Карстовые формы рельефа

Карстовые формы рельефа

Под карстом понимают процесс выщела­чивания горных пород главным образом под­земными, отчасти поверхностными и морски­ми водами и совокупность возникающих в ре­зультате специфических денудационных (коррозионных) форм рельефа. Вода при этом оказывает определенное механическое воздей­ствие на породы, но все-таки главное — вынос веществ из породы в растворенном со­стоянии. Название «карст» (от нем. Ка^5^) происходит от собственного названия плато Карст в Динарских горах. Сейчас оно носит словенское название Крас. Карстовые процес­сы и формы рельефа широко распространены на земном шаре. Причем во внетропических широтах развит провальный карст, а в эква­ториально-тропических преобладает выпуклый останцовый карст.

Развитию карста способствует ряд условий, прежде всего наличие легкорастворимых по­род: либо карбонатных (известняков, доломи­тов, мела и др.), либо некарбонатных (солей, гипса). Наибольшая растворимость у гипса, но известняки шире распространены, поэтому карст ассоциируется прежде всего с извест­няками. В соответствии с различными карсту-ющимися породами выделяют карбонатный, гипсовый и соляной карст. Важна и химиче­ская чистота породы: чем меньше содержится в ней нерастворимого остатка, тем значитель­нее выщелачивание. Карсту благоприятствуют трещиноватость пород, облегчающая условия для проникновения в них вод. Трещиноватость пород больше в горах, чем на равнинах, из-за значительных тектонических разрывных на­рушений. Важна и мощность карстующихся толщ — при их большой мощности карсто­вые процессы проявляются во всех видах, включая образование пещер, тогда как в ма­ломощных они образуют лишь воронки, блюд­ца и прочие небольшие формы рельефа. Боль­шое значение имеет содержание в воде углекислоты, вследствие чего она становится хи­мически агрессивной и увеличивает раствори­мость пород в десятки раз. Предпочтительны небольшие уклоны поверхности, при которых вода меньше стекает, больше просачивается в грунт. Необходимо достаточное, но не избы­точное количество осадков, так как низкое по­ложение уровня грунтовых вод обеспечивает вертикальную циркуляцию просачивающихся в грунты поверхностных вод.

Как уже говорилось, карстовый рельеф су­щественно различается в умеренных и тропи­ческих широтах. В умеренных широтах кар­стовые процессы зависят от глубины зале­гания грунтовых вод, которая для карста является базисом денудации. По этому при­знаку выделяют мелкий и глубокий карст. Для мелкого карста характерны быстрые темпы развития, но меньшая пересеченность местно­сти. Глубокий карст развивается дольше, но при этом образуются глубокие понижения на поверхности и многочисленные пещеры.

По месту расположения карсто­вых форм различают поверхностный и глу­бинный (подземный) карст. В свою очередь, поверхностный карст в зависимости от обна­женности на поверхности карстующихся пород подразделяется на два типа: открытый (го­лый, средиземноморский), когда карстующие-ся породы залегают непосредственно на по­верхности, присущ горным территориям, где лучше обнаженность коренных пород; и по­крытый (восточноевропейский), когда карс-тующиеся породы залегают на некоторой глу­бине под рыхлыми некарстующимися отложе­ниями.

К поверхностным формам карста относят­ся карры (шратты), воронки, котловины (ува­ла), полья.

Карры — комплекс узких борозд глубиной 1—2 м, отделенных друг от друга острыми гребнями. Карры — формы микрорельефа, которые образуются за счет растворения и ме­ханического разрушения поверхностными во­дами трещин пород. Местность, покрытую кар-рами, называют карровым полем. Карровые поля в конечном счете превращаются в вол­нистые равнины с хаотическими скоплениями глыб известняка. Они безжизненны, трудно­проходимы, их нельзя использовать даже для выпаса скота.

Воронки широко распространены в усло­виях и голого, и покрытого карста, как на междуречьях, так и по днищам балок. Это ок­руглые, обычно конусообразные понижения разного размера (до десятков, реже сотен ме­тров в диаметре) и разной глубины (от пер­вых метров до десятков метров). Маленькие плоскодонные воронки называются блюдцами. По происхождению воронки бывают: поверх­ностного выщелачивания (в условиях голо­го карста), провальные — в результате об­рушения кровли над подземными пустотами (в условиях и голого, и покрытого карста) и про-сасывания (в условиях покрытого карста), ког­да в вертикальные каналы на дне, так назы­ваемые поноры (от слова «нора»), вместе с водой вовлекается нерастворимая порода. В случае заиливания понора или повышения уровня грунтовых вод воронки могут превра­титься в постоянные или временные озера, ко­торым присущи сезонные колебания уровня воды.

