Под воздействием вод (рис. 1).

Карстовые явления связаны с карбонатными ( , доломит , мрамор и пр.) и некарбонатными ( , ангидрит , ) породами. В пределах материков обнажённые и погребённые карстующиеся карбонатные породы занимают до 40, гипсы и ангидриты около 7, каменная соль до 4 млн. км 2 . Карбонатные породы растворяются при участии свободной углекислоты или других минеральных и органических кислот. Растворение сульфатных пород и каменной соли может происходить в чистой воде, но наличие в воде растворённой соли, не имеющей общего иона с солью, образующей растворимую породу, повышает растворимость. Развитие карста происходит под совокупным воздействием поверхностных и подземных вод . Растворение горных пород часто сопровождается механическим размывом. Размыв может подготавливаться растворением спаек между зёрнами, что освобождает их от сцепления и облегчает смыв.

Для поверхности площадей развития карста характерны мелкие борозды и углубления — карры, замкнутые понижения (воронки, котловины, полья, естественные колодцы и шахты , слепые овраги и долины), ниши в обрывах. В известняковом карсте тропиков распространены останцы (моготе). Наиболее типичны воронки (конические, котло-блюдцеобразные либо в виде ям неправильной формы) диаметром от 1 до 200 м и более и глубиной от 0,5 до 50 м, а иногда значительно больше. На дне воронок и других понижений встречаются водопоглощающие отверстия — поноры, часто являющиеся началом шахт или колодцев, пропастей, иногда достигающих глубины более 1000 м (максимальная глубина 1410 м — пропасть Жан-Бернар в Альпах, Франция). Котловины и воронки могут то заполняться водой, то осушаться (периодически исчезающие озёра). Котловины, имеющие площадь до нескольких десятков и сотен км 2 , с исчезающими водотоками известны под названием польев. В закарстованных массивах образуются различные подземные ходы , полости , пещеры , которые часто развиваются вдоль трещин. Одна из крупнейших пещер мира Мамонтова с пещерной системой Флинт-Ридж ( , Кентукки) достигает 341 км суммарной длины; самая крупная пещера в — гипсовая Оптимистическая (Подолия) длиной около 150 км. Суммарную длину более 100 км имеют пещеры Хёллох (Швейцария, Альпы), Джуэлл (США, Южная Дакота) и Озёрная ( , Подолия), 9 пещер мира длиной более 50 км, 14 — более 40 км. Комплекс поверхностных и подземных карстовых форм наиболее полно выражен в том случае, когда поверхность растворимых обнажена (голый карст); менее выражен, когда эти горные породы перекрыты слоем почвы и дёрна (задернованный карст), нерастворимыми рыхлыми осадками (покрытый карст), полускальными и скальными образованиями (бронированный карст). В случае глубокого погребения растворимых пород под некарстующимися толщами образуется т.н. погребённый карст.

Карстовые местности бедны поверхностными водотоками. Для них характерны исчезающие под землю пещерные реки, мощные (тип воклюз), иногда субмаринные источники (выходы пресной воды на дне моря). С карстовыми явлениями внешне сходны явления псевдокарста, возникающие во льду и мёрзлых грунтах (Термокарст), в мелкообломочных и грунтах (кластокарст, глинистый карст, лёссовый карст, механический карст, суффозия, просадки). В их развитии основную роль играют другие, не типичные для карста физикческие процессы: таяние льда, механическое воздействие движущейся воды и пр.

Карст осложняет добычу полезных ископаемых , залегающих ниже или на уровне карстующихся пород. В этом случае карстовые воды обводняют горные выработки ( на Урале , Прибалтийский сланцевый бассейн , Миргалимсайское полиметаллическое месторождение в Казахстане). Наряду с этим, повышенная водоотдача и водопроницаемость карстующихся пород может благоприятствовать размещению в них дренажных выработок и осушению через их толщу (Соколовское, в и др.). Быстро развивающийся соляной карст затрудняет разработку каменных и калийных солей . В карстовых полостях часто накапливаются полезные ископаемые , образуя месторождения бокситов ( , плотности застройки и др.); устройство противофильтрационных завес и др. Строительное и хозяйственное освоение закарстованных областей требует проведения комплексных инженерно-геологических изысканий с применением съёмки, разведки, геофизических, стационарных, лабораторных и других видов исследований. В практических целях карст используется путём каптажа карстовых источников, дренирующих галерей, колодцев; разработки месторождений, формирование которых связано с палеокарстом; приспособления карстовых пустот для подземных хранилищ; освоения карстовых пещер как объектов для туризма.

