Изучение карста и его распространение

На Карпатах карбонатный карст развит главным образом в пределах Северной Утесовой зоны горных Карпат в рифогенных известняках и известняковых брекчиях титона. Из-за сильной расчлененности рельефа и небольших площадей выходов карстующихся пород типичные поверхностные карстовые формы здесь отсутствуют, но пещеры имеются [1].

В Крыму карстовые явления распространены в горной и степной частях. Горный Крым, относящийся к области альпийской складчатости и представляющий собой обособленный Крымский антиклинорий, считается классическим районом развития карста. Развитый преимущественно в верхнеюрских известняках карст Горного Крыма служит ярким примером голого карста средиземноморского типа. Часто известняки совершенно лишены почвенного покрова и образуют типичные карровые поля. На закарстованной поверхности масса разнообразных и разновозрастных замкнутых форм: котловин (в некоторых случаях типа польев), западин, воронок с колодцами и трещинными донорами на дне. Подземные и поверхностные формы карста Степного Крыма образовались преимущественно в слабо дислоцированных карбонатных породах неогена.

Рисунок 1 - Карстовые области Русской равнины: границы: а - граница картсовой страны; б - граница карстовой области; 1 - Белорусско-Прибалтийская; 2 - Московско-Двинская; 3 - Тимано-Печорская; 4 -Средневолжско-Камская; 5 - Полесско-Приволжская; 6 - Молдавско-Украинская; 7 - Украинско-Донцкая; 8 - Нижневолжско-Уральская

В карсте Русской равнины (рисунок 1) широко распространены карбонатные и гипсоносные толщи большого возрастного диапазона - от докембрия (в Украинском кристаллическом массиве) до неогена [6]. Шире всего распространены палеозойские карстующиеся толщи, затем мезозойские и неогеновые. В западной половине Русской равнины (преобладает карбонатный карст (в известняках, доломитах и мелу), а в восточной - гипсовый. Районы карбонатного карста встречаются, однако, и на востоке, а на юго-западе, в Приднестровской Подолни, интенсивно развит гипсовый карст. Меловой карст распространен преимущественно в южной половине Русской равнины, соляной - более всего развит на юго-востоке (в Прикаспийской низменности и соседних с ней районах Предуралья), а также в Донбассе и в Закарпатье. Из карстовых форм наиболее характерны для Русской равнины воронки просасывания и провалы (с оседанием преимущественно покровных отложений, но иногда, особенно в гипсах, и карстующихся пород), небольшие котловины, карстовые овраги и слепые балки, в отдельных районах встречаются пещеры. Во многих местах распространены карстовые озера, исчезающие под землю реки и ручьи.Крупнейшая карстовая провинция Русской равнины образовалась на северо-западном крыле Московской синеклизы [6].

Урал характеризуется широким распространением карста. Он развит как в области Предуральского краевого прогиба, так и в Уральской складчатой горной стране. На западе Уральской карстовой страны, в Предуральском краевом строгибе, широко распространен карст в гипсах и каменной соли (пермского возраста), преимущественно покрытый или задернованный. В районе известняково-гипсового карста, разделяющем Печорскую и Уфимско-Соликамскую провинции, в крутосклонном увале на правом берегу р. Колвы расположена известная Дивья пещера 3240 м суммарной длины. Из карстовых форм в Уральской стране широко распространены воронки и цепи слившихся воронок, котловины, карстовые лога, суходолы и сухие русла, слепые долины, закарстованные трещины, карстовые колодцы, поноры, глубинные карстовые полости, пещеры. В южной области Западно-Уральской карстовой провинции находится известная Капова пещера, имеющая 2000 м протяженности доступных ныне ходов. Весьма обычны здесь карстовые озера, исчезающие реки и ручьи, карстовые источники. Местами встречаются небольшие карровые поля, но в целом голый карст не характерен для Урала [2].

Карст Кавказа отличается исключительным разнообразием. Карст северного склона, развивающийся на западе в моноклинальных структурах, на востоке в складчатых. Он наблюдается преимущественно и валажинских известняках, а также в верхнеюрских известняках, доломитах и гипсах, местами в палеозойских известняках, в верхнемеловых и более молодых известняковых толщах карст распространен локально, но иногда развивается довольно активно. Встречаются воронки разных типов, ванны, котловины, иногда типа польев, колодцы, пиши, пещеры, карры, карстовые озера, исчезающие реки н ручьи, источники. Типичен задернованный карст, есть участки голого и покрытого карста. На южном склоне Большого Кавказа карст распространен от Черноморского Кавказа, где он развит в карбонатных породах флишевой формации верхнемелового возраста, до Черноморско-Каспийского водораздела. Господствуют чистые известняки абхазских фаций (верхняя юра, нижний и верхний мел, отчасти палеоген), образующие складчатые структуры. Закарстованы также известняковые конгломераты неогенового и нижнечетвертичного возраста. В западной половине южного склона Большого Кавказа подземные формы выражены особенно ярко. Характерен и поверхностный карст, представленный полным комплексом форм [1].