При соединении множества воронок за счет разрушения перемычек между ними образуют­ся обширные замкнутые понижения — кот­ловины, или увала. У них обычно крутые фе­стончатые склоны, неровное дно, большие размеры: в длину — километры, в ширину — сотни метров, глубиной — первые десятки ме­тров.

Самые крупные карстовые формы — по-лья напоминают грабен в миниатюре. Это об­ширные продолговатые замкнутые понижения площадью более 200—300 км. глубиной сот­ни метров, с крутыми склонами, с холмами-останцами на днище, с ручьями и даже дерев­нями. Самые крупные полья — Ливанское площадью 379 км 2 в Боснии, Попово — 180 км в Герцеговине. По-видимому, они об­разуются при слиянии котловин вдоль линий тектонических разломов, т. е. предопределены тектоникой.

Подземные формы карста — колодцы, шах­ты, пропасти, пещеры.

Карстовые колодцы образуются в резуль­тате обрушения кровли над подземной пропа­стью. Колодцы имеют цилиндрическую форму и размеры до 20 м в ширину и глубину.

Шахты — узкие, глубокие (сотни метров) каналы-трубы. Стволы их могут быть прямо­линейные, ломаные, изогнутые. Образуются в результате расширения каналов-трещин, при­чем нередко закладываются на пересечении нескольких систем трещиноватости.

Комбинации естественных шахт с горизон­тальными и наклонными пещерами обычно называют карстовыми пропастями. Глубо­чайшая карстовая пропасть мира — Жан-Бернар глубиной 1535 м в Савойских Альпах Франции.

Пещеры — полости разнообразной формы и величины внутри горных пород, открываю­щиеся на земную поверхность одним или не­сколькими отверстиями. Образование пещер связано с интенсивной растворяющей способ­ностью воды в трещинах породы. Расширяя их, вода создает сложную систему каналов. Там, где вода циркулирует в горизонтальном направлении, ее растворяющий эффект наи­больший — образуется магистральный канал. В него из соседних каналов-трещин стягива­ется вода, и постепенно образуется подземная река в тоннеле. При обрушивании сводов об­разуются гроты. При понижении базиса дену­дации поверхностных и подземных рек послед­ние могут проложить себе новое русло, на бо­лее низком уровне. При этом прежние галереи становятся сухими, а пещеры — многоэтаж­ными.

В зависимости от количества и расположе­ния входных отверстий пещеры делятся на про­ходные и слепые. Проходные (сквозные) пе­щеры имеют отверстия с двух концов (вход и выход), хорошо вентилируются, и температу­ра в них близка к температуре наружного воз­духа. Слепые пещеры имеют одно входное от­верстие и по температурным условиям делят­ся на теплые и холодные в зависимости от расположения входного отверстия относитель­но полости пещеры. В теплых пещерах вход расположен в ее нижней части, так что хо­лодный воздух, заполняющий пещеру зимой, летом стекает из нее, уступая место теплому воздуху. В теплых пещерах археологи нередко находят наскальные рисунки, утварь и даже останки древних людей. Холодные пещеры имеют вход в верхней части. Зимой в них по­падает холодный воздух и, будучи тяжелым, остается там и летом, не успевая прогреться, а попавшая зимой влага может превращаться в лед. Ледяные пещеры с температурой ниже О °С распространены лишь в районах с мо­розными зимами. Например, в Пермской об­ласти находится Кунгурская ледяная пещера в гипсах длиной 4,6 км.

Для пещер характерны натечные кальци-товые образования: сталактиты — сосуль­ки, трубки, бахрома, свешивающиеся с потол­ка, и сталагмиты — столбы, поднимающи­еся вверх со дна пещеры навстречу свисаю­щим сталактитам. Соединяясь, они образуют сталагнаты — натечные колонны. Все эти живописные формы превращают пещеры в ска­зочные дворцы.

Самая большая карстовая пещерная сис­тема мира — Флинт-Ридж-Мамонтова, дли­ной 341 км в западных предгорьях Аппалачей, в известняках, открыта в 1809 г. Пещеры ши­роко распространены в Альпах, Динарских горах, Апеннинах, в Крыму, на Кавказе, на юге Китая, в Аппалачах, Тянь-Шане, на Подольской возвышенности и в других местах.

Пещеры — интересные природные объек­ты с особым климатом, гидрографией, орга­ническим миром. С пещерами связан между­народный туризм: в мире существует более 150 крупных пещерно-туристских комплексов (Югославия, Чехия, США). В теплых пеще­рах нередки археологические находки. В пещерах устраивают подземные газохрани­лища, выращивают грибы (шампиньоны), в соляных пещерах лечат бронхиальную астму. Изучением пещер в разных аспектах — их морфологией, гидрологией, климатом, про­исхождением, туристическим и хозяйственным использованием — занимается наука спелео­логия.