Карст (карстовый процесс)

Карстовые процессы имеют на территории России широкое распространение. Это западное Приуралье, Русская равнина, Прианга-рье и во многих других местах Сибири, Кавказа, Дальнего Востока. Расположение карстовых районов на территории Москвы показано на рис. 76.

Под карстовым процессом понимают процесс выщелачивания горных пород, т. е. процесс растворения и выноса какой-то части горных пород из массива в растворенном виде. Следовательно, для возникновения и протекания этого процесса необходимо выполнение следующих основных условий:

• 1) наличие массива растворимых горных пород,
• 2) движущиеся поверхностные или подземные воды определенного химического состава.

Долгопрудный

Северный

Солнцево

Рис. 76. Карта зон карстовой и карстово-суффозионной опасности на территории Москвы (авторы: В.М. Кутепов, Н.Г. Анисимова, И.А. Кожевникова,

И.В. Козлякова, М.М. Максимов, В.С. Саянов, 1996).

1 - весьма опасная; 2 - опасная; 3 - малоопасная.

4 - весьма опасная; 5 - опасная; 6 - неопасная

Карст - это прежде всего процесс растворения горных пород и поэтому его иногда называют химической суффозией в отличие от рассмотренной выше механической суффозии. Среди горных пород наиболее растворимыми водой являются соли, гипсы с ангидритами и известняками, но скорость растворения у них различная. Так, если для растворения одной части каменной соли достаточно трех частей воды, то для гипса нужно уже 480 частей, а для известняков - от 1000 до 30 000 частей воды, а это означает, что в природных условиях процесс карстования массивов этих пород растягивается на очень многие годы. Растворяющее действие воды на карбонатные породы усиливается под действием свободной углекислоты, а гипс сильнее растворяется солоноватыми водами, тогда как соли интенсивнее растворяются в слабоминерализованной воде и тем сильнее, чем она по составу ближе к дистиллированной. Помимо этого растворяющее действие воды связано с повышенными температурой, скоростью движения и с наличием трещин в карстующихся породах. Очень большое влияние на развитие карстовых процессов оказывает климат, т. е. количество и распределение атмосферных осадков по сезонам года, тепловые характеристики горных карстующихся пород, так, например, на Урале до 50 % карбонатных солей выносится водами весной.

Процесс растворения наиболее активно протекает в породах, расположенных выше уровня подземных вод. Ниже этого уровня воды уже могут быть насыщены солями, скорость движения воды весьма невелика и карстовый процесс происходит очень медленно либо вообще не происходит и, более того, трещины в горных породах здесь могут цементироваться различными веществами, которые переносятся подземными водами. В связи с этим в массивах карстующихся пород выделяют две зоны: верхнюю, где в основном происходит растворение, и нижнюю, которую называют зоной цементации (рис. 77). В геологическом отношении различают два типа карста: открытый (средиземноморский), при котором растворимые породы лежат на поверхности земли, и закрытый (восточно-европейский), когда массивы карстующихся пород перекрыты нерастворимыми породами, как правило, четвертичного возраста.

Следует отметить, что под карстом часто понимают не только процесс, но и его результат, т. е. специфические формы, образующиеся в породах в результате растворения. Сам термин «карст» происходит от одноименного названия известкового плато Карст в Словенских Альпах, где карстовые формы выражены очень широко и наиболее ярко. Для открытого типа карста характерны такие формы, как карры, воронки, полья, а для закрытого типа - каверны и пещеры.

Рис. 77.

/-зона развития пустот; II - зона цементации; / - атмосферные воды; 2-суглинки

Карры - мелкие борозды и канавы на склонах рельефа, образованные в основном выщелачиванием известняков поверхностными атмосферными водами. Глубина их изменяется от 5 до 50 см и редко достигает 1-2 м.

Воронки - замкнутые углубления различных форм и размеров. Их диаметр колеблется от нескольких метров до десятков метров, а глубина чаще всего изменяется в пределах 5-20 м. По происхождению они подразделяются: 1) на воронки поверхностного выщелачивания;

2) провальные воронки. Первые напоминают воронку от взрыва снаряда или бомбы и образуются за счет выщелачивания карстующихся пород атмосферными водами на отдельных участках с постепенным углублением. Обычно на дне таких воронок располагается понор - канал, по которому уходит вода. Провальные воронки возникают в результате обрушения кровли подземных карстовых пустот, например пещер.

Полья - воронки неправильной, обычно вытянутой формы, образующиеся в результате объединения поверхностных или, реже, провальных карстовых воронок. Полья могут простираться на десятки и сотни метров при глубине в несколько метров.