В Казахской складчатой стране карст развит на отдельных участках карбонатных и гипсоносных пород. Важными проблемами изучения карста в пустынях Средней Азии являются: 1) отграничение от древних форм, возникших в иной географической обстановке прошлого, действительно современных проявлений карстовых процессов; 2) установление тех специфических процессов и факторов, которые позволяют развиваться карсту в нынешних пустынных условиях, при крайне малом количестве атмосферных осадков. Из пустынных карстовых провинций Средней Азии особенно большой интерес представляет Устюрт-Мангышлакская, где развит карбонатный и гипсовый карст. Карст приурочен в основном к неогеновым отложениям, представленным известняками, ракушечниками и мергелями, реже гипсами. Общая мощность карстующихся пород от 30 до 150 м. Распространены различные микроформы, блюдца и воронки разных типов (поверхностного выщелачивания, цросасывания - там, где известняки перекрыты морскими рыхлыми отложениями, провалы), западины, котловины, пещеры. Карстовые формы и источники отмечены также в западных пустынных отрогах Памиро-Алая. В южной (субтропической) зоне среднеазиатских пустынь для развития карста существенны неравномерность сезонного распределения осадков и приуроченность их максимума к периоду невысоких, но в основном положительных температур [2].

Карст довольно широко распространен в горах Южной Сибири, местами в Средней и Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. В Алтае-Саянской складчатой области широко развит древний и современный карбонатный карст в породах палеозоя и протерозоя. В Горном Алтае описаны пещеры, карстовые мосты и арки, карстовые колодцы и естественные шахты, воронки, карстовые овраги с понорами, карры, карстовые источники, исчезающие под землю ручьи и реки. В южной части Красноярского края, в частности на Торгашинском хребте, найдены карстовые полости с обильными натечно-капельными образованиями и даже с пещерным жемчугом. В бассейне Бирюсы исследована пещера глубиной 274 м и около 2 км длиной, названная Кубинской. На междуречье Урика и Савины обнаружены карстовые озера и провальные воронки в мраморах архея. Описаны пещеры на западном берегу и островах оз. Байкал. Карст Приангарья развит в кембрийских доломитах и известняках, а также в гипсах - на более северных участках. В гипсоносных породах верхоленской свиты кембрия развит карст и на р. Лене. В районе Олекминска и восточнее, на второй надпойменной террасе Лены, много воронок, котловин и карстовых озер. Здесь распространен покрытый карст (с покровом аллювия) и погребенный, древний. В Среднем Приленье широко развит известняковый карст с воронками, пещерами, нишами, навесами. На Алдано-Тимптонском водоразделе и соседних районах Лено-Алданского плато закарстованы кембрийские карбонатные породы. По всей южной Якутии интенсивно развит карбонатный карст, на Кемпендяйских соляных структурах в бассейне Вилюя - соляной карст. На юго-западе Сибирской платформы, в области Енисейского кряжа и прилегающих к нему районов распространен древний бокситоносный карст. Карст в карбонатных, гипсоносных и соленосных палеозойских породах описан в северной части Средней Сибири, в том числе в самых отдаленных и суровых северных районах в области сплошной вечной мерзлоты - у подножия плато Путорана и в долине Рыбной, в бассейне Хатанги, в окрестностях Нордвика [1].

На Дальнем Востоке карстовые явления исследованы в бассейне р. Зеи, на Малом Хингане, в Спасском районе Уссурийского края.

В Сибири и на Дальнем Востоке карст широко распространен в области вечной мерзлоты, часто в сочетании с термокарстом. В сезонно оттаивающем слое развивается своеобразный склоновый карст. В условиях вечной мерзлоты карст развивается круглогодично под мерзлотным слоем и на ограниченных изолированных участках в местах выходов карстовых источников.

