Это процессы выщелачивания водораствори-

мых горных пород (известняков, доломитов, гипсов) подземными и

атмосферными видами и образования в них различных пустот.

Для карстового процесса (в отличие от суффозии) главным является растворение пород и вынос из них веществ в растворенном виде.

В России карст имеет широкое распространение в районах запад­ного Приуралья (закрытый гипсовый и известняковый карст), на Русской равнине (закрытый известняковый карст), в Приангарье (из­вестняковый карст) и во многих других местах Сибири, Кавказа и Дальнего Востока.

Возникновение и развитие карста обусловлено способностью пород к полному растворению, наличием проточной воды и степенью ее минерализации, геологическим строением участка, рельефом местно­сти, трещиноватостью пород, характером растительности, климатом.

Из всех пород наиболее растворимыми водой являются соли, гипсы с ангидридами и известняки. Для растворения одной части каменной соли (галита) достаточно трех частей воды, а для гипса нужно уже 480 частей воды. Труднее всего растворяются известняки. В зависимости от содержания в воде СО2 и от температуры для растворения одной части минерала кальцита, из которого обычно слагаются известняки, требуется от 1000 до 30 000 частей воды. Аналогичным образом рас-творяются доломит и магнезит.

Причины различной растворимости минералов зависят от энергии кристаллических решеток. Чем больше эта энергия, тем труднее рас­творяется минерал. Кроме того, растворимость породы зависит от крупности составляющих ее частиц. Мелкие зерна при всех прочих равных условиях растворяются быстрее.

Одним из главных факторов карстообразования является действие воды — атмосферной, речной, подземной, если она не обладает повышенной минерализацией. Наиболее сильно растворяет породы слабо минерализованная вода, а также водные растворы, содержащие сво­бодную углекислоту. В этом случае растворяющее действие воды увеличивается во много раз. Растворению способствует повышенная температура и движение воды.

Очень важным условием развития карста является степень водопроницаемости пород. Чем более водопроницаема порода, тем интен­сивнее развивается процесс растворения. Наилучшие условия в этом ', отношении создаются в трещиноватых породах, особенно при наличии трещин шириной не менее 1 мм, так как это обеспечивает свободную циркуляцию воды. Вода постепенно разрабатывает трещины в каналы ипещеры Этот процесс, получивший название коррозии, продолжается до водоупора или уровня подземных вод. У коррозионного процесса, как и у эрозионного, имеется нижний предел развития, называемый базисом коррозии, которым чаще всего бывает уровень ближайшей реки, озера или моря, а также поверхность водоупорных пород.Поднятие или опускание карстового массива, вследствие движений земной коры, вызывает изменение положения базиса коррозии. Карстовый процесс при этом либо усиливается, либо ослабевает.Ниже уровня подземных вод, если они достаточно минерализованы и поток их движется медленно, карстообразование не происходит. В этой части массива наблюдается цементация трещин за счет выпадения из водного раствора кальцита и других веществ. В связи с этим в карстующемся массиве следует различать зону карстообразования и зону цементации.

Интенсивность карстообразования определяется толщиной слоя карстующихся пород. При малой толщине исключается возможность возникновения больших пустот. К тому же маломощные слои растворимых в воде пород часто переслаиваются с глинами, иногда даже

Рис. 126. Зоны карстового массива в известняке: /—зона развития карста; // — зона цементации; УГВ —уровень грунтовых вод

перекрываются глинистыми отложениями. Глинистый материал препятствует циркуляции воды, забивает трещины пород.

Очень большое влияние на развитие карста оказывает климат количество и характер распределения осадков по сезонам года, температурный режим верхних слоев земной коры). Так, установлено, что на Урале до 50 % карбонатных солей выносится водами в весенний период. Зимой их вынос составляет всего лишь несколько процентов от общегодового количества. При рельефе, который не обеспечивает поверхностного стока, роль атмосферных вод значительно возрастает.

Влияние растительности на развитие карста двоякое. С одной

стороны, лесная подстилка и гумус обогащают воду свободной СО2 и

усиливают ее растворяющую деятельность, с другой стороны, глини-

стый элювий, карстовые процессы связаны с формирующийся на покрытых растительностью терри-

ториях, уменьшает инфильтрацию и размывающую силу

поверхностных вод. Уничтожение леса и дернового покрова всегда

способствует развитию поверхностных карстовых форм.

Формы карста. В процессе выщелачивания в карстующихся породах образуются различные по своему положению и форме пустоты, или карстовые формы.

По отношению к земной поверхности различают два типа карста: открытый и скрытый. При открытом типе карстующиеся породы лежат непосредственно на поверхности земли, а при скрытом они перекры­ваются слоями нерастворимых водопроницаемых пород и лежат на некоторой глубине. Примером открытого карста могут быть районы молодых складчатых гор (Кавказ и др.). Скрытые карсты распростра­нены на Русской равнине.

Из многочисленных форм карстов наиболее часто встречаются: на поверхности земли — карры, воронки, полья и в глубине карстующих­ся толщ — каверны и пещеры.

Карры — мелкие желоба, борозды и канавы на склонах рельефа местности из карстующихся пород в виде известняков.Глубина карров колеблется от нескольких сантиметров до 1—2 м. Воронки —углубления различных форм и размеров. Диаметр их колеблется от 3—4 до 40—50 м, глубина от 1—2 до десятков метров.

