Билет 20. Карстовые процессы, условия их развития, основные формы. Псевдокарст

Карст представляет собой процесс растворения, или выщелачивания трещиноватых растворимых горных пород подземными и поверхностными водами, в результате которого образуются отрицательные западинные формы рельефа на поверхности Земли и различные полости, каналы и пещеры в глубине. Впервые такие широко развитые процессы детально были изучены на побережье Адриатического моря, на плато Карст близ Триеста, откуда и получили свое название.

Сущность карстовых процессов состоит в растворении породы атмосферными, поверхностными, талыми, подземными, а в некоторых случаях и морскими водами.

К растворимым породам относятся соли, гипс, известняк, доломит, мел.

В соответствии с этим различают соляной, гипсовый и карбонатный карст.

Наиболее изучен карбонатный карст, что связано со значительным площадным распространением известняков, доломитов, мела.

Необходимыми условиями развития карста являются:

а) рельеф — на пологонаклонных поверхностях, как правило, карстовые образования возникают быстрее и представлены разнообразнее, чем на крутых склонах;

б) чистота и мощность известняков — чем чище и мощнее толща известняков, тем интен­сивнее они подвержены карстообразованию;

в) структура поро­ды— грубообломочные или ракушечные известняки карстуются гораздо меньше, чем однородные мелкозернистые известняки;

г) климат, т. е. температурный режим, количество и характер вы­падающих осадков, наличие вечной мерзлоты, препятствующей проникновению воды в карстующиеся породы;

д) трещиноватость карстующихся пород — при наличии трещиноватости возникает возможность проникновения агрессивных вод в толщу породы и образования различных форм подземного карста, а так­же оттока вод, насыщенных углекислотой, с поверхности в глубь карстующихся пород.

Наибольшее разнообразие карстовых форм наблюдается в открытом типе карста (горные районы известнякового плато Крыма, Кавказа, Карпат, Альп и др.). В этих районах развитию карста благоприятствуют открытая поверхность растворимых пород и частые ливни.

К поверхностным карстовым формам относятся:

1) Карры, небольшие углубления в виде рытвин и борозд глубиной от нескольких сантиметров до 1-2 м. Дождевые или талые воды, стекая по поверхности известняка, разъедают стенки трещин. В результате образуется микрорельеф карров или шраттов. Борозды и гребни располагаются примерно парал­лельно друг друга, если четко выражено падение слоев и трещи новатость пород совпадает с направлением падения. При более сложной системе трещиноватости карры располагаются совершен­но неправильно, пересекаются, разветвляются и вновь сливаются. Глубина борозд может достигать 2,0 м.

Покрытые каррами пространства называют карровыми полями. По мере расширения трещин гребни становятся все уже, надламываются и распадаются на от­дельные обломки. Такие старые карровые поля представляют со­бой нередко хаотические нагро­мождения крупных и мелких об­ломков известняка с кое-где сох­ранившимися и выступающими над этими нагромождениями кар­ровыми гребнями. Карры могут образоваться и в прибрежной полосе при воздей­ствии морского прибоя на карстующиеся породы.

2) Поноры - вертикальные или наклонные отверстия, уходящие в глубину и поглощающие поверхностные воды. Величина и форма понор разнооб­разны и зависят от степени их разработанности. На поверхности поноры выражены зияющими трещинами или отверстиями, в глу­бине ими начинается сложная система каналов - вертикальной цир­куляции воды.

3) Расширение устий понор в процессе дальнейшего растворения приводит к образованию карстовых воронок различных размеров и форм в зависимости от возраста. Карстовые воронки, имеющие наибольшее распространение, как в горных районах, так и на равнинах. Среди них по условиям развития выделяются:

- воронки поверхностного выщелачивания, связанные с растворяющей деятельностью метеорных вод;

- воронки провальные, образующиеся путем обрушения сводов подземных карстовых полостей.

4) крупные карстовые котловины, на дне которых могут развиваться карстовые воронки

5)Если стенки понора продолжают растворяться, то канал ста­новится достаточно большим и превращается в естественный коло­дец или естественную шахту. Карстовые шахты и колодцы нередко достигают очень большой глубины, достигающие местами свыше 1000 м и являющиеся как бы переходными к подземным карстовым формам.

6) наиболее крупные карстовые формы - полья, обширные, обычно плоскодонные и с крутыми стенка­ми карстовые понижения в несколько километров, а в некоторых случаях — в несколько десятков километров в поперечнике. Образуются полья:

- тектоническое происхождение - грабены, получающие черты карстовых образований со всеми свойственными им морфологиче­скими и гидрогеологическими особенностями, присущими карсту. Как правило, это наиболее крупные полья (Попово полье в Герцеговине 180 км²).

- за счет размыва и выноса продуктов размыва нерастворимых пород, залегающих среди растворимых известняков. В этом случае размеры полья определяются массой нерастворимой породы, формой ее залегания.

- формиро­вание крупной карстовой котловины за счет слияния более мел­ких отрицательных форм рельефа. Очертания таких польев обычно бывают очень изрезанными.

- путем провала над подземной долиной реки.

К подземным карстовым формам относятся различные каналы и пещеры.

Самыми крупными подземными формами являются карстовые пещеры, представляющие систему горизонтальных или несколько наклонных каналов, часто сложно ветвящихся и образующих огромные залы или гроты. Такая неровность в очертания, обусловлена характером сложной трещиноватости пород, а возможно, и неоднородностью последних. На дне ряда пещер много озер, по другим пещерам протекают подземные водотоки (реки), которые при движении производят не только химическое воздействие (выщелачивание), но и размыв (эрозию). Наличие постоянных водных потоков в пещерах нередко связано с поглощением поверхностного речного стока. В карстовых массивах известны исчезающие реки (частично или полностью), периодически исчезающие озера.

Пещера может иметь одно входное отверстие. Такие пещеры называют слепыми. Возможны пещеры с выходами с двух сторон. Это проходные пе­щеры.

Псевдокраст (ложный карст) – группа процессов, создающая на поверхности блюдца, западины, озерные понижения в местах, где карстующие породы отсутствуют.

Различают глинистый псевдокарст, термокарст и кластокарст.

Глинистый карст наблюдается в аридных или семиаридных странах, в районах, сложенных сильно карбонатными глинами, суглинками, а также лёссами. В сильно карбонатных суглинках и глинах при условии хоро­шо развитой трещиноватости образуются глубокие подзем­ные ходы и провалы, очень напоминающие настоящий карст. Такие резко выраженные образования и называются глинистым карстом.

Термокарст имеет совершенно другую основу. При термокарсте также образуются различные провальные и просадочные формы, но они связаны с таянием погребенного льда в областях распро­странения вечной мерзлоты.

Кластокарст - вид псевдокарста, которому подвержены суглинистые грунты с включением обломков карстующихся пород.

К псевдокарстовым явлениям относится также способность горных пород быстро и значительно уплотняться при смачивании. Этой способностью обладают лёссовые породы и засоленные грун­ты. Первые уплотняются в связи с разрушением их микропористо­сти, вторые — в результате растворения солей. Морфологическим следствием этого процесса является образование псевдокарстовых блюдец и (реже) воронок.