нього, витримують тиск (у сухому стані) від 5 до 29 кг/см кв. У водонасиченому стані міцність зменшується.

Понтичні черепашники складаються з черепашок молюсків та їхніх уламків, зцементованих вапноподібним і глинистим матеріалом. Черепашки та їхні уламки становлять 60-70% усієї маси черепашників. Черепашки та їхні уламки складені кристалами кальциту, злегка забарвленими гідроокислами заліза в бурий колір, або зовсім прозорими. Іноді між зернами кальциту трапляються лусочки слюди, піщинки кварцу, польового шпату, магнетиту, червоного залізняку, піриту, граніту, циркону тощо. Особливо багато кварцу (він і служить причиною тупої пилки при розпилюванні вапняку). По всій масі вапняку порівняно рівномірно розсіяні дрібні зерна гідроокисів заліза, що надають вапнякам ті чи інші відтінки.

Взагалі, понтичні вапняки мають різне забарвлення: біле (де гідроокисів заліза майже немає), світло-жовте, жовте, жовто-буре, буро-коричневе (гідроокисів заліза багато), бурувато-червоне (через домішки червоних глин), борідно-червоне та чорне (через підвищений вміст гідроокисів марганцю). Забарвлення вапняків змінюється як у горизонтальному правлінні, так і вертикальному. Іноді забарвлення переходить одне в інше поступово, іноді ж межа між різнозабарвленими шарами різка. Так, у кількох вибоях і стінках старих катакомб під Пролетарським бульваром спостерігалося різке за строкатістю і поєднанням кольорів забарвлення вапняку. Прошари товщиною по 10-30 см, маючи різкі контакти, чергувалися між собою в такій послідовності (знизу – вгору): – жовтий, білий, бурий, жовтий, червонуватий, світло-жовтий, буро-червоний, білий, жовтий.  

В каменоломнях Живахової гори в стінці виробки спостерігався прошарок бордово-червоного вапняку, потужністю до 20 см, у жовтому вапняку. У старих шахтах села Фоміна балка трапляються ділянки стін, де на світло-жовтому тлі видно звивисті смуги темно-бурого кольору, що створюють іноді досить хитромудрі малюнки у вигляді неправильних хвиль. Набагато рідше зустрічаються не смуги- прошарки, а зірчасті плями і кола. Питання про виникнення забарвлення понтичних вапняків до теперішнього часу не вирішене.

Основною складовою частиною понтичного вапняку є мінерал кальцит (вуглекислий кальцій Са(03), вміст якого в черепашнику в середньому 91 %. У перерахунку на оксиди вапняк містить окису кальцію 53 %, окису магнію 0,3 %, окису алюмінію. 0,5 %, окису заліза 0,6 %, окису кремнію 2 %. У жерстві спостерігається велика кількість окису кремнію, до 5,5 %.

Детальний хімічний аналіз показує, що у вапняку міститься і багато інших елементів, але в невеликих кількостях: миш’як – 0,08 %, мідь – 0,0005 %, свинець, нікель, хром, ванадій, титан, марганець – 0,1 %, стронцій – 0,02 %, натрій – 0,06 % і т. д.

Знайомство з пиляльним вапняком-черепашником не може бути повним, якщо ми не розповімо про включення у вапняку, що трапляються під час розроблення каменоломень. Насамперед треба назвати лінозоподібні прошарки глин синьо-зеленого, темно-блакитного, темно-зеленого, темно-зеленого, рожевого, кавового, чорного і зеленого кольору, що найчастіше зустрічаються в товщі черепашників.

Потужність глиняних прошарків коливається від часток сантиметрів до 2 м. Особливо численні вони ближче до північної межі поширення вапняків.

Прошари глин мають велике практичне значення. Вони є шкідливими для виробництва пильного каменю включеннями. Тому, де багато лінз глини, виробок менше. Крім того, більшість обвалів покрівлі в каменоломнях відбувається в тому разі, якщо в покрівлі знаходиться пропласток глини. Підрізані знизу виробітками товщі вапняку відшаровуються по глиняних прошарках під дією тяжіння та, обвалюючись, спричиняють великі руйнування в шахтах.

Значно рідше у вапняках трапляються прошарки, утворені пісками білого, жовтого, світло-сірого і червонуватого кольору. Найчастіше піски трапляються у верхній частині вапняків, на місці стародавніх русел річок, що розмили черепашники в ті часи, коли ця місцевість уже стала сушею. Особливо часто піски трапляються в каменоломнях сіл: Іллінка, Нерубайське, Фоміна Балка. Піски завжди малозернисті, складаються майже повністю з кварцу, якого завжди більше – 99 %. Зрідка в пісках зустрічаються шматки деревини, кістки тощо.