Карстовым ландшафтам умеренных широт присущи специфические черты природы. Преж­де всего это господство вогнутых замкнутых форм рельефа на поверхности и наличие пус­тот в толщах пород, достигающих размеров крупных пещер. Своеобразны гидрогеологиче­ские условия — слабое развитие поверхност­ных вод: рек и озер мало, территории почти безводные даже во влажном климате. Неболь­шие реки могут уходить в поноры, а затем ни­же по течению появляться вновь на поверх­ности. Так что формируется система прерыви­стых речных долин, элементами которой являются слепые долины, не имеющие устья, и мешкообразные долины с замкнутыми вер­ховьями. Подземные воды в карстовых районах отличаются сильным колебанием уровня воды. В долинах рек наблюдаются мощные «воклюзские» источники (названы по имени источника Воклюз в Южной Франции) с боль­шим, но изменчивым дебитом воды, достига­ющим 30—50 м 3 /с. Своеобразен и почвенно-растительный покров. Перегнойно-карбонат­ные почвы на элювии известняков обладают нейтральной или щелочной реакцией почвен­ного раствора, высоким процентом гумуса, они обычно щебенчатые. Среди растений много засухоустойчивых, типичны кальцефиты.

В карстовых районах затруднены гидротех­ническое строительство в связи с возможной утечкой воды из водохранилищ, прокладка же­лезных и шоссейных дорог из-за неизбежных провалов, строительство гражданских и про­мышленных объектов, особенно АЭС, по при­чине возможной деформации зданий.

Особый характер приобретает карстовый рельеф во влажном климате экваториально-тропических широт. Тропический карст — это останцовый карст в виде куполов, башен, усе­ченных конусов на фоне выровненной поверх­ности. Тропический карст — более зрелая фор­ма карстовой денудации, когда карстующиеся, обычно известняковые, толщи в основном уже уничтожены в результате интенсивного выще­лачивания и сохранились лишь останцы. Это­му способствует постоянно жаркий влажный климат, в связи с чем карстовый процесс раз­вивается на поверхности весь год. К тому же благоприятные для карста условия существу­ют там на протяжении нескольких геологиче­ских периодов — миллионы лет. Вследствие интенсивного развития органической жизни там обилие углекислоты и соответственно большая агрессивность поверхностных и под­земных вод. И еще одно необходимое усло­вие — мощная толща химически чистых мас­сивных трещиноватых известняков. В против­ном случае развиваются вогнутые формы карста, как в умеренных широтах.

Виды карстовых форм рельефа

Все карстовые формы рельефа делят на поверхностные, переходные и подземные.

Если карстующиеся породы непосредственно выходят на земную поверхность, то это открытый или голый карст. Если они перекрыты сверху некарстующимися отложениями, то это покрытый карст.

Голый карст встречается в горных районах, а покрытый – на равнинах. Выделяется еще закрытый карст. который отмечается в областях, где карстующиеся породы имеют большую мощность и в них содержится большое количество различных примесей.

После того, как растворимая часть этих пород полностью выщелачивается, образуется кора выветривания, не полностью красного цвета и называется терра-росса (красная земля). В дальнейшем развитие карста под этой корой идет обычным путем. Этот карст называется закрытым .

В районе открытого карста под действием дождевых или талых вод на поверхности известняков образуется микрорельеф карров. Это система гребней и разделяющих их борозд, глубиной до 2 м. Такая поверхность называется каровыми полями.

Переходные формы соединяют поверхностные и подземные зоны. В местах повышенной трещиноватости известняков, при вертикальной циркуляции воды образуются поноры. то есть каналы, поглощающие поверхностные воды. При их расширении формируются карстовые воронки. имеющие щелеобразную, или блюдцеобразную форму. При большом расширении трещины превращаются в колодцы и шахты. которые могут достигать большой глубины. Пример: глубина шахты Снежная на Кавказе составляет 1370 м .

Провальные, или поверхностные воронки, при слиянии образуют слепые овраги, увалы и самые крупные карстовые формы – полья. Полья – это обширные, обычно плоскодонные, с крутыми стенками, карстовые понижения в несколько километров, а иногда в несколько десятков километров в поперечнике. Так, площадь Попова полья в Югославии – 180 км 2 .

Полья могут иметь тектоническое происхождение, то есть карст развивается в крупных тектонических трещинах. Иногда они образуются за счет провала над подземной рекой, или путем размыва и выноса продуктов размыва нерастворимых пород, залегающих среди известняков.

К подземным формам карста относятся пещеры и пропасти.