В Индии карст известен лишь в южных Гималаях (долина Найнн) и в горах Ассама, зато в Китае он распространен очень широко. Известняки разного возраста закарстованы в районах Восточного и Центрального Китая: к западу от Пекина, в провинции Шаньси, севернее и западнее Чунцина, в горной области, расположенной к востоку от Красного бассейна и пересекаемой р. Янцзы, где карст исследован главным образом вдоль Янцзы. В указанных районах наблюдаются пещеры, естественные шахты, закарстованные трещины, воронки, полья, местами карры, встречаются карстово-эрозиолные овраги, наблюдаются потери речной воды (в Гуантинском водохранилище и верховье Цинцзяна). В северных районах Восточного Китая поверхностные карстовые формы развиты сравнительно слабо, но в глубине карбонатных толщ наблюдается интенсивная закарстованность.

Своеобразен тропический карст Южного Китая, привлекавший к себе большое внимание. Характерен, особенно для провинций Гуанси и Юньнань, останцовый, или фунлинный, карстразных морфологических разновидностей: то с плосковерхими крутостенными (башенный карст), то с конусовидными (конический карст), то с густо расположенными пирамидальными останцами и заостренными пиками - гигантскими карровыми ребрами. Тропический карст Южного Китая характеризуется также развитием пещер и пещерных туннелей, нередко пронизывающих насквозь останцы, карстовых колодцев, трещин, естественных мостов, котловин и пр. В Центральном Китае (юго-восточный Сычуань) на п-ове Индокитай ограниченно распространен соляной карст.

Известняковый карст с останцами, воронками, польями, пещерами, воклюзекими источниками широко распространен на островах Индонезии. Тропический останцовый карст развит на Яве и Суматре. В юго-западной части Сулавеси (Целебес) типично выражен тропический карст с конусовиднымн и округловершиннымн останцами, а также с польями, оригинальными грибовидными, испещренными каррами останцами на краевых карстовых равнинах. В прибрежных районах карст развит в плейстоценовых коралловых известняках. Интенсивно развитый тропический карст встречается в горных лесах Новой Гвинеи. Воронки в плиоценовых известняках отмечены на о-ве Лусон (Филиппины). Незначительные по площади карстовые районы есть в Японии [1].

6.2 Карст Африки

На этом континенте наиболее полно и широко карст развит в горах Атласа, принадлежащих к альпийской складчатой зоне. Там есть участки типично выраженного голого карста с каррами, воронками, польями, естественными мостами, исчезающими под землю водотоками, пещерными реками и воклюзскими источниками. В глубине известняковых массивов много пещер, а карстовые колодцы и пропасти иногда достигают нескольких сотен метров глубиной (Ану Буссуй - 539 м, Фриуато - 305 м). На северо-западе Африки есть также гипсовый и соляной карст. Голый карст с каррами, пещерами, предположительно польями отмечен в известняковых районах севера Ливийской пустыни, юго-восточного склона Абиссинского нагорья и Сомалийской ступенчатой страны. С древним погребенным карстом известняков Ливии связана нефтеносность [1, 2].

6.3 Карст Австралии

В Австралии карст развит главным образом в известняках, в том числе доломитизированных, реже в доломитах. Возраст карстующихся пород от кембрийского до четвертичного, физико-географические же условия изменяются от пустынных до влажных тропических. Карстовые воды питают постоянные реки. В разных районах для водоснабжения используются напорные карстовые воды при помощи артезианских скважин.Рад горных карстовых районов выделяется в системе Восточно-Австралийских гор: Чиллаго, Олсен, Дженолен с известными сталактитовыми пещерами, Веллингтон, Уомбейп, Яррангобилли, Маррендал п Бахан. Во всех районах есть пещеры, в северных (Чиллаго, Олсен) - останцовый тропический карст, карры [1].

Известняковый карст в виде различных поверхностных форм, пещер и подземных рек развит на Новой Каледонии, в Новой Зеландии, Тасмании. В Океании широко развиты формы выщелачивания в коралловых известняках, современных и древних.

6.4 Карст Америки

В Северной Америке, в области Канадского щита, карст распространен локально. На западе Лаврентийского плато в архейских кристаллических известняках встречены карры. Самые крупные карстовые области Америки соответствуют почти горизонтально залегающим палеозойским карбонатным толщам Северо-Американской платформы. На обширных пространствах внеледникового юго-востока Центральных равнин США, особенно в южной Индиане, штатах Кентукки и Теннесси, карст развит очень интенсивно. Много подземных рек и пещер, в том числе громадных пещерных систем, таких, как длиннейшая в мире пещерная система хребта Флинт (Флилт-Ридж) и знаменитая, тоже колоссальная, Мамонтова пещера. В США распространен не только карбонатный, но также гипсовый и соляной карст, например в штатах Оклахома, Техас и Канзас. Алебастровая пещера в Оклахоме открыта для туристского обозрения. Известняковый тропический карст широко распространен на Больших Антильских островах [2].