Каверны - мелкие, но многочисленные подземные пустоты, которые образуются по трещинам пород, где активно фильтруется вода. Породы становятся похожими на пчелиные соты. Каверны соединяются друг с другом и другими пустотами за счет токов воды.

Пещеры - крупные подземные пустоты различных форм и размеров, как по площади, так и по высоте потолков. Наиболее крупная пещера в Северной Америке (Мамонтова), которая со всеми ответвлениями имеет общую длину до 341 км. Площадь одного из залов 163 х 87 м при высоте потолка 40 м, в ней текут три реки и действует 8 водопадов. На Кавказе (Новый Афон) имеется пещера с высотой потолка 70 м. Вполне очевидно, что время образования таких пустот измеряется тысячелетиями. Пещеры могут располагаться в несколько этажей, как, например, в Жигулевских горах, и почти всегда сообщаются друг с другом.

Интересно отметить, что для карстовых районов характерно исчезновение рек. Вода уходит по карстовым каналам под землю, протекает там в виде подземной реки и где-то снова выходит на поверхность, например, р. Неретва на Балканах четырежды уходит под землю и появляется вновь. Карстовые процессы могут проникать глубоко под землю, так отмечены случаи, когда они наблюдаются на глубине до 1300 м (Средняя Азия).

Строительство автодорог и аэродромов в карстовых районах сопряжено с большими трудностями, так как карстующиеся породы являются ненадежным основанием. Пустотность массива снижает прочность и устойчивость пород. Развитие карстовых пустот может вызывать осадки и провалы поверхности земли, что ведет к разрушению конструкций различных объектов. При поиске путей для трасс автодорог и выбора места под аэродромы следует особо тщательно выполнять инженерно-геологические изыскания. При изысканиях необходимо:

• 1) устанавливать, имеют ли место карстовые процессы или они отсутствуют;
• 2) при наличии в основаниях будущих сооружений карстующихся пород определять тип карста: активный (действующий) или пассивный (древний, прекративший развитие).

При активном карсте продолжают расти пустоты как на поверхности земли, так и в глубине толщ пород, трещины в породах открытые, по ним постоянно циркулирует вода, растительность (кусты, деревья) отсутствует. При пассивном карсте пустоты заполнены песчано-глинистым материалом, циркуляция воды отсутствует, поверхность часто задернована и покрыта растительностью. Карст уже прекратил свое развитие, пустотность не возрастает, но в целом прочность существенно закарстованных пород значительно ослаблена и при строительстве объектов они требуют определенного упрочнения.

При прокладке трасс автодорог и поиске мест под аэродромы участки с активным карстом лучше всего оставлять в стороне. Особенно это касается аэродромов и высококлассных дорог. При необходимости пересекать дорогами участки активного карста следует осуществлять определенные меры по борьбе с пустотностью:

• 1) прекращать поступление поверхностных вод в толщи пород (планировкой, ливнеотводами, укладкой глины на поверхность земли);
• 2) останавливать дренажами движение подземных вод;
• 3) укреплять породы заполнением пустот цементом, жидкой глиной и т. д. Рекомендуется также пораженные карстом участки пересекать эстакадами с опорами на прочные породы.

Инженерно-геологические работы на карстовых участках представляют собой известную сложность. Изыскания проводят как по площади, так и по глубине. Буровые скважины не дают полной картины пустотности грунтовых массивов и поэтому в состав работ должны входить геофизические методы разведки. По итогам изысканий определяют степень закарстованности участка и дают прогноз возможного дальнейшего развития карста. В инженерно-геологическом отчете для изученного участка предлагают комплекс мероприятий по борьбе с карстом и оптимальный вариант проведения трассы автомобильной дороги.

Для тех, кто не совсем уверен в том, что же такое карст. Это горные породы, которые под воздействие процессов воды за множество тысяч лет образовали интересные рельефные формы.

Самые знаменитые карстовые горы в Китае находятся в парке Чжанцзацзе.

После фильма "Аватар" это место стало очень популярным.


Большие толпы туристов посещают парк Чжанцзацзе, создавая дикие очереди. Но мне повезло, я поехала в межсезонье, когда заповедник накрывает туман.
С одной стороны жаль, что не увидела величие этих мест, которое может открыться только при ясной погоде. Ведь парк представляет собой множество высоченных карстовых столбов, обросших деревьями в классическом восточном стиле - горизонтальном .
Но зато в условиях тумана заповедник точь-в-точь походил на пейзажи, изображенные в фильме "Аватар". Верхушки гор, казалось, парят в тумане, не касаясь земли.