Пещерами называют подземные полости, образующиеся в карстовых областях и имеющие один или несколько выходов на поверхность. Они образуются при расширении водой подземных трещин. Во многих пещерах на днищах, стенках или сводах образуются натечные формы. На потолке в виде сосулек – сталактиты, на дне пещеры – сталагмиты. При их слиянии образуются натечные колонны. В пещерах часто имеются подземные реки. Они зарождаются или на площади карстового массива, или начинаются за его пределами. Иногда подземны реки выходят на поверхность.

Карстовые формы рельефа

Карстовые формы рельефа (по Д. Г. Панову)

1 – кары; 2, 3 – воронки поверхностного выщелачивания; 4 – провальная воронка; 5 – карстовая долина; 6 – полье; 7 – пещера.

  1. Смольянинов В. М. Общее землеведение: литосфера, биосфера, географическая оболочка. Учебно-методическое пособие / В.М. Смольянинов, А. Я. Немыкин. – Воронеж. Истоки, 2010 – 193 c.

Карстовые формы рельефа

Карстовый рельеф — это формы рельефа образованные в процессе выщелачивания горных пород и выноса веществ в растворенном состоянии. Формы рельефа, образованные в результате данных процессов, делятся на поверхностные и подземные.

Поверхностные формы карста

К поверхностным карстовым формам отнoсятся желoбa и рвы, карры, воронки, блюдца и зaпадины, кoтлoвины, полья, останцы (Гвоздецкий, 1981).

Карры — это карстовые формы рельефа образованные выходом карстующих горных пород на поверхность. Карстующими горными породами могут быть известняк, мрамор, гипс, каменная соль и др. Вода, стекая по ним, растворяет их, при этом образуются борозды, каналы, трещины. Иногда карры могут быть разделены гребнями.

Карры встречаются на разных высотах — от низкого уровня моря и до вершин гор в областях снега и ледников. В высокогорных областях, где карры значительную часть года покрыты снегом, образование происходит с помощью, богатых углекислотой, талых вод. В равниных областях, важныю роль играют дождевые воды. Также карры встречаются нa морских побережьях и коралловых островах. Они были образованны, как результат растворяющего действия дождей и морской воды, в областях прибоя. Эти карры имеются в известняках на побережье Каспийского моря вблизи города Махачкала, также они встречаются в береговых известняках Австралии, на коралловых островах в Тихом океане.

По генетическому признаку карры разделяются на: карры возникшие на оголенной поверхности растворимой горной породы и карры, образованные под почвенно-растительным покровом.

По морфологическому признаку карры разделяются на желобковые, стенные, лунковые, трубчатые (в виде трубообразных цилиндрических углублений в гипсах) каменицы, бороздчатые, меандровые, трещинные.

Также выделяют структурные карры, возникшие на крутом известняковом откосе, разделенные узкими гребнями, которые соответствуют сильно кремнистым прослойкам.

Желобковые карры формируются под воздействием атмосферных осадков, при участии воды, обогащенной биогенной углекислотой при соприкосновении атмосферных осадков и талых вод с растительным покровом.

Трещинные карры отличаются от остальных путями удаления растворенного вещества. Если у большинства других типов карров оно осуществляется поверхностным стоком, то при образовании трещинных карров участвует и вынос растворенного вещества подземным путем, через трещины.

Карстовые желоба и рвы (более глубокие и обязательно с крутыми бортами) развиваются вдоль раскрытых тектонических трещин (нередко в результате разгрузки на крутых склонах) или вдоль трещин оседания склонов, или трещин «бортового отпора». Они тянутся на десятки и сотни метров, а иногда и на несколько километров, достигая различной ширины и глубины. На концах они замкнуты, на дне могут иметь многочисленные углубления. Прямолинейные рвы в известняках, разработанные по вертикальным тектоническим трещинам, шириной 2

4 м и глубиной до 5 м в Югославии называют богазами.

Карстовые воронки — это впадины имеющие блюдцеобразную, чашеобразную, коническую или цилиндрическую форму и образующиеся в растворимых в воде породах

Среди карстовых воронок выделяют три основных генетических типа:

1. Воронки выщелачивания или коррозионные, образованные при выносе выщелоченной на поверхность породы через подземные каналы в растворенном состоянии. Они имеют конусообразную форму, бывают симметричными и ассимметричными, симметричность воронок выщелачивания зависит от наклона поверхности и от залегаюших горных пород.

2. Провальные воронки, или гравитационные — это тип карстовых воронок, образующийся при обвале свода подземной полости, возникающей за счет выщелачивания пород на глубине и при выносе веществ в растворенном состоянии. Воронки формируются в зоне горизонтальной циркуляции, в случае провала кровли подземных карстовых пустот.