По происхождению воронки разделяют на поверхностные и про­вальные. Поверхностные воронки образуются в результате выщелачива­ния и размыва пород атмосферными и талыми водами в области открытого карста. Форма этих воронок обычно блюдцеобразная. Про­вальные воронки возникают при обрушении кровли над подземными Густотами (пещерами и т. д.), образовавшимися также в процессе "арстообразования. Свежие провальные воронки имеют шахтообразную форму. В дальнейшем, в частности, в гипсах и солях, края воронок приобретают плавные очертания.

На дне воронок всегда есть трещины, по которым вода поступает в глубину массива пород. В большинстве случаев воронки располага­ются по определенным линиям, которые соответствуют основному направлению трещин массива. Такие вытянутые серии воронок иногда преобразуются в карстово-эрозионный овраг.

Полья возникают в результате постепенного объединения воронок или опускания больших участков земной поверхности в результате карстового выщелачивания пород на глубине толщ. По длине полья простираются на сотни метров и даже километров, глубина достигает нескольких метров.

Каверны образуются в результате растворения пород по многочис­ленным трещинам. Карстующиеся породы становятся похожими на пчелиные соты.

Пещеры — подземные пустоты, формирование которых связано с растворением пород и сопровождается эрозией и обрушением. Коле­бание базиса коррозии нередко приводит к появлению пещер, распо­лагающихся в несколько этажей. В качестве примера можно привести Жигулевские горы.

В массиве карстующихся пород наблюдается обычно несколько пещер, связанных воедино ходами и трещинами, по которым цирку­лирует подземная вода. Пещерам свойственны озера и подземные реки. Пещеры разнообразны по форме и размерам. Наиболее крупной среди известных является Мамонтова пещера в Северной Америке. Если все проходы и галереи этой пещеры вытянуть в одну линию, то их длина составит 240 км. Высота одного из залов достигает 40 м при размере в плане 163 х 87 м. Самой высокой среди известных пещерой в мире является Анакопийская пропасть в Новом Афоне (Кавказ). Один из ее залов имеет высоту более 70 м.

Строительство в карстовых районах связано со значительными трудностями, так как карстующиеся породы являются ненадежным основанием. Пустотность снижает прочность и устойчивость пород, как оснований зданий и сооружений. Развитие карстовых форм может (вызвать недопустимые осадки или даже полное разрушение конструкций. Карстовый процесс особенно опасен для гидротехнических соо-ружений. Через карстовые пустоты возможны утечки воды из водохранилищ, каналов. При строительстве в карстовых районах не­обходимо осуществлять ряд мер, направленных на прекращение развития карстовых форм, повышения устойчивости и прочности пород:

• предохранять растворимые породы от воздействия поверхностных и подземных вод, что достигается планировкой территории, устройством системы ливнеотводов, покрытием поверхности слоем жирной глины, выполняющей роль гидроизоляции. Фильтрация подземных вод пресекается сооружением дренажных систем;

• упрочнять карстующиеся породы и одновременно предотвращать доступ в них воды, что может быть достигнуто нагнетанием в трещины и мелкие пустоты жидкого стекла, цементного или глинистого раство­ра, горячего битума.

В карстовых районах предусматривают строительство зданий ма­лочувствительных к неравномерным осадкам, фундаменты свайного типа и другие специальные конструктивные решения.

Для правильного проектирования зданий и сооружений в карстовых районах необходимы детальные инженерно-геологические исследования, которые должны носить комплексный характер. При этом изучают климат, растительность, гидрологию, геоморфологию, геологию мест­ности, подземные воды и в том числе все, что связано с самими карстовыми формами.

Инженерно-геологические исследования позволяют обнаружить и нанести на карту районы карстующихся пород, выделить наиболее опасные участки, где капитальное строительство практически невоз­можно, определить наличие карстовых форм под землей. В этом некоторую помощь могут оказать геофизические методы разведки, в частности, электроразведка.

Принципиальное значение имеет определение степени активности карстового процесса. В связи с этим различают: действующий карст, который развивается в современных условиях, и пассивный, или древ­ний карст, развитие которого происходило в прошлом. В таком карсте отсутствует циркуляция воды. Такие карстовые формы часто содержат делювиально-пролювиальный материал, задернованы, покрыты кус­тарниковой и даже древесной растительностью. При изменении базиса коррозии и других причин пассивный карст может перейти в активную стадию.

При активном карсте степень закарстованности пород продолжает возрастать. Для растущих карстовых форм характерны четкие очерта­ния, циркуляция воды, зияние трещин, отсутствие древесной расти­тельности.

Возможности возведения сооружения в районе активного карста определяют сроком службы и особенностями его эксплуатации. В связи с этим важное значение имеет определение скорости развития карсто­вого процесса. Для приближенной оценки степени закарстованности Территории и скорости развития карста существует ряд способов, в том числе длительное наблюдение за карстообразованием в данном районе.

Просмотров: 986

Вернуться в категорию: Почва


Источник: http://cozyhomestead.ru/Pochva_1691.html



Рекомендуем посмотреть ещё:


Закрыть ... [X]

На Студопедии вы можете прочитать про: Карстовые процессы. Подробнее Рисунок из квадратов крючком как вязать

Карстовые процессы связаны с Карстовые процессы связаны с Карстовые процессы связаны с Карстовые процессы связаны с Карстовые процессы связаны с Карстовые процессы связаны с Карстовые процессы связаны с

Похожие новости