В Южной Америке карст развит в горах на северо-западе Венесуэлы, где преимущественно закарстованы карбонатные отложения меловой системы, есть воронки, колодцы, пещеры, в том числе известная Гуахаро. Карстовые пещеры и карры местами отмечены в мезозойских известняках Западных Кордильер Колумбии и Эквадора. В Береговых Кордильерах Чили возле Концепсьон в мезозойских известняках также есть пещеры и карры. В Андах Аргентины, у Мендоса и в Патагонии встречаются карры и карстовые ванны. На Тихоокеанском побережье Южной Америки и ближайших островах, особенно на юге Чили, местами развит карст, на дне Тихого океана есть субмаринные источники.

7. Практическое значение карстовых явлений

7.1 Карст и строительство

Строительство зданий и прочих тяжелых сооружений в карстовых районах требует серьезных исследований карста при выборе строительных площадок. При строительстве тяжелых сооружении очень существенно, какой тип карста распространен и развивается ли он по наслоению горизонтально залегающих пород (в условиях платформы) или преимущественно по вертикальным трещинам тектонической отдельности. Очень опасен карст, в котором продолжают возникать поверхностные провальные формы, в особенности быстро развивающийся гипсовый карст. Если же строительство предполагается в условиях покрытого карста с воронками просасываиия, то может оказаться, что между редкими трещинами известнякового или доломитового цоколя, куда вмываются и проседают рыхлые покровные образования (с чем связано возникновение воронок), располагаются незатронутые растворением блоки прочной твердой породы, служащие прекрасным основанием для строительства тяжелых зданий. Если рыхлый покров снимается и фундамент здания возводится непосредственно на твердом основании цоколя, трещины будут вскрыты и обезврежены. Видеть же опасность в дальнейшем расширении трещин нет оснований, так как карбонатный карст практически развивается очень медленно [2].

При изысканиях для проектирования и строительства дорог и других линейных объектов в принципе сохраняется тот же подход к литотогическим типам карста. Из-за медленности развития карста в известняках и доломитах выясняются главным образом морфология и пространственное размещение уже существующих карстовых полостей. В сульфатном же карсте сверх того необходима оценка динамики развития карста в природных и измененных строительством условиях. Необходимость оценки скорости развития карста возникает еще при лилейном строительстве в пишущем мелу (легкая диспергация структуры мела под действием воды ускоряет разрушение мела совместным действием выщелачивания и суффозии) и на малоплотных известняках-ракушечниках.

7.2 Карст и полезные ископаемые

Пещеры и другого типа карстовые полости представляют большой интерес в минералогическом и геохимическом отношениях. В настоящее время в пещерах карбонатного карста известно свыше 80 вторичных минералов. Иногда образование месторождений имеет только косвенную связь с развитием карстовых полостей. Связующее звено составляет трещиноватость. Тектонические и другие трещины в горной породе направляли как коррозионную и эрозионную деятельность подземных вод, разрабатывавших пещерные полости, так и проникновение различных, в том числе термальных, растворов, а также паров и газов, из которых осаждались рудные и нерудные минералы [1, 3].

Карстовые пустоты нередко бывают целиком заполнены полезными ископаемыми и сопутствующими им минералами. В таком случае приходится иметь дело с Древним, ископаемым карстом. Однако знание закономерностей развития карста дает ключ к пониманию расположения ископаемых карстовых полостей, и теория карста является руководящей при разведке полезного ископаемого.

С карстом связаны многие месторождения руд цветных и редких металлов. Заполнение пустот карстового характера показывают свинцово-цинковые месторождения Райбля в Каринтии; месторождения Иглезиас в Сардинии; месторождения в районе Монтепони, где глубокие вертикальные карстовые шахты от 1 до 40 м диаметром заполнены галенитом и баритом. Во многих случаях карстовые формы рельефа являются вместилищами для бокситов. Широко распространены карстовые фосфориты, залегающие на закарстованной поверхности карбонатных отложений.

С карстовыми формами связаны некоторые россыпные месторождения золота, платаны и алмазов. Они образовались в результате размыва и переотложения в карстовых депрессиях аллювиальных пород, содержащих россыпи редких металлов и алмазов.

Большое практическое значение приобрело изучение древнего глубинного карста в связи с приуроченностью к нему залежей нефти и газа [2].