3. Воронки просасывания (коррозионно-суффозионные) — это тип карстовых воронок образующиеся при вымывании и проседании рыхлых покровных отложений в колодцы и полости карстующегося цоколя, при выносе частиц в подземные каналы.

Котловины. Воронки всех генетических типов, сливаясь своими краями, образуют сдвоенные, строенные и более сложные ванны и котловины. Выделяют два основных типа котловин — сложные, которые образуются при слиянии нескольких больших воронок и имеют углубления на дне, и плоскодонные котловины. Выделяют следующие генетические типы котловин: поверхностного выщелачивания, провальные, просасывания, а также созданные в комбинации с другими процессами, например, эрозионными. Крупные котловины поверхностного выщелачивания часто образуются за счет корродирующего действия талых вод снежных и фирновых пятен. Многие из таких котловин — наследие перигляциальных условий последней ледниковой эпохи.

Полье — Обширные продолговатые замкнутые впадины карстовых областей, обладающие ровным дном и крутыми иногда совершенно отвесными стенками.

Полье возникает в результате развития и соединения карстовых котловин, образовавшихся из слившихся воронок.

Форма в плане различна от сильно вытянутой в длину до овальной и круглой, а у больших не правильной лопастной, произошедшей от слияния нескольких меньших польев. Обычно длина польев больше ширины, самое малое в 2 — 3 раза, а иногда и в 10 — 20 и даже 30 раз. Площадь изменяется от 2 — 3 до 400 км 2 .

Образование польев проходит несколькими путями. Небольшие провальные полья — это результат обрушения сводов тоннелей подземных карстовых рек. Коррозионные, возникают при слияния карстовых котловин и воронок. Тектонические полья встречаются на опущенных по разломам участках. Также встречаются суффозионные полья, образованные в результате выноса в поноры некарстующихся пород, залегающих среди карстующихся.

Останцовый карст представлен, как зрелая стадия расчленения приподнятых известняковых массивов. Крутизна склонов останцов связана с вертикальной трещиноватостью известняков и ослабленностью склонового стока из-за их водопроницаемости. Огромное значение уделяется обваливанию известняков по трещинам связанному с подтачиванием останцов водами, заливающими равнины по их основанию, также на этот процесс влияю грунтовые воды, залегающие у базисной поверхности. В основании останцов из-за этого возникают развивающиеся в горизонтальном направлении коррозионные ниши. Подтачивание останцов боковой коррозией поверхностных вод способствует накоплению на базисной поверхности водоупорных осадочных глин. Распределению реликтового останцового карста способствует смещение экватора в ходе развития Земли.

Переход от поверхностных форм к пещерам типа гротов представляют навесы и ниши. Нередко они бывают интересны в археологическом отношении. Часто это поверхностные образования, которые возникли из-за более интенсивного выщелачивания отдельных слоев или пачек слоев стекающими по обрыву водами, при большом значении биохимического выветривания (под действием поселяющихся на периодически увлажняемых поверхностях низших растений). В речных долинах и на берегах морей в поверхностном выщелачивании основную роль играют речные и морские воды. На морских берегах растворяющее действие морской воды сочетается с абразией.

В процессе образования более глубоких ниш существенное значение приобретают коррозия за счет вод, просачивающихся по трещинам в горной породе, и, кроме того, обрушение глыб породы из-за расширения трещин вследствие выщелачивания их плоскостей.

В известняковых нишах субтропических и тропических областей встречаются натечно-капельные образования. Сталактиты, сливаясь, образуют занавеси и драпировки.

Естественные мосты и арки чаще всего возникают при обрушении потолка пещерных тоннелей, а иногда и ниш.

Наиболее распространенные поверхностныеформы рельефа карстовых областей

В зависимости от того, выходят ли карстующиеся породы на земную поверхность или они перекрыты сверху некарстующимися отложениями, различают голый и покрытый карст (Н.А. Гвоздецкий выделяет еще задернованный и погребенный карст). Голый карст чаще всего свойственен горным территориям, где наиболее интенсивно идут процессы денудации, покрытый — равнинам. Наибольшее разнообразие форм рельефа и наибольшая активность карстовых процессов обычно свойственны голому карсту.
Дождевые или талые воды, стекая по поверхности известняка, разъедают стенки трещин. В результате образуется микрорельеф карров, или шраттов, — система гребней и разделяющих их рытвин или борозд. Борозды и гребни располагаются примерно параллельно друг другу, если четко выражено падение слоев и трещиноватость пород совпадает с направлением падения. При более сложной системе трещиноватости карры располагаются беспорядочно, пересекаются, разветвляются и вновь сливаются. Глубина борозд может достигать 2 м.
Покрытые каррами пространства называют карровыми полями (рис. 100). По мере расширения трещин гребни становятся уже, надламываются и распадаются на отдельные обломки. Такие старые карровые поля нередко представляют собой 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.

