Лекции по "Геоморфологии"

ЛЕКЦИЯ 6 

Тема 6.  КАРСТ  И КАРСТОВЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА

6.1. Поверхностные  карстовые формы

6.2. Подземные  карстовые формы

6.3. Рудный  карст

6.4. Типы  карстовых отложений 
 

6. КАРСТ  И КАРСТОВЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА 

     Карст - совокупность специфических форм рельефа и особенностей наземной и подземной гидрографии, свойственной областям, сложенным растворимыми горными породами (каменная соль, гипс, известняк, доломит и др.). Сущность карстовых процессов заключается в растворении породы атмосферными, талыми, подземными, а в отдельных случаях и морскими водами.

     Среди растворимых горных пород наиболее распространены известняки и доломиты. Таким образом, наиболее изучен и распространён известняковый карст. Главным условием растворимости известняка является достаточное количество растворённого в воде CO₂, т.к. вода становится химически агрессивней и энергично воздействует на карбонатные породы. Источниками CO₂ в природных водах могут быть:

     - атмосферные процессы;

     - биохимические процессы в почве  и коре выветривания;

     - разложение органических остатков при свободном доступе воздуха;

     - поступление углекислоты из эндогенных  источников.

     Другие  условия, определяющие развитие карста:

     рельеф - на пологонаглонённых поверхностях, как правило, карстовые образования возникают гораздо быстрее и представлены разнообразнее, чем на крутых склонах;

     чистота и мощность известняков  - чем чище и мощнее толща известняков, тем интенсивнее они подвержены карстообразованию;

     структура породы - грубообломочные или ракушечные известняки карстуются гораздо меньше, чем однородные мелкозернистые;

     климатические условия (температурный режим, количество и характер осадков, наличие вечной мерзлоты, характер растительного покрова и т.д.);

     трещиноватость  карстующихся пород.

     В областях развития мощных карстующихся толщ выделяются четыре вертикальные зоны, различные по условиям движения подземных вод (рис. 6.1).  

Рис. 6.1.

1 - зона аэрации - происходит нисходящее движение инфильтрационных вод;

2 - зона периодического насыщения - сезонное колебание уровня подземных вод;

3 - зона полного насыщения - движение подземных вод направлено в сторону речной долины (3а - сфера разгрузки подземных вод на долине реки);

4 - зона глубинной циркуляции - движение воды происходит очень медленно в сторону тектонических депрессий, здесь карстообразование прекращается.

     Уровень, ниже которого не происходит процесса растворения и образования карстовых  форм, называется базисом карстования. Он регулируется изменением положения уровня грунтовых вод, который связан с базисом эрозии. 

6.1. Поверхностные  карстовые формы 

     1. Карры (карровые поля) - системы узких желобков, борозд, разделённых неширокими гребешками, развивающихся на поверхности известняков, лишённых рыхлого покрова под действием дождевых или талых вод. Ширина ложбинок и гребней - от нескольких сантиметров до 1-1.5 м.

     2. Карстовые воронки - возникают в трещиноватых породах, часто в местах пересечения трещин, развиваются до глубины 15-20 м, диаметром до 30-35 м, реже до 100 м и более. Поглощающее отверстие на дне воронки называется понором.

     3. Провальные воронки - возникают за счёт обрушения сводов подземных полостей. Характеризуются крутыми склонами, чёткой бровкой, имеют часто угловатые очертания в плане, дно покрыто глыбами обрушившегося свода.

     4. Карстовые озёра - образуются в случае закупоривания понора нерастворимым осадком окислов Fe, Al, Si в карстовых воронках.

     5. Карстовые ниши и навесы - образуются преимущественно на отвесных скальных выступах, глубина достигает 1.5 м и более.

     6. Слепые долины - исчезающие реки (воклюзы) заканчиваются ручьём, уходящим по трещине вглубь.

     7. Тропический карст - образуется в тропиках с высокой температурой воздуха и большим количеством осадков. Характерны башенные, конические или куполовидные остаточные возвышенности высотой 100-300 м, разделённые широкими впадинами с плоскими днищами. 

6.2. Подземные  карстовые формы 

     1. Карстовый колодец - продолжение развития поверхностного карста, достигает десятков метров в глубину.

     2. Карстовые шахты - достигают сотен метров в глубину.

     3. Карстовые пещеры - образуются под действием подземных вод в результате расширения трещин в породах и вдоль плоскостей напластования. Образование пещер связано с уровнем базиса карстования, зависящего от зеркала грунтовых вод (базиса эрозии).

     Существуют следующие разновидности пещер:

а) горизонтальные; в) слепые;

б) наклонные; г) сквозные. 

6.3. Рудный  карст 

     В районах с сульфидной минерализацией имеют большое значение сернокислые воды, образованные в результате окисления сульфидов. Это - рудный, или сернокислый карст. Образование карстовых полостей происходит как в самом рудном теле, так и в зоне окисления, а также на некотором расстоянии от последних. В таких карстовых пустотах стенки покрыты натёчными окисленными рудами, переотложенными трещинно-карстовыми водами. Существующая определённая закономерность расположения карстовых пустот в пределах месторождений и полей может служить поисковым признаком сульфидной минерализации. 

6.4. Типы  карстовых отложений 

     1. Остаточные отложения - нерастворимый глинистый и алевритовый остаток, образующийся при выщелачивании карстующихся пород. Часто возникают краснозёмные образования (окислы Si, Al, и Fe, залежи бокситов).

     2. Обвальные накопления - образуются за счёт обрушения сводов и стен пещер.

     3. Водные механические отложения - накапливаются в основном в пещерных реках и озёрах.

     4. Водные хемогенные отложения:

     а) субаэральные (натёчные) - сталактиты. сталагмиты и др.;

     б) субаквальные (в водной среде) - корки, оолиты и др..

     5. Отложения источников:

     а) известковые туфы;

     б) травертины - твёрдые, раскристаллизованные известковые образования, связанные с выходами термальных углекислых вод.

     6. Пещерный лёд и снег.

     7. Органогенные отложения:

     а) мумиё;

     б) залежи фосфоритов (скопления костей и экскрементов летучих мышей и птиц).

     8. Отложения культурного слоя - продукты жизнедеятельности человека.