Заключение

На основании данной курсовой работы можно сделать следующие выводы:

1) Карст - достаточно сложный природный феномен. На карстовые процессы влияет ряд факторов, которые, в свою очередь, взаимосвязаны между собой.

2) О карстовых явлениях человеческому обществу было известно с древних времен. Такие образования как пещеры, люди использовали в качестве укрытия. Карстовые процессы служили причиной появления мифов о подземных чудовищах. Научное изучение карста началось только с XVIII века. Развитие человеческого общества, научно-технический прогресс побудил дальнейшее изучение карста.

3) Проявление карста весьма разнообразное. Выделяют две формы: поверхностные и подземные. К поверхностным карстовым формам относятся карры, желоба и рвы, воронки, блюдца и западины, котловины, полья, останцы. Среди подземных карстовых форм можно выделить карстовые колодцы и шахты, пропасти, пещеры.

4) Растворимость горных пород в воде, зависит от многих факторов. Важнейшим из них является содержание растворенного в воде углекислого газа. Процесс растворения пород происходит достаточно сложно. Это процесс химических превращений, которые взаимосвязаны между собой.

5) Факторы, влияющие на карстовые процессы можно условно подразделить на: геологические, связанные с литологией и тектоникой местности; географические, связанные с особенностью рельефа, климата территории; антропогенные, связанные с деятельностью человека. Роль антропогенного фактора увеличивается, по мере освоения человеком суши.

6) Распространение карста на земном шаре велико. Каждой карстовой области присущи свои закономерности и особенности развития.

7) Практическое значение карста разнообразно. В одних случаях карстовые явления препятствуют хозяйственной деятельности человека, в других - напротив, представляют большой интерес для хозяйства; в-третьих - представляют опасность, например при строительстве на закарстованных областях. И, наконец, созданные природой замечательные проявления карста, такие как ледяные пещеры и др., представляют туристический интерес.

карст геологические горный порода

Список использованных источников

1. Гвоздецкий Н.А. Карст / Н.А. Гвоздецкий. - М.: Мысль, 1981. - 214 с.

2. Гвоздецкий Н.А. Проблемы изучения карста и практика / Н.А. Гвоздецкий. - М.: Мысль, 1972. - 392 с.

3. Гвоздецкий Н.А. Карстовые ландшафты / Н.А. Гвоздецкий. - М.: Из-во МГУ, 1988. - 112 с.

4. Чикишев А.Г. Карст Русской равнины / А.Г. Чикишев. - М.: Наука, 1978. - 190 с.

5. Чикишев А.Г. Методы изучения карста / А.Г. Чикишев. - М.: Из-во МГУ, 1973. - 203 с.

6. Чикешев А.Г. Проблемы изучения карста Русской равнины / А.Г. Чикешев. - М.: Из-во МГУ, 1979. - 210 с.

7. Торсуев Н.П. Географические аспекты изучения равнинного карста / Н.П. Торсуев, С.А. Левин. - Казань, 1980. - 183 с.

8. Якуч Л. Морфогенез карстовых областей: варианты эволюций карста / Л. Якуч. - М.: Прогресс, 1979. - 388 с.

9. Щукин, И.С. Четырехъязычный энциклопедический словарь терминов по физической географии / И.С. Щукин. - М.: Советская энциклопедия, 1980. - 703 с.

10. Каропа Г.Н. Физическая география Белоруссии: курс лекций / Г.Н. Каропа. - Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2010. - 164 с.

11. Тимофеев Д.А. Терминология карста / Д.А. Тимофеев, В.Н. Дублянский, Т.З. Кикнадзе. - М.: Наука, 1991. - 259 с.

12. Горбунова К.А.Морфология и гидрогеология гипсового карста / К.А. Горбунова. - Пермь, 1979. - 182 с.

13. Каропа Г.Н. Общее землеведение: курс лекций / Г.Н. Каропа. - Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2006. - 153 с.

14. Максимович Г.А. Основы карстоведения / Г.А. Максимович. - Пермь, 1963. - 444с.

15. Печеркин И.А. Гидрогеология и карстоведение. Методика изучения карста / И.А. Печеркин. - Пермь, 1987. - 187 с.

16. Шубаев А.П. Общее землеведение / А.П. Шубаев. - М.: Высшая школа, 1977. - 460 с.

17. Реймерс Н.Ф. Природопользование / Н.Ф. Реймерс. - М.: Мысль, 1990. - 640 c.

Размещено на Allbest.ru