При растворении известняков всегда остается нерастворимая часть, представленная глинистым материалом часто красного или кирпичного цвета. Этот элювиальный материал, накапливаясь на поверхности пород, образует своеобразную кору выветривания, характерную для карстовых областей, — так называемую терра- росса (красная земля). При значительном накоплении в трещинах глинистый материал терра-росса может полностью закупорить их, и тогда процесс каррообразования прекращается.
При интенсивной вертикальной циркуляции воды процесс растворения карстующихся пород приводит к образованию попоров — каналов, поглощающих поверхностные воды и отводящих их в глубину закарстованного массива. Размеры и форма поноров 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.
alt=»» />Расширение устьев поноров в процессе дальнейшего поверхностного растворения приводит к образованию карстовых воронок. Размеры и формы воронок зависят от возраста, типа карстующихся пород и их залегания: от щеле- и блюдцеобразных до колодцеобразных (рис. 101). В покрытом карсте воронки образуются не только за счет растворения, но и в результате механического выноса — суффозии — в поноры залегающих с поверхности нерастворимых пород. Такие воронки называют карстово-суффозионными, или воронками просасывания. Замкнутые карстовые впадины небольших размеров (диаметром редко до сотни метров) в западноевропейской литературе носят название долины.
Карстовые формы рельефа обычно беспорядочно разбросаны по поверхности карстового массива (рис. 102, приложение 15) или сосредоточены вдоль определенных линий, обусловленных направлением подземного стока или залеганием карстующихся пород. Эти формы не являются “застывшими”, они могут переходить одна
Рис. 101. Типы карстовых отрицательных форм
рельефа:
А — блюдцеобразная западина просасывания;
Б — воронка просасывания; В — карстовый коло-
дец провального происхождения; 1 — некарстую-
щиеся породы; 2 — карстующиеся породы

Карстовые формы рельефа
Рис. 102. Беспорядочно разбросанные карстовые воронки на пологом склоне

в другую. Так, карстовое блюдце в результате углубления может перейти в карстовую воронку (см. рис. 101), а карстовый колодец — в результате выполаживания склонов — в карстовую воронку (рис. 103).
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 (нескольких десятков или сотен метров). Одна из таких шахт-“пропастей” в Пиренеях (Пьер- Сен-Мартен) достигает глубины 1332 м, а пропасть Снежная на Кавказе — 1370 м. Общее направление шахт-пропастей близко к вертикальному, но отдельные их участки могут быть почти горизонтальными или наклонными.

Шахты часто закладываются
Карстовые формы рельефа
Рис. 103. Превращение колодце образного провала (А) в воронкообразную
западину (Б)

