Влияние уклона поверхности рельефа на распространение карста (по Д. С. Соколову) - Особенности карста

Уклон поверхности

Площадь воронок

От общей площади

Распространения

Карбонатных

Пород, %

Число воронок

Процент воронок

Средняя плотность воронок на 1 км2

<0,02 0,02-0,04 0,04-0,06

0,06-0,1

>0,1

18

    36 18 10 18

124

    225 81 41 30
    24 44 17 9 6
    15,9 14,2 10,3 9,7 4,0

Всего:

100

501

100
    11,5 (средняя)

Влияние уклона поверхности рельефа является доминирующим фактором. На участках с малыми уклонами, где интенсивнее развивается инфильтрация дождевых и талых вод, в оврагах и на водоразделах, где небольшая мощность рыхлых отложений, карст распространен больше. В районах распространения сульфатных пород карст интенсивен и на склонах, что связано с большей растворимостью и пластичностью сульфатов.

Условия залегания пород, их трещиноватость и раздробленность. В породах, прикрытых, изолированных с поверхности более молодыми водонепроницаемыми породами, карст развивается слабо или вообще не образуется, и, наоборот, в породах, обнаженных или прикрытых рыхлыми водопроницаемыми породами малой мощности, - развивается легче. В горизонтально залегающих породах карст развивается по их простиранию, в крутонаклонных или поставленных на голову -- на глубину, а в моноклинально залегающих -- как по простиранию, так и по падению, такое залегание пород наиболее благоприятно для развития карста, его глубинных форм.

Трещиноватость и раздробленность пород создают большую скважность, облегчающую проникновение и движение подземных вод. Трещиноватость определяет направленность его развития и формирование закарстованных зон, слоев и горизонтов (раскрытие скрытых и закрытых трещин, разуплотнение пород в сторону свободного пространства и появление новых трещин разгрузки или упругого отпора). Тектонические трещины образуют взаимно пересекающиеся системы, которые определяют направление путей движения потоков воды, растворение и выщелачивание пород и пространственное распределение глубинных форм карста. Здесь формируются карстовые каналы, проходы, галереи, пещеры и другие формы; по литогенетическим трещинам - возникают закарстованные слои и горизонты.

Новейшие и современные тектонические движения поддерживают или усиливают контрастность (энергию) рельефа, большие градиенты и уклоны поверхности рельефа и уровня подземных вод, скорости их движения, что способствует интенсивности развития карста.

Инженерная деятельность, строительство подпорных гидротехнических сооружений, интенсивная откачка воды из недр Земли, сброс производственных агрессивных вод в толщи пород и другие действия создают условия, способствующие развитию карста.

При определении степени активности карстового процесса различают: активный, действующий карст, который развивается в современных условиях, и пассивный, или древний, развитие которого происходило в прошлом, циркуляция воды отсутствует, формы часто содержат делювиально-пролювиальный материал, задернованы, покрыты 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.

По степени устойчивости карстовые районы подразделяются на 5 категорий:

    - весьма неустойчивые, образуются по 5-10 воронок в год на 1 км2; - неустойчивые -- 1-5 воронок в год на 1 км2; - средней устойчивости -- 1 воронка на 1 км2 за время от года до 20 лет; - устойчивые -- 1 воронка на 1 км2 за 20-50 лет; - весьма устойчивые, на которых отсутствуют или имеются лишь старые воронки; свежих провалов не зарегистрировано за последние 50 лет.

Уменьшение закарстованности пород с глубиной связано с уменьшением скважности, водопроницаемости пород, градиентов напора, интенсивности водообмена, степени агрессивности вод и зависит от орографии (горные и равнинные районы), особенностей геологического разреза, условий залегания карстующихся пород и др.

Карст связан с дренирующим влиянием:

1) эрозионных врезов; в бортах речных долин наиболее благоприятными путями развития карста являются трещины разгрузки - упругого отпора;

Удаленных эрозионных врезов или других очагов разгрузки подземных вод; здесь наиболее благоприятными путями развития карста являются наиболее слабые растворимые горизонты и слои пород благодаря их петрографическим особенностям и повышенной трещиноватости (литогенетические трещины);

Зон тектонических нарушений при нисходящем и восходящем движении подземных вод.

Коррозионный процесс регулируется положением базиса коррозии - дренирующей зоны, в пределах которой дальнейшее растворение и выщелачивание пород практически прекращаются. Он может располагаться на уровне базиса эрозии либо гипсометрически ниже или выше его, являться местным по отношению к карстующемуся массиву или быть общим для всего карстового района и не везде ограничивает глубину распространения коррозионного процесса. В условиях напорных карстовых вод, при восходящем их движении в сторону дренирующего влияния зоны базиса коррозии, процесс может развиваться глубже базисов коррозии и эрозии. При установлении положения базиса коррозии необходимо знать гидродинамическую схему движения карстовых вод. В этом суть отличия базиса коррозии и базиса эрозии, ниже которого поток теряет свою живую силу и размыв прекращается. По отношению к базису коррозии в пределах карстующегося массива горных пород можно выделить определенные зоны, различающиеся по степени развития карста, условиям движения подземных вод и их режиму.

Гидродинамическая зональность карста прослеживается в вертикальном и горизонтальном направлениях, обусловлена рельефом, литологическим разрезом пород и положением базиса дренирования карстовых вод.

В однородном по литологии и водопроницаемости карстующемся массиве равнинно-платформенных областей (при постоянном уровне дренирования) выделяются гидродинамические зоны: вертикальные (по Д. С. Соколову): I - аэрации, с большой закарстованностыо, идет нисходящее движение вод с большими скоростями; водный режим определяется количеством и годовым распределением осадков; II - сезонных колебаний; III - зона полного насыщения, с обособлением подзоны д непосредственной разгрузки у дренирующего водотока; IV - зона глубинной циркуляции, замедленного движения подземных вод в сторону очагов разгрузки, вне влияния местной гидрографической сети. Это зона малой закарстованности пород; горизонтальные (по А. Г. Лыкошину): А - присклоновая; Б - придолинная и В - приводораздельная.

Наиболее энергично карстовые процессы происходят в зонах: сезонных колебаний уровня подземных вод, в которые периодически и глубоко в массив проникают маломинерализованные воды реки или водохранилища, где за время низких уровней накопились более растворимые продукты выветривания; присклоновой, где большие градиенты и скорости инфильтрации; непосредственной разгрузки под или вблизи дренирующего русла. Наиболее полно гидродинамическая зональность проявляется в зрелую стадию развития карста.

Отмеченные закономерности иногда нарушаются. Усложнение в схему вносят тектонические нарушения (разломы, крупные трещины и др.), которые могут быть как дренами, так и зонами разгрузки напорных вод.

Похожие статьи




Влияние уклона поверхности рельефа на распространение карста (по Д. С. Соколову) - Особенности карста

Предыдущая | Следующая