Знакомство с этим небольшим, по-китайским меркам, городом, в 165 миллиона человек, началось с главных улиц. Очень современные, напичканные магазинами и фастфудом. Ощущение распиаренной глубинки.


Отель легко нашелся в центре города - в сохранившейся старинной части. Отреставрированной и "облизанной" для туристов, конечно.


Ходить по магазинам никогда мне особо не нравилось, решила посмотреть жизнь местных. Через местный рынок пошла вглубь города. Мимо дымящихся котлов с местным варевом, ананасов, туш животных, ну и прочей всячины. Попала в жилой район, походивший на трущобы.

Забавные картины встречались, среди ободранных домов и грязи нарисовывалась модная девушка.


Случайно обнаружила художественную школу. В маленьком помещении сидели детишки за мольбертами.


Чаще встречались так любимые китайцами игральни. Их можно определить по характерному звуку фишек, которые часто перемешивают.


Ходить по этим этно-местам меня хватило на пару часов. Насмотрелась на бедноту и поняла, что мои впечатления о сказочном Китае начинают испаряться. Я не видела, чтобы люди в этих местах были довольны. Быть может потому, что я просто из другой жизни и не понимаю их. Стало как-то грустно. Решила следующим днем уехать ближе к горам в заповедник.

Добраться туда можно или на дорогих такси, или на автобусе за 12 юаней.
Имея чемодан, решила воспользоваться такси. Но, как оказалось, это было ошибкой. Никто в этом городе не говорил на-английском и объяснить к какому именно входу мне нужно доехать, оказалось невозможным.


В итоге оказалась в противоположной части заповедника от места встречи с друзьями. Как доберусь, не совсем понятно. Опять тратить деньги на такси и опять не известно, с каким результатом? Ладно, разберемся!
Оставила вещи в первом попавшемся отеле и пошла смотреть горы.

Вход стоит прилично - 250 юаней на 3 дня + дополнительные расходы на канатные дороги и прочее перемещение по заповеднику.


У входа туристов атакует местная гопота - куча обезьян и торговцев. Одни хотят денег, другие - угощений.

Территория огромная, по прогулочным маршрутам ходить можно часами. Среди леса и карстовых гор.


Были места, где среди зелени лежал снег. И обезьяна сидела на дороге, выклянчивая вкуснятину.

Было большой неожиданностью встретить англоговорящего китайца. Этот чудесный Господин привел свою дочку и друзей в заповедник.

Символ, объединяющий наши страны. Кстати, китайцы до сих пор считаю нас братьями. Только уже "младшим братом").


Особенность китайцев в том, что если они приглашают показать дорогу, то подразумевается, что и накормить и доставить куда нужно - то же входит бонусом в это приглашение.

Вечером я оказалась в гостинице своих друзей, сытая и довольная. Вот так неожиданно все разрешилось.

Заповедник "Пандора" - ,конечно, красивый, но уж очень много туристов. Потому было принято решение поехать в глухие места с карстовыми горами и пещерами, про которые вообще никто ничего не слышал.

Еще несколько фотографий с туманом.

Хуангяо
Компания собралась из 6 человек. Это позволило арендовать минибас.

К середине поездки в Китай я более уверенно болтала на китайском. Потому выполняла вербальную функцию.
Выбранный маршрут оказался на редкость удачным, несмотря на мои возмущения о лишних тратах на транспорт.


Из Гуанчжоу автобусом доехали до Бабу. Далее на арендованном минибасе отправились путешествовать по окрестностям Либу.
Здесь, как и в Чжанцзацзе, есть заповедник. Только о нем никто не знает. Пожалуй, он не хуже распиаренного своего собрата. Да и дешевле. Единственное, нет канатных дорог. Но при тумане разницы никакой.

Зато есть пещера. В китайском стиле.

Слишком ярко, сказочно и патриотично.
Но для посетивших в первый раз подобные места впечатления будут отличные.
После экскурсии по пещере выплываем на лодке к поезду.

В Хуангяо решили задержаться на пару дней. Городок напомнил мне Лицзян, только цветов и ив меньше. Но такой же этнический и красивый.

Совсем не хотелось останавливаться в типичном отеле. И я нашла совершенно замечательный маленький отель в исторической части города. Было впечатление, что живешь в музее.

Дружелюбная хозяйка помогла нам сориентироваться в расписании автобусов.


Ночью в Хуангяо зажигаются множество красных китайских фонариков. И каменные улочки приобретают иную жизнь. Все очень маленькое и уютное.


Утром нас ждал еще один сюрприз - изумительные пейзажи гор с цветущей сакурой.

Сады с различными цитрусами.


Прекрасное место! Советую:)

Яншо
Это место мне знакомо с прошлой поездки. Я о нем уже писала
Множество экскурсий проходит в этих окрестностях.


Год назад тут не было так много баров. Теперь же целая улица вечером начинает греметь.

Прямо в городе можно забраться на пару вершин карстовых гор. Из парка вверх по ступенькам до беседок.

Место хорошее для знакомства с Китаем, здесь приятно прогуливаться и проводить время с друзьями.

Вот такое получилось это путешествие по Китаю.

Карст – это совокупность природных и техногенных геологических процессов и явлений в земной коре и на ее поверхности, вызванных растворением горных пород и выраженных в изменении их структуры, состояния и циркуляции подземных вод, рельефа местности и режима гидрографической сети.

Для развития карста необходимо и достаточно наличие растворимых водопроницаемых горных пород и движущихся агрессивных, т.е. обладающих растворяющей способностью, подземных вод. Растворимые породы - каменная соль, гипс, известняк, доломит, мел, отчасти мергель. Общая площадь распространения карстующихся пород составляет примерно 31,5 % всей площади Земли. Наиболее широко распространены карбонатные породы.

Карст встречается практически во всех физико-географических зонах, наиболее развит в условиях теплого влажного и избыточно влажного климата, а наименее - в условиях сухого или аридного климата. Интенсивному протеканию карстового процесса способствуют пологий рельеф, неоднородность, трещиноватость и тектоническая раздробленность массива пород, малая мощность покровных отложений и почв, большие гидравлические уклоны, повышенное содержание углекислоты и других минеральных и органических кислот в подземных водах, техногенное изменение гидродинамического и гидрохимического режимов.

Процесс растворения трещиноватых пород приводит к образованию специфических форм рельефа на поверхности земли и различных полостей, каналов и пещер на глубине.

Среди поверхностных карстовых форм выделяют котловины и полья, рвы и овраги, ниши и воронки, поноры и карры.

Карры - это канавки, бороздки, мелкие желоба и щели глубиной от первых сантиметров до 1–2 м на поверхности растворимых пород, главным образом известняков.

Поноры - это небольшие в плане, но глубокие водопоглощающие отверстия, часто приуроченные к дну воронок.

Карстовые рвы располагаются вдоль бровки склона или откоса и генетически связаны с трещинами бортового отпора. Они характеризуются глубиной 2–30 м, шириной 1–50 м и протяженностью до 2 км.

Карстовые овраги и лога морфометрически напоминают рвы, но вытянуты перпендикулярно склону.

Карстовые долины и каньоны - это речные долины в карстующихся породах, часто не имеющие постоянного поверхностного стока или содержащие так называемые исчезающие реки.

Карстовые ниши - это разной формы углубления в склоне, сложенном растворимыми породами, отличаются от пещер незначительной протяженностью по сравнению с их высотой на входе.

Карстовые воронки - это замкнутые отрицательные формы рельефа диаметром до 100 м, конической, цилиндрической, чашевидной или блюдцеобразной формы в разрезе.

По генезису выделяют три основных типа воронок:

1. Коррозионные, или воронки выщелачивания , формируются в результате постепенного расширения и углубления трещин и понор.
2. Провальные воронки образуются в результате обрушения кровли карстовых пещер и полостей, которая может быть сложена и нерастворимыми породами.
3. Карстово-суффозионные воронки характерны только для районов покрытого карста и являются последствием выноса подземными водами пылеватых и мелких песчаных фракций несцементированных осадочных пород в трещинно-поровое пространство закарстованных отложений.

Карстовые котловины (депрессии) и полья - это замкнутые и полузамкнутые понижения с относительно ровным дном и крутыми стенками обычно округлой, овальной или неправильной формы диаметром более 100 м и глубиной в десятки, иногда сотни метров.

К положительным формам рельефа относятся карстовые останцы - столбы, холмы, горы высотой 1-100 м и диаметром 1-500 м, сложенные растворимыми породами.

Подземные карстовые формы – это полости различной формы и генезиса, колодцы, шахты, пропасти, пещеры, каналы, раскрытые эродированные трещины и каверны.

Каверны представляют собой небольшие, несколько миллиметров - первые сантиметры, концентрические полости.

Карстовые колодцы, шахты и пропасти - это вертикальные каналы в массивах растворимых пород с очень крутыми или отвесными стенками диаметром 1-10 и более метров и глубиной от 10 до нескольких сотен метров.