Велику рідкість представляють собою валуни і гальки кристалічних порід – граніту, гнейсу, кварциту, джеспіліту, які можна знайти іноді під час розробки вапняків. Це каміння, яке іноді досягає розмірів 0,6 м, принесли свого часу плаваючі льоди.

Серед інших цікавих особливостей у будові вапняків слід згадати косошаруваті черепашники з району села Палієво. Похил нахилу шарів тут сягає 10 град., хоча сам пласт лежить горизонтально.

Цікавими є і складки в пласті пиляльного вапняку. Вони були розкриті шахтами в селах: Фомина Балка і Нерубайське. Тут у стінках деяких штреків чітко проглядаються хвилеподібні складки, що складаються з черепашнику бурого кольору. Висота складок досягає 3-х за ширини 4-5 м. У старих виробках по подібних складках зазвичай відбувається відшарування брил черепашнику, що ведуть до обвалів. Ще більш рідкісна структура у вапняку була також виявлена в катакомбах Фоминої Балки. Це кулясте утворення діаметром 0,5 м за складом, кольором і щільністю не відрізняються від вапняку, що вміщує. Походження подібних структур не зрозуміле.

Серед інших не відомих раніше включень у понтичному вапняку, виявлених катакомб, слід зазначити округлі, завбільшки з кулак, крейдоподібні утворення рожевого кольору, виявлені в Усатівських катакомбах. У цих же катакомбах, а так само в селі Северинівка знайдено ділянки темно-сірого вапняку з великими чорними кристалами, збагаченого марганцем.

У старих катакомбах між селами Усатове і Нерубайське, у Покрівлі виробки виявлено включення яскраво червоної глини, шахти, що нагадують гілки дерев, а в покрівлі однієї з виробок шахти “Дафинівка” спостерігаються подібні утворення, що нагадують коріння дерев. Тільки утворений цей малюнок не глиною, а бурим вапняком.

І нарешті, однією з найцікавіших знахідок є прошарки гіпсу склоподібного вигляду, потужністю до 15 см, знайдені в катакомбах Роздільнянського району. Крім неорганічних включень у пиляному вапняку іноді знаходять кістки тварин, причому не тільки риб, але й сухопутних (залишки сухопутних тварин знаходять у морських опадах, у тому разі, якщо трупи цих тварин були винесені в море стародавніми річками.

До теперішнього часу у вапняках знайдено кістки 10 видів риб, 3 видів черепах, 7 видів птахів і 4 види ссавців.  Частіше кістки знаходять під час розробки вапняку, але відомі знахідки і під час вивчення старих виробок. Так багато рибних кісток знайдено пошуковцями в катакомбах Усатового і Куяльника.

Наше знайомство з геологією каменоломень було не повним, якби ми не ознайомилися з карстовими явищами. Хоча раніше вважалося, що карст у районі Одеси не розвинений, дослідження катакомб показало, що це не так.

У понтичних вапняках Одеської області виявлено 6 типів карстових пустот.

Карстові вирви виявлено в селах Усатове, Нерубайське, Фомина Балка. Воронки досягають 20 м у діаметрі за глибини 10-12 м, хоча частіше розміри їх менші (діаметр 3-5 м і глибина 3-7 м). Усі виявлені воронки повністю заповнені глиною.

Закарстовані тріщини – це природні тріщини у вапняку, в подальшому розмиті й розширені водою. Ширина їх сягає 20 см. Стінки тріщин часто хвилясті, згладжені.

Іноді вкриті красивими кристалами. Тріщини зустрічаються як заповнені глиною, так і порожні.

Вертикальні канали являють собою колодязеподібні порожнини, діаметром 5-40 см. Стінки їх згладжені, іноді ребристі. У більшості вони заповнені глиною. Зустрінуті канали в районі Молдованки та в селі Іллінка. Закарстовані тріщини трапляються в багатьох виробках сіл Усатове, Нерубайське, Фомина Балка, Іллінка тощо. Горизонтальні канали, більш рідкісний тип порожнин. Вони являють собою циліндричні порожнечі довжиною до 3 м і діаметром до 15 см. Виявлені в основному в шахті “Дофінівка”. Карстові каверни являють собою лінзоподібні порожнечі, ускладнені виступами і камінами різної форми і розмірів. Розміри каверн коливаються від перших міліметрів до перших метрів.

Карстові печери являють собою коридори, або цілі системи ходів і залів. Максимальні розміри ходів досягають 4 м у висоту і 5 м у довжину. Протяжність найбільшої печери сягає 1136 м. Перетин ходів зазвичай трикутний. Печери зустрічаються як порожні, так і заповнені глиною.