Повна версія

Головна arrow Географія arrow ГЕОМОРФОЛОГІЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

КАРСТ І КАРСТОВІ ФОРМИ РЕЛЬЄФУ

Поняття «карст». Умови карстоутворення. Гідрологічний режим карстових областей

Під терміном «карст» (від назви плато Карст, або Краси, в Словенії) розуміють сукупність специфічних форм рельєфу і особливостей наземної і підземної гідрографії, властивої деяким областям, складеним розчинними гірськими породами, такими як кам'яна сіль, гіпс, вапняк, доломіт і ін . і хоча кам'яна сіль і гіпс мають більшу розчинність, ніж вапняки і доломіт, гіпсовий і соляної карст розвинений порівняно мало через незначну поширення цих порід, особливо виходів їх на денну поверхню. Вапняки і доломіт в звичайних умовах характеризуються слабкою розчинністю, але поширені вони незрівнянно більш широко, ніж гіпс або кам'яна сіль. Крім того, в певних фізико-географічних умовах хімічна агресивність води в областях поширення карбонатних порід може істотно зростати і, якщо це ще поєднується з сприятливими геологічними умовами, виникають найбільш виразні і займають великі просторикарстові ландшафти, приурочені саме до карбонатних порід. Тому, маючи на увазі переважну приуроченість карстових утворень до областям розвитку вапняків, можна вважати, що найбільш вивчений і найбільш поширений саме карбонатний (частіше вапняковий) карст.

Сутність карстових процесів полягає в розчиненні породи атмосферними, талими, підземними, а в деяких випадках і морськими водами.

Головна умова розчинності вапняку - достатню кількість розчиненого С0 2 в воді. Тоді вода стає хімічно агресивною та енергійно впливає на карбонатні породи. Джерелами С0 2 , що міститься в природних водах, є: атмосфера, біохімічні процеси, що протікають в грунті і корі вивітрювання, розкладання органічних залишків при вільному доступі повітря, надходження вуглекислоти (діоксид вуглецю) з надр Землі в областях сучасної або недавньої вулканічної діяльності. Крім вуглекислоти розчиняє дію на вапняки можуть надавати і інші кислоти, наприклад гумінових, сірчана, але в цілому, мабуть, головну роль в карстових процесах грає С0 2 . Пояснюється це тим, що карбонати Са і Mg, досить важко розчинні у воді, утворюють з вуглекислотою легкорозчинні бікарбонати Са (НС0 3 ) 2 і Mg (HC0 3 ) 2 .

До інших найважливіших умов, що визначає розвиток карсту, відносяться: 1) рельєф - на горизонтальних і пологопохила поверхнях, як правило, карстові утворення виникають швидше і представлені різноманітніше, ніж на крутих схилах; 2) чистота і потужність вапняків - чим чистіше і могутніше товща вапняків, тим інтенсивніше вони схильні до карстоутворення; 3) структура породи - грубообломочниє або черепашкові вапняки карсту набагато менше, ніж однорідні дрібнозернисті вапняки; 4) клімат, тобто температурний режим, кількість і характер опадів, що випадають, наявність вічної мерзлоти, що перешкоджає проникненню води в карсту породи; кліматом обумовлюється також характер рослинного покриву, що сприяє підвищенню хімічної агресивності води (внаслідок розкладання рослинних залишків вода збагачується С0 2 , гуміновими кислотами, азотною кислотою та ін.); 5) трещиноватость карсту порід - при наявності трещиноватости виникає можливість проникнення агресивних вод в товщу породи і освіти різних форм підземного карсту, а також відтоку вод, насичених діоксидом вуглецю, з поверхні в глиб карсту порід.

Підземна циркуляція, тобто гідрогеологічні умови, мають найважливіше значення для розвитку карстового процесу. У кожній карстової області можна виділити три поверхи, або зони, що розрізняються по гідрогеологічному режиму (рис. 15.1). Верхня зона охоплює товщу породи від її виходу на поверхню до дзеркала грунтових вод. Це зона аерації, або зона вертикальної циркуляції, в якій переважає періодичне (під час дощів або танення снігу) вільне гравітаційне рух води.

У зоні періодично повного насичення відбуваються різкі коливання рівня підземних вод, пов'язані перш за все з періодичним надходженням води з поверхні. Циркуляція води в цій зоні близька до горизонтальної, але може відбуватися і з великим ухилом водної поверхні біля краю карстової області. Зону періодично повного насичення багато дослідників розглядають як найбільш активну щодо глибинного карстоутворення, зокрема пещерообразованія. Межі її - найвищий і найнижчий рівні дзеркала грунтових вод.

Нижня зона - зона постійного повного насичення, верхня межа якої є найнижчими рівнем дзеркала грунтових вод, нижня - водотривким горизонтом. Циркуляція в ній переважно горизонтальна. По околицях карстової області ця зона дає початок річкам, карстових джерел, через які відбувається розвантаження підземних вод на земну поверхню.

Ідеальний карстовий масив (по І. С. Щукін)

Мал. 15.1. Ідеальний карстовий масив (по І. С. Щукін):

А-А - потужна вапнякова свита; В-В - водотривких порода; Р - карстові воронки; П - великі провали над підземними пустотами; а-а - зона аерації і ефемерних джерел; b-b - зона постійного повного насичення і постійних джерел (стрілками показано напрямок циркуляції підземних вод); М - мішкоподібна долина

Положення зон в карстующихся масивах залежить від ряду причин: потужності карсту порід і їх тріщинуватості; розчленованості рельєфу карстових областей і глибини врізу річкових долин; наявності в складі карсту порід прошарків або лінз нерозчинних глинистих порід, які можуть служити водотривкими горизонтами, які сприяють утворенню верховодки - тимчасового або сезонного накопичення підземних вод в зоні аерації.

Різниця гідрогеологічних умов зон карстових масивів позначається на характері джерел карстових областей. Так, для зони аерації характерні тимчасові джерела, що функціонують в період надходження води з поверхні під час дощів або весняного сніготанення. Джерела зони періодичного насичення теж тимчасові, але вони потужніші і функціонують більш тривалий час, ніж джерела зони аерації. З зоною постійного насичення пов'язані постійні джерела, що володіють великим дебітом. Вони отримали загальну назву воклюз (за джерелом Vaucluse у Франції).

 
<<   ЗМІСТ   >>