Пещеры - это сложные лабиринты связанных друг с другом каналов и полостей - могут быть вертикальными, наклонными и горизонтальными. Протяженность наиболее крупных горизонтальных пещер с подземными реками, озерами и водопадами достигает нескольких сотен километров. Из капель просачивающейся с потолка пещер воды нарастают вниз натечные образования из кальцита, называемые сталактитами. Падающие на пол пещер капли воды выделяют остатки карбоната кальция, в результате снизу растут также натечные образования - сталагмиты. Сталактиты и сталагмиты иногда сливаются друг с другом в единые колонны - сталагнаты.

При выходе подземных вод на поверхность и дно пещер формируются известковый и кремнистый туфы, представляющие собой пористые хемогенные отложения. Критерии типизации карста - литологический состав растворимых пород, их возраст и глубина залегания; характер и мощность перекрывающих отложений; гидрогеологические условия; морфометрия карстовых форм и глубина их залегания.

По составу карстующихся пород различают соляной, гипсовый, карбонатный и меловой карст.

По времени образования карст делится на древний и современный - до и после голоцена соответственно.

По отношению к уровню подземных вод и глубине залегания растворимых пород - на глубокий (глубинный) и мелкий (поверхностный).

По наличию покровных отложений карст бывает покрытый (закрытый) и открытый (голый). С учетом состава и мощности перекрывающей толщи открытый карст имеет небольшую мощность (менее 2 м) почвенно-дернового покрова и рыхлых покровных отложений или их отсутствие. В покрытом карсте мощность несцементированных осадочных пород превышает 2 м. Бронированный (перекрытый) карст предполагает, что покровные отложения представлены сцементированными осадочными, магматическими или метаморфическими породами.

Уменьшение скорости карстового процесса с глубиной и с удалением от базиса коррозии (области, дренирующей карстовые воды) позволяет выделить горизонтальные и вертикальные зоны его развития (зону аэрации, зону сезонного колебания уровня подземных вод, присклоновую зону, зону полного насыщения и зону глубинной циркуляции подземных вод).

Карст является одним из источников . Провалы и обрушения карстовых полостей ведут к разрушению зданий, сооружений, гибели людей.

Источники: Максимович Г.А. Основы карстоведения. Пермь, 1963; Попов И.В. Инженерная геология. 2-е издание, переработанное и дополненное. – М., 1959; Соколов Д.С. Основные условия развития карста. – М., 1962.

Цены Контакты «Под карстом разумеются явления , связанные с деятельностью подземных вод, выражающиеся в выщелачивании растворимых горных пород (известняков, доломитов, гипса) и образовании пустот (каналов, пещер) в породах, сопровождающиеся часто провалами и оседаниями кровли и образованием воронок, озер и других впадин на земной поверхности» (Ф. П. Саваренский).

В этом определении карстом назван процесс образования пустот в растворимых породах. Но часто карстом называют самые пустоты, образовавшиеся в породах в результате выщелачивания. Желая уточнить терминологию, процесс образования пустот в породах в результате выщелачивания называют карстообразованием или карстовым процессом, а пустоты-карстовыми пустотами. Тогда словом «карст» можно обозначать всю совокупность явлений, связанных с образованием в растворимых породах пустот, т. е. как процесс, так и его результаты.

Развитие в какой-либо местности карста представляет серьезное препятствие или, по крайней мере, затруднение при строительстве и использовании сооружений. Поэтому изучение карста является весьма важным, а иногда решающим элементом инженерно-геологических исследований, особенно при гидротехническом строительстве.

Учение о карсте как геологическом процессе и факторе формирования рельефа разрабатывается динамической геологией и геоморфологией. Для оценки роли карста с инженерно-геологической точки зрения следует рассматривать: скорость карстового процесса, частота возникновения провалов во времени и распределение их в данной местности, прочность и устойчивость пород в горизонте с развитием карста и в вышележащих толщах и др. Поэтому изучением карста с этой последней точки зрения занимается также инженерная геология.

При инженерно-геологическом изучении карста , как и других геологических процессов и явлений, надо исходить из представления о нем как о процессе или явлении историко-геологическом подчиняющемся региональным и отчасти зональным условиям. Распространение карста на Русской равнине находится в закономерной связи с ее тектоникой и морфологией – интенсивные карстовые процессы приурочены здесь к определенным структурным и морфологическим элементам- тектоническим поднятиям, а также древним денудационным уступам и бортам крупных дислокаций.

Из наиболее отчетливо выраженных карстовых районов в пределах Русской равнины могут быть выделены:

• южное крыло Московской синеклизы, соответствующее в современном рельефе Средне-Русской возвышенности;
• северо-западное крыло Московской синеклизы, характеризующееся сравнительно резким расчленением рельефа, создаваемым наличием древнего карбонового уступа;
• силурийское плато, которому соответствуют наиболее повышенные отметки рельефа в данном районе и прекрасно выраженный древний. уступ;
• район Окско-Цнинского вала;
• район Алатырского вала;
• район Солигаличских поднятий;
• район Вятского вала;
• район Самарской Луки;
• Уфимское плато.

Кроме того, в ряде мест, где карст связан с древними процессами, он не проявляется на поверхности и обнаружен на глубине разведочными работами.

Вне Русской равнины карстовые районы известны на Урале в горах Крыма, на Западном Кавказе, в Средней Азии на Тюя-Муюне, в Сибири по р. Ангаре и других местах.

Распространение карста имеет четко выраженный региональный характер, причем на территории России можно встретить все типы; карата и все карстовые формы.

Основные региональные условия развития карста-наличие растворимых пород и залегание их выше местных базисов эрозии и коррозии.

Из растворимых пород наиболее распространены известняки разного рода, доломиты, гипс, ангидрит, реже встречается каменная соль. В зависимости от растворимости породы ход развития карста при прочих равных условиях будет различным. Но процесс растворения зависит также и от свойств растворителя; поэтому, давая оценку растворимости пород, надо всегда иметь в виду и определенный состав растворителя.

Известняки, доломитолиты, гипсолиты в большинстве случаев водопроницаемы только по трещинам. Поэтому и растворение вещества породы происходит только по стенкам трещин. И если бы не происходило перемешивания струй, то очень скоро непосредственно у стенок слои воды пришли бы в насыщенное состояние и процесс растворения мог бы продолжаться лишь при условии диффузного выравнивания состава воды. На самом деле вода двигается по трещинам с завихрением и со стенками соприкасаются все новые струи, что и поддерживает процесс растворения. Чем больше перемешивается двигающаяся вода, тем скорее исчерпывается ее растворяющая способность. При прочих равных условиях количество растворенной породы будет зависеть от количества прореагировавшей воды, т. е. от условий питания и фильтрации.

Условия питания водой зависят от климатической зоны, в которой расположен район, и доступности поверхности пород для атмосферных вод, т. е. обнаженности водопоглощающих участков и условий стока атмосферных вод, а также от условий поступления в породы агрессивных подземных вод.

Условия фильтрации зависят от степени и характера водопроницаемости пород, т. е. от их трещиноватости или их фильтрующей пористости и дырчатости (например, у известняков-ракушечников и туфов), а также от градиентов фильтрации, которые могут установиться.

Вблизи абразионных и эрозионных склонов, особенно крутых, тектонические трещины бывают расширены выветриванием и в результате различных процессов смещения пород (оползни, оседания массивов и пр.). Это увеличивает поступление воды в породы и ускоряет фильтрацию. Фильтрация в трещиноватых породах вблизи склонов ускоряется еще тем, что здесь легко устанавливаются более короткие пути и большие градиенты фильтрации.

Вблизи уступов и склонов возможна более сильная циркуляция подземных вод и развитие карстовых пустот бывает особенно сильным . Наверху склона и в прилегающих частях водораздельных пространств образуются воронки, колодцы, провалы, которые связаны с круто уходящими вглубь карстовыми ходами, обычно в направлении тектонических трещин. Внизу и у подножия склона, в виде пещер, выходят наружу горизонтальные ходы, проложенные водой большей частью по трещинам напластования.

Развитие карста останавливается в следующих случаях:

1. когда современный базис коррозии повышается;
2. когда прекращается поступление воды в карстовые полости вследствие накопления в них остатка от растворения пород (пещерная глина) и обрушения пород (карстовая брекчия) и вследствие образования на поверхности достаточно мощного слоя элювия, делювия и отложений карстовых озер;
3. когда поверхность карстующихся пород перекрывается более поздними отложениями (ископаемый или погребенный карст).

Карст серпуховских известняков северо-западного крыла Московской синеклизы относится к длительному доверейскому континентальному периоду. Доверейским надо считать карст в верхнедевонских известняках южного крыла Московской синеклизы, так как карстовые воронки заполнены здесь красноцветными верейскими отложениями.

Если составляющие породу минералы растворяются в воде не в одинаковой степени и не с одинаковой скоростью, то процесс разрушения породы значительно усложняется. Так, например, в известковистых доломитолитах доломит и кальцит будут растворяться с разной скоростью в зависимости от соотношения их в породе и от скорости движения воды.

В разных породах карст развивается с различной скоростью: медленнее в карбонатных породах-известняках и доломитолитах, скорее в сульфатолитах-гипсолитах и ангидритолитах. Это различие в скорости развития карста позволяет по разному оценивать значение карста в разных породах-карбонатных и сульфатных. За время службы сооружений, жилых и заводских капитальных зданий, т. е. за 50-100 лет, развитие карста ощущается только в очень рыхлых и слабых карбонатных породах как, например, ракушечник или мел, а в других известняках только при очень энергичной циркуляции агрессивных вод. В сульфатных породах карст развивается со значительной быстротой, и новые воронки и провалы могут появляться даже ежегодно.

Инженерно-геологическое изучение карста главным образом должно выяснить:

1. степень угрозы построенным в данном месте сооружениям со стороны провалов и других нарушений поверхности;
2. условия фильтрации для гидротехнических сооружений;
3. возможный приток воды в подземные выработки.

Разрушения поверхности происходят в результате:

1. растворения атмосферными водами выходящих на поверхность растворимых пород;
2. проникновения по трещинам поверхностных вод и сноса их потоками почвы и рыхлых пород в подземные карстовые пустоты;
3. обрушения пород в своде больших подземных пустот (карстовых пещер), отражающегося сразу или постепенно на поверхности в виде провалов.

Растворяя породы, атмосферные воды создают густую сеть сухих оврагов, водотоки в которых наблюдаются только в разгар снеготаяния и при сильных ливнях. В таких оврагах вода часто поглощается трещинами и, не доходя до конца оврага, уходит под землю (слепые овраги). В концах таких оврагов часто имеются карстовые воронки, которые постепенно образуются в местах сосредоточенного ухода воды под землю. Образование этих воронок идет путем прямого растворения пород, смыва породы, разрыхлившейся по краям почвы и поверхностных отложений.

При инженерно-геологической оценке карста прогноз его развития и, следовательно, опасности провалов представляет весьма трудную задачу, решаемую лишь условно, так как этот вопрос в сущности совершенно не разработан.

Основные принципы инженерно-геологического изучения карста сформулированы следующим образом:

1. Изучать карст надо в неразрывной связи с литологией и тектоникой района, поскольку тектоника района является основным фактором трещиноватости пород, а трещиноватость определяет способность пород к карстованию.
2. Изучать карст надо в связи с условиями циркуляции подземных вод, их питания и выхода на поверхность, а также геоморфологическими и историко-геологическими условиями местности.
3. Изучать карст надо в процессе его возникновения и роста, затухания и возобновления, омоложения.
4. Изучать надо эволюцию карста в связи с изменениями базисов эрозии и коррозии в ходе общей геологической истории края.

При гидрологическом изучении нужно самым тщательным образом исследовать посезонный режим и расходы местных водотоков, а также подземный сток на разных участках и подводный выходов больших количеств воды из карстовых пустот.

При изучении гидрогеологических условий местности, кроме общих вопросов, нужно с особой тщательностью исследовать условия питания поверхностными и подземными водами и дренирования пород, а также пути циркуляции подземных вод на участка развития карста. Для этого, кроме гидрогеологической съемки необходимо проводить специальные исследования химического состава и температуры воды в разных точках: источниках, разведочных выработках и карстовых пустотах (пещерах), а также распределения и режима этих вод.

Нужно проводить опытные работы для определения водообильности пород (с помощью откачек) и для определения направления и скорости потоков подземных вод (с помощью окрашивания вод или других легко наблюдаемых искусственных изменений их состава). Наблюдая за режимом подземных вод, необходимо проводить измерения пьезометрических уровней напорных водоносных горизонтов (единовременные и длительные).

Геоморфологическое изучение не должно ограничиваться только участками проявления карста . Особое внимание следует при этом обращать на историко-геологический анализ формирования рельефа в связи с тектоническими движениями и на связь современных и древних уровней эрозии и коррозии с современными и древними морфологическими элементами. Не менее важно обращать внимание на карстовые формы, погребенные под позднейшими отложениями.

Кроме того, для карстовых проявлений надо изучать их возраст. Для поверхностных форм нередко можно установить абсолютный возраст (время образования). Возраст глубинных, форм обычно удается установить лишь относительно, руководствуясь связью с элементами древнего рельефа и судя по характеру заполнения пустот.

Сделать заказ на геологические изыскания