на пересечении нескольких систем трещиноватости. При дальнейшем растворении стенок шахты могут превратиться в достаточно широкие подземные ходы и пещеры.
Естественными колодцами нередко называют формы типа естественных шахт, но меньших размеров. Некоторые исследователи закрепляют термин “колодец” за формами, которые образуются не за счет поверхностного выщелачивания, а путем обрушения свода над подземной полостью. В таких случаях возникают отрицательные формы рельефа цилиндрической формы, с вертикальными стенками и загроможденным обломками дном. Часто такие колодцы располагаются рядами, как бы отмечая на поверхности направление подземных галерей, над которыми они образуются.
Провальные, или поверхностные, воронки, сливаясь, образуют слепые овраги или формы довольно причудливых очертаний, получившие название “увала”. Известны, например, увала до 700 м в поперечнике при глубине до 30 м. Такие образования представляют собой как бы переходные формы к еще более крупным карстовым ваннам — польям.
Полья — обширные, обычно плоскодонные, с крутыми стенками карстовые понижения в несколько километров, а в некоторых случаях в несколько десятков километров в поперечнике. Например, площадь Попова полья в западной Герцеговине достигает 180 км2. По ровному дну иногда протекает водоток, который в большинстве случаев появляется из одной стенки полья и скрывается в подземной галерее в противоположной стенке.
Происхождение польев не всегда ясно. Видимо, они образуются разными путями. Некоторые исследователи считают, что полье —- это одна из поздних стадий развития карстового рельефа, образующаяся за счет слияния многих карстовых воронок и котловин. Если в ходе развития карстового процесса достигается базис карстовой денудации — уровень грунтовых вод, дальнейшее развитие такой формы будет возможно только за счет отступания стенок, т.е. роста в ширину, что и приводит к образованию полья. Однако часто встречаются полья с сухим дном, а иногда с многочисленными карстовыми формами, либо приуроченными к поверхности дна полья, либо погребенными под продуктами выветривания.
Возможны и другие случаи образования польев. Прежде всего выделяют полья тектонического происхождения. Это грабены или мульды, получившие черты карстовых образований со всеми свойственными им морфологическими и гидрогеологическими особенностями, присущими карсту. Как правило, это наиболее крупные полья. Примером такого полья является уже упоминавшееся Попово полье в Югославии. Нередко в его строении принимают участие и некарстующиеся породы.
Полья могут образоваться 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. Стенки такого полья представляют собой отпрепарированные контакты между нерастворимой породой и известняками. По мнению Н.А. Гвоздецкого, такое происхождение имеет, например, Шаорское полье в Западной Грузии.
Формирование крупной карстовой котловины (полья) может произойти за счет слияния более мелких отрицательных форм рельефа. Очертания таких польев обычно бывают очень изрезанными. Наконец, полья могут образоваться путем провала над подземной долиной реки. О возможности подобного происхождения польев свидетельствует наличие своеобразных форм рельефа: это естественные мосты — остатки обрушившегося свода подземной галереи, соединяющие два противоположных склона полья. Таково, например, происхождение Ракбахского полья в Хорватии. По дну этого полья протекает река, которая появляется с одной стороны полья и уходит вновь в подземную полость в противоположной части полья.
Г. Лун, исследовавший карст в Западном Тавре (Турция), пришел к выводу, что полья Западного Тавра первоначально были речными долинами, но развитие карстового процесса привело к исчезновению рек. Дальнейшее расширение брошенных долин и превращение их в полья связано с корродирующим воздействием на стенки котловин временно заливающих их вод. Накопление водоупорных продуктов выветривания на дне польев, во-первых, способствует задержанию временных вод, а во-вторых, препятствует дальнейшему развитию карста вглубь.

НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ПОВЕРХНОСТНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА КАРСТОВЫХ ОБЛАСТЕЙ

В зависимости от того, выходят ли карстующиеся породы на земную поверхность, или они перекрыты сверху некарстующимися отложениями, различают голый и закрытый (покрытый) карст. Голый карст чаще всего свойствен горным территориям, где наиболее интенсивно идут процессы денудации, закрытый — равни­нам. Наибольшее разнообразие форм рельефа и наибольшая активность карстовых процессов обычно свойственна голому карсту.

Дождевые или талые воды, стекая по поверхности известняка, разъедают стенки трещин. В результате образуется микрорельеф карров или шраттов— система гребней и разделяющих их рытвин или борозд. Борозды и гребни располагаются примерно парал­лельно друг друга, если четко выражено падение слоев и трещиноватость 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.

При растворении известняков всегда остается нерастворимая часть, представленная глинистым материалом красного или кирпич­ного цвета. Этот элювиальный материал, накапливаясь на по­верхности пород, образует свое­образную кору выветривания, ха­рактерную для карстовых обла­стей,—так называемую терра-росса (красная земля). При зна­чительном накоплении в трещи­нах глинистый материал терра-росса может полностью закупо­ривать их и тогда процесс каррообразования прекращается. Сле­довательно, трещиноватость—одно из основных условий каррообразования,

При интенсивной вертикальной циркуляции воды процесс ра­створения карстующихся пород приводит к образованию понор— каналов, поглощающих поверхностные воды и отводящих их в глу­бину закарстованного массива. 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.

Расширение устий понор в процессе дальнейшего растворения приводит к образованию карстовых воронок различных размеров и форм в зависимости от возраста, типа карстующихся пород и их залегания: от щеле- и колодцеобразных до блюдцеобразных (рис. 73).

Карстовые формы рельефа

Рис. 73. Типы карстовых отрица­тельных форм рельефа: А — блюдцеобразная западина просасывания; Б— воронка просасывания; В — карстовый колодец проваль­ного происхождения: /—некарстующиеся породы; 2—карстующиеся породы

В закрытом карсте воронки образуются не только за счет растворения, но и в результате механического выноса — суффо­зии— в поноры залегающих с поверхности нерастворимых пород. Такие воронки называют карстово-суффозионными или воронками просасывания. Карстовые блюдца, воронки и неглубокие колодцы в западноевропейской литературе носят название долины.

Карстовые формы рельефа могут быть беспорядочно разброса­ны 110 поверхности карстового массива или сосредоточены вдоль определенных линий, обусловленных направлением подзем­ного стока или залеганием карстующихся пород. Эти формы не яв­ляются «застывшими». Они могут переходить одна в другую. Так, карстовое блюдце в результате углубления, а карстовый колодец в результате выполаживания склонов могут превратиться в карсто­вую воронку (рис. 74).

Карстовые формы рельефа

Рис. 74. Превращение колодцеобразного провала (.4) в воронкообразную впадину (5) (по И. С. Щукину)

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 (в несколько десятков или сотен метров). Одна из таких шахт в северной Италии, в окрестностях г. Верона, достигает глубины 637 м. Общее направление шахт близко к вертикальному, но имеются и значительные отклонения, отдельные участки шахт могут быть почти горизонтальными или наклонными. Шахты часто закладываются на пересечении несколь­ких систем трещиноватости. При дальнейшем растворении стенок шахты могут превратиться в достаточно широкие подземные ходы в пещеры.

Естественными колодцами нередко называют формы типа есте­ственных шахт, но меньших размеров. Некоторые исследователи закрепляют термин «колодец» за определенными формами, кото­рые образуются не за счет поверхностного выщелачивания, а путем обрушения свода над подземной полостью. В таких случаях возни­кают отрицательные формы рельефа цилиндрической формы, с вертикальными стенками и загроможденным обломками дном. Часто такие колодцы располагаются рядами, как бы отмечая на поверхности направление подземных галерей, над которыми они образуются.

Провальные, или поверхностные, воронки, сливаясь, образую’. слепые овраги или формы довольно причудливых очертаний, получившие название «увала». Известны, например, увала до 700 м в поперечнике при глубинах до 30 м. Такие образования представ­ляют собой как бы переходные формы к еще более крупным кар­стовым ваннам — польям.

Полья — обширные, обычно плоскодонные и с крутыми стенка­ми карстовые понижения в несколько километров, а в некоторых случаях—в несколько десятков километров в поперечнике. Пло­щадь Попова полья в западной Герцеговине (Югославия) дости­гает, например, 180 км 2. По ровному дну полья иногда протекает водоток, который в большинстве случаев появляется из одной стенки полья и скрывается в подземной галерее в противоположной стенке.

Происхождение польев не всегда ясно. Видимо, они образуются разными путями. Некоторые исследователи считают, что полье— это одна из поздних стадий развития карстового рельефа, образую­щаяся за счет слияния многих карстовых воронок и котловин. При этом, если в ходе развития карстового процесса достигается базис карстовой денудации—уровень грунтовых вод, дальнейшее развитие такой формы будет возможно только за счет отступания стенок, т. с. роста в ширину, что и приводит к образованию полья. Однако довольно часто встречаются полья с сухим дном, а то и с многочисленными карстовыми формами, либо приуроченными к поверхности дна полья, либо погребенными под продуктами вы­ветривания.

По всей вероятности, возможно не менее четырех различных слу­чаев образования польев. Прежде всего выделяют полья тектониче­ского происхождения—грабены или мульды, получающие черты карстовых образований со всеми свойственными им морфологиче­скими и гидрогеологическими особенностями, присущими карсту. Как правило, это наиболее крупные полья. Примером такого полья является уже упоминавшееся Попово полье в Югославии. Нередко в строении тектонического полья принимают участие и некарстующиеся породы.

Полья могут образоваться 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. Стенки такого полья представляют собой отпрепарированные контакты между нераство­римой породой и известняками. По мнению Н. Л. Гвоздецкого, та­кое происхождение имеет, например, Шаорское полье в Западной Грузии.

Третий путь образования полья уже упоминался—это формиро­вание крупной карстовой котловины за счет слияния более мел­ких отрицательных форм рельефа. Очертания таких польев обычно бывают очень изрезанными.

Наконец, полья могут образоваться путем провала над подзем­ной долиной реки. О возможности подобного происхождения польев свидетельствует наличие таких своеобразных форм рельефа, как естественные мосты — остатки обрушившегося свода подземной

галереи, соединяющие два противоположных склона полья. Таково, например, происхождение Ракбахского полья в западной части Югославии. По дну этого полья протекает река, которая появля­ется с одной стороны полья и уходит вновь в подземную полость в противоположной части полья.

Г. Лун, исследовавший карст в Западном Тавре (Турция), при­шел к выводу, что полья Западного Тавра первоначально были речными долинами, но развитие карстового процесса привело к исчезновению рек. Дальнейшее расширение брошенных долин II превращение их в полья связано с коррелирующим воздействием на стенки котловин временно заливающих их вод. Накопление во­доупорных продуктов выветривания на дне польев, во-первых, спо­собствует задержанию временных вод, а во-вторых, препятствует дальнейшему развитию карста вглубь.

infopedia.su не принадлежат авторские права, размещенных материалов. Все права принадлежать их авторам. В случае нарушения авторского права напишите сюда.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *