Карстовые процессы в грунтах реферат

Обновлено: 05.07.2024

Оглавление
Введение 3
Понятие карста 4
Поверхностные карстовые формы рельефа 5
Подземные карстовые формы рельефа 8
Типы карстовых отложений 9
Практическое значение карста 10
Заключение 11
Список использованной литературы 12

Содержимое работы - 1 файл

карстовые явления - копия.docx

Понятие карста 4

Поверхностные карстовые формы рельефа 5

Подземные карстовые формы рельефа 8

Типы карстовых отложений 9

Практическое значение карста 10

Список использованной литературы 12

Темой данного реферата является карст. В науке о карсте наиболее широко представлены географическое и геоморфологическое направление. В ходе карстовых преобразований разрушаются породообразующие минералы и транспортируются вещества. Карст влияет на рельеф территории, то приводит к ряду проблем в хозяйственной сфере. Этими проблемами и изучением карстовых явлений занимаются геологические науки.

1. Раскрыть понятие карста

2. Рассмотреть основные подземные и поверхностные карстовые формы рельефа

4. Найти причины аккумуляции минеральных веществ в карстовых формах.

5. Изучить отложения карста и его источники.

Понятие карста

Существует несколько условий, необходимых для развития карстовых явлений.

1) наличие растворимой в природных водах горной породы, водопроницаемой вследствие трещиноватости или пористости.

2)наличие растворителя, т.е. воды, агрессивной к горной породе.

3) наличие условий, обеспечивающих водообмен, – отток насыщенной растворенным веществом воды и постоянный приток свежего растворителя. Если первое условие определяется геологическим строением местности, то второе и отчасти третье тесно связаны с физико- географической обстановкой, второе- с почвенно-растительным покровом и климатом, третье- с геоморфологическими и гидрологическими условиями помимо геологической структуры и гидрогеологических особенностей.

Карстовые процессы развиваются в растворимых природными поверхностными и

подземными водами горных породах: известняках, доломитах, гипсах, ангидритах,

каменной и калийной солях. Основой процесса является процесс химического

растворения пород и процесс выщелачивания, т.е. растворения и вынос какой-то части

горных пород. Различные по своему составу воды растворяют породы по разному.

Особенно агрессивны по отношению к карбонатным породам воды, насыщенные

углекислотой, а гипс сильнее растворяется солоноватыми водами.

Под карстом понимают не только процесс, но и его результат, т.е. образование

специфических форм растворения. Сам термин карст происходит от названия

известкового плато в Словенских Альпах, где карстовые формы рельефа выражены

наиболее ярко. Карст развивается везде, где есть выходы на поверхность карбонатных

пород: в Горном Крыму, на побережье Адриатического моря, на Кавказе, Урале, в

Средней Азии и еще во многих местах земного шара. Если карстовые формы видны на

поверхности, то говорят об открытом карсте, а если они перекрыты толщей каких-то

других отложений, то – о закрытом карсте. Последний чаще развитит в равнинных

платформенных районах, тогда как первый – в горных. [2]

к числу растворимых пород относятся каменная соль, гипс, ангидрит, , известняк, доломит, отчасти мергель, в которых и наблюдается развитие интенсивных карстовых процессов. Наибольшей растворимостью обладает каменная соль, меньшей – карбонатные породы, известняки и доломиты. В зависимости от состава растворимых пород различают соляной карст, гипсовый, карбонатный.

Как уже отмечалось, подземные воды всегда обогащены тем или иным количеством растворенных солей или газов. Следовательно, на горный породы воздействует не химически чистая вода, а сложный раствор с беспрерывно меняющейся концентрацией солей в нем. Нахождение же в природных водах различных солей и углекислоты существенным образом влияет на растворимость горных пород. Вода, насыщенная углекислотой растворяет известняки и доломиты во много раз больше, чем химически чистая вода. Присутствие же в подземных водах NaCl повышает растворимость гипса в 2,5-3,5 раза (в зависимости от количества NaCl), а наличие сернокислого магния понижает растворимость его до нуля, и т.п.

Взаимодействие сложных природных растворов, какими являются подземные и поверхностные воды, с растворимыми трещиноватыми горными породами и приводит к образованию различных карстовых форм. [1]

Поверхностные карстовые формы рельефа

К поверхностным карстовым формам относятся карры, желоба и рвы, воронки, блюдца и западины, котловины, полья, останцы.

Карры - это разнообразные неглубокие выемки, образованные, в основном,

выщелачиванием известняков поверхностными атмосферными водами. Н.А.Гвоздецким,

одним из знатоков карста, были выделены карры следующих типов: лунковые, трубчатые, бороздчатые, желобковые, трещинные и ряд других. Все эти формы имеют глубину 5-20–5-0 см, редко размах рельефа достигает 1-2 м. Наиболее типичны желобковые карры, представленные параллельными желобками, разделенные острыми грядами. [2]

они протягиваются то более или менее параллельно друг другу, совпадая с направлением уклона поверхности, которая представляется как бы изборожденной гигантской бороной, то располагаются совершенно неправильно, ветвятся и часто сливаются друг с другом. Происхождение их связано главным образом с растворяющим воздействием атмосферных вод на породы в краях трещин, рассекающих массивы. Но в выработке карров в пределах крутых склонов принимает участие и размыв. Просачиваясь при своим движении по трещинам, вода постепенно растворяет, коррозирует и уносит отдельные частицы известняка, расширяя трещины. Таким образом, вода, обладая способностью проникать в тончайшие поры и трещины, проводит свою медленную, но верную разрушительную работу и превращает их в широкие зияющие щели и углубления.

Вся эта совокупность углублений и называется каррами, а поверхность растворимых пород, покрытая каррами, - карровыми полями. Карры могут образовываться и в прибрежной зоне моря, особенно это относится к рифовым образованиям морских побережий. Наряду с атмосферными водами здесь имеют существенное значение морские солёные воды. По-видимому, образованию подводных карр в море способствует углекислота, образующаяся при разложении органического вещества (рифостроящих организмов). [1]

Поноры – узкие отверстия, наклонные или вертикальные, возникающие на узлах

пересечения трещин при дальнейшем развитии процесса растворения и выщелачивания.

[2]. Они развиваются в местах пересечения и развития крупных трещин, уходящих вглубь карстовых массивов и представляющих собой наиболее легкие пути циркуляции воды. Образовавшиеся на этом месте ложбинки растут более свободно в ширину и в глубину и постепенно превращаются в водосборные каналы, поглощающие и отводящие воду с поверхности земли. Собственно поноры встречаются относительно редко, чаще всего они находятся в сочетании с другими карстовыми формами.

На выходах растворимых горных пород на крутых склонах часто наблюдаются различных размеров карстовые ниши. Они образуются при растворении пород атмосферными осадками (дождевыми и снеговыми водами), стекающими в большом количестве по обнаженному склону, и при процессах выветривания. Местами ниши образуются в результате выщелачивания подземными водами, вытекающими по склону. Чаще всего выработка ниш связана с трещинами напластования. [1]

Желоба и рвы представляют собой более протяженные и глубокие участки

карстового выщелачивания поверхности известняков, наследующие поверхностные

трещины и достигающие глубины до 5 м.[2]

Воронки являются наиболее распространенными карстовыми формами. Они встречаются в большом количестве в разных климатических зонах. В сильно закарстованных районах воронки могут покрывать всю поверхность земли.

Карстовые воронки подразделяются на: 1) воронки поверхностного выщелачивания;

2) провальные; 3) воронки просасывания (коррозионно-суффозионные по

Н. А. Гвоздецкому).

Первый тип воронок напоминает собой воронку от взрыва снаряда или

бомбы. Образуются они за счет выщелоченной с поверхности породы. Обычно в центре

такой воронки располагается понор - канал, по которому уходит вода. Диаметр воронок

обычно до 50 м, редко больше, а глубина 5-20 м.

росту этих воронок помогает размывающая деятельность поверхностных вод

Провальные воронки связаны с обрушением свода над полостью, выработанной водами на некоторой глубине.

Коррозионно-суффозионные воронки возникают в том случае, когда карстующиеся

известняки перекрыты пластом песчаных отложений и последние вмываются в

нижележащие карстовые полости. При этом из пласта песка уносятся отложения в поноры и образуется воронка просасывания или вымывания. Процессы суффозии широко

распространены в природе. [2]

карстовые воронки на поверхности земли то вытянуты в цепочку, то группируются. Линейное их расположение связано с наличием тектонических трещин.

Если воронки разных генетических типов сливаются по несколько штук вместе, то

образуется карстовая котловина с рядом углублений на дне. Иногда дно у котловин

может быть плоским. Полья представляют собой довольно большие, сотни метров в диаметре, неправильной формы понижения, образовавшиеся при слиянии ряда котловин и воронок. В том числе и провальных.[2]

Крупные полья и котловины приурочены к горным районам. Направление котловин и польев определяется структурой, а последующее развитие – выщелачиванием и эрозией. В днищах котловин и польев иногда наблюдаются воронки или поноры, поглощающие воду. Некоторые полья периодически заполняются водой, а некоторые превратились в озёра.

Карстовые колодцы и шахты - это каналы, уходящие почти вертикально в

известковые массивы на десятки и сотни метров при диаметре в первые метры. Они

образуются при выщелачивании по трещинам, иногда поверхностными водными

потоками, размывающими известняки. Шахтами называются вертикальные полости

глубиной свыше 20 м, а меньше – колодцами. Если шахты соединяются между собой, а

также с субгоризонтальными ходами и пещерами, то образуются карстовые пропасти,

достигающие глубины в 1000 метров и более. [2]

Исчезающая река - поверхностный или подземный водоток, исчезающий при вступлении в закарстованную или трещиноватую зону. Поглощение и отвод в глубину поверхностного стока рек понорами, воронками и другими карстовыми формами придает своеобразный вид долинам. Среди них выделяют: слепые долины и полуслепые долины.

Слепые долины представляют собой небольшие речки, протекающие в

закарстованных районах, имеющие исток, но внезапно оканчивающиеся у какой-нибудь

воронки или поноры, куда и уходит вся вода. Иногда долины бывают полуслепыми, когда

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Проект по основам безопасности жизнедеятельности

Выполнили ученики 8А класса: Колпаков С.А.

Руководитель: Тонкова Т.М., учитель ОБЖ

2.Актуальность проблемы карста

4. Разновидность карстовых явлений

5. Противокарстовые мероприятия

6. Дзержинск карстоопасный

8. Список литературы

Люди издавна замечали и пугались, когда вдруг на ровном месте земля уходила из-под ног. Придумывались замысловатые объяснения, преисподняя, тартар и т.д

Сейчас геология объяснила природу этих провалов, только безопаснее от этого не стало, поэтому мы решили разобраться с этим интересным явлением и хотим понять, как себя обезопасить в случае возникновения карстовых провалов.

Карст - действительно удивительное и привлекательное явление природы , создающее воронки с округлыми берегами, иногда превращающиеся в прекрасные озера как в нашем Нижегородском крае.

Изучение карста как явления, находящегося на стыке двух дисциплин геологии и безопасности жизнедеятельности

Цели :

Узнать что же такое карстовые явления (провалы)

Как от них можно защититься

Дзержинск — самый карстоопасный город в России

2. Актуальность проблемы

Карст опасное явление, мы им заинтересовались, так как наш город находится на месте больших исторически сложившихся карстовых провалов, и подготовили этот проект.

Карст как явление

Карст - представляет собой процесс растворения, или выщелачивания трещиноватых растворимых горных пород подземными и поверхностными водами, в результате которого образуются отрицательные западинные формы рельефа на поверхности Земли и различные полости, каналы и пещеры в глубине.

Впервые такие широко развитые процессы детально были изучены на побережье Адриатического моря, на плато Карст, близ Триеста, откуда и получили свое название. К растворимым породам относятся соли, гипс, известняк, доломит, мел. В соответствии с этим различают соляной, гипсовый и карбонатный карст. Наиболее изучен карбонатный карст, что связано со значительным площадным распространением известняков, доломитов, мела.

Карстовые воронки образуются из-за воздействия человека или естественных факторов. Экстремальные погодные явления, например, ливни или засуха, приводят к появлению в грунте провалов.

Необходимыми условиями развития карста являются: 1) наличие растворимых пород; 2) трещиноватость пород, обеспечивающая проникновение воды; 3 ) растворяющая способность воды.

Разновидность карстовых явлений

К поверхностным карстовым формам относятся:

Схема связи карстовых пещер с речными террасами, отражающими направленность и цикличность развития речных долин, дренирующих подземные воды на разных уровнях

Среди них по условиям развития выделяются: а) воронки поверхностного выщелачивания, связанные с растворяющей деятельностью метеорных вод; б) воронки провальные, образующиеся путем обрушения сводов подземных карстовых полостей; 4) крупные карстовые котловины, на дне которых могут развиваться карстовые воронки; 5) наиболее крупные карстовые формы - полья, хорошо известные в Югославии и других районах; 6) карстовые колодцы и шахты, достигающие местами глубин свыше 1000 м и являющиеся как бы переходными к подземным карстовым формам.

К подземным карстовым формам относятся различные каналы и пещеры. Самыми крупными подземными формами являются карстовые пещеры , представляющие систему горизонтальных или несколько наклонных каналов, часто сложно ветвящихся и образующих огромные залы или гроты. Такая неровность в очертаниях, по-видимому, обусловлена характером сложной трещиноватости пород, а возможно, и неоднородностью последних.

На дне ряда пещер много озер, по другим пещерам протекают подземные водотоки (реки), которые при движении производят не только химическое воздействие (выщелачивание), но и размыв (эрозию). Наличие постоянных водных потоков в пещерах нередко связано с поглощением поверхностного речного стока. В карстовых массивах известны исчезающие реки (частично или полностью), периодически исчезающие озера.

Отложения в пещерах представлены несколькими типами: 1) нерастворимые продукты, или остаточные (от растворения) образования - терра-росса;

2) обвальные накопления - продукты обрушения сводов карстовых полостей;

3) аллювиальные осадки, образующиеся подземными реками;

4) озерные осадки;

5) хемогенные образования - известковый туф (травертин)

6) натечные формы - сталактиты, растущие от кровли пещеры вниз, и сталагмиты, растущие вверх.

Известны также ледяные пещеры, в которых накапливаются разнообразные формы льда.

Покрытый карст отличается от открытого тем, что закарстованные породы перекрыты нерастворимыми или слабо растворимыми горными породами. Формы поверхностного выщелачивания здесь отсутствуют, и процесс протекает в глубине. В большинстве случаев здесь на поверхности образуются карстовые суффозионные (лат. "суффозио" - подкапывание) блюдцеобразные и воронкообразные формы, а также неглубокие поноры.

На контакте с закарстованными породами происходит процесс перемещения материала покрывающих пород в ниже расположенные карстовые полости, в результате чего и образуются такие формы, которые Ф.П. Саваренский называл воронками просасывания. Но в ряде случаев карстово-суффозионные провальные воронки и шахты развиваются над подземными каналами и пещерами.

При оценке степени закарстованности массива важно знать историю геологического развития района. Известны несколько возрастных генераций карста, соответствующих длительным этапам континентального развития, в течение которых происходило активное эрозионное расчленение, формирование речных долин и связанных с ними подземных вод и карстовых процессов.

Яркий пример - до-юрский карст Москвы и Подмосковья, где закарстованные каменноугольные известняки покрыты юрскими отложениями. Интенсивный карст протекал в течение двух предшествующих периодов (пермского и триасового) до трансгрессии юрского моря. Гидрографическая сеть кайнозойского времени местами вскрывает каменноугольные закарстованные известняки, что вызывает оживление карстовых процессов, продолжающихся и поныне.

У нас в России эти явления замечаются лишь местами и не резко выражены, например, на крымской Яйле, в Тульской губ. , на Самарской луке и в других местностях (даже Олонецкой, Нижегородской и других губ.) , где залегают водопроницаемые известняки, бывают провалы, существуют периодически исчезающие озера и пропадающие под землею реки.

5 . Пр отивокарстовые мероприятия следует предусматривать при проектировании зданий и сооружений на территориях, в геологическом строении которых присутствуют растворимые горные породы (известняки, доломиты, мел, обломочные грунты с карбонатным цементом, гипсы, ангидриты, каменная соль) и имеются карстовые проявления на поверхности (воронки, котловины, карстово-эрозионные овраги и др.) и (или) в глубине грунтового массива (разуплотнения грунтов, полости, пещеры и др.).

Для инженерной защиты зданий и сооружений от карста применяют следующие мероприятия или их сочетания: планировочные; водозащитные и проивофильтрационные; геотехнические (укрепление оснований); конструктивные; технологические; эксплуатационные;

Противокарстовые мероприятия должны: предотвращать активизацию, а при необходимости и снижать активность карстовых и карстово-суффозионных процессов; исключать или уменьшать в необходимой степени карстовые и карстово-суффозионные деформации грунтовых толщ;предотвращать повышенную фильтрацию и прорывы воды из карстовых полостей в подземные помещения и горные выработки;обеспечивать возможность нормальной эксплуатации территорий, зданий, сооружений, подземных помещений и горных выработок при допущенных карстовых проявлениях.

6. Дзержинск карстоопасный

Давно, но безуспешно противокарстовые службы пытаются обратить внимание властей на то, что Дзержинск находится в зоне особого риска. Карстологический мониторинг в таких городах, как наш должен проводиться регулярно. Но у нас он не ведется уже последние несколько лет. А между тем карст напоминает о себе регулярно. То и дело карстовики обнаруживают всё новые и новые провалы. Один из них всё ближе подбирается к поселку Жёлнино.Дзержинск — самый карстоопасный город в России. Да чего говорить, наш город стоит на карстовых воронках, которых в Дзержинске больше 4,5 тысяч! И ежегодно их становится всё больше и больше. Одни из них появляются, но после никого не беспокоят. Другие, что называется, "живые провалы" периодически дают о себе знать тем, что постоянно увеличиваются в размерах.

10 лет назад в городе Дзержинске на заводе "Химмаш" произошла крупнейшая в Европе авария на производстве: воронка диаметром 32 м поглотила целый заводской корпус и прилегающее оборудование на площадке радиусом более 120 м. Людей в заводском корпусе в момент аварии не было. Местные власти из того, что случилось, никаких выводов не сделали. А зря. Специалисты утверждают, что опасность карстового провала под взрывоопасными химическими производствами города Дзержинска сегодня даже выше, чем 10 лет назад.

Эксперты, исследовавшие просевший дом по улице Будёного в Дзержинске, выступили с докладом на заседании комиссии по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности (КЧС), сообщает пресс-служба администрации Дзержинска. По мнению специалистов, причинами деформации конструкций дома могли стать карстово-суффозионные процессы и нарушения при проектировании и строительстве здания 40 лет назад. Под этими процессами понимается вымывание растворимых частиц грунта и образование пустот. В результате толща, которая лежит выше, проседает и меняет рельеф. Такие явления опасны для зданий, располагающихся в карстовых зонах. Но и вес зданий оказывает влияние на развитие карстовых процессов. Предполагается, что строители не учли геологических особенностей местности и не предусмотрели защитных мер для жилого дома.

Территория области закарстована на 27 процентов. Точечная застройка на самых опасных участках Дзержинска и других поселений грозит обрушениями, - считает генеральный директор ОАО " Стройкарст " Борис Гантов. - Бесконтрольность нельзя допускать. Нужно разобраться с ответственностью и фондами, продолжить изыскательские работы, обеспечить службы современной аппаратурой, придать работам системность.

Карст - действительно удивительное и привлекательное явление природы, создающее воронки с округлыми берегами и на суше. Карстовые образования идут скрытно, под землей.

Карстовый процесс представляет не только теоретический интерес для науки, но имеет также важное практическое значение в таких отраслях народного хозяйства, как железнодорожный транспорт, эксплуатация полезных ископаемых, строительство плотин и гидростанций на реках, сельское хозяйство, водоснабжение и т. п.

Карстовые образования приводят к изменению рельефа поверхности земли. Существуют поверхностный и подземный карсты. Якутские аласы относятся к поверхностным рельефным изменениям, но образованные в процессе неравномерного проседания почв. Это вследствие вытаивания подземного льда; просадки земной поверхности, образующиеся при протаивании вытаивании подземного льда. В результате образуются воронки, провалы, аласы, внешне напоминающие карстовые формы рельефа.

Мы живём в мире самых удивительных явлений природы. Их очень много. Мы сталкиваемся с ними каждый день, не задумываясь о сущности. Но человек как разумный феномен должен понимать суть этих явлений.

Схема закарстованности города Дзержинск

Карст не такое опасное явление, чтобы его боятся. Нужно лишь соблюдать все правило предосторожности, учитывать геологию местности и проводить противокарстовые мероприятия.

Название плато Карст (Крас) в Словении дало имя целому комплексу процессов и типов рельефа. Чем же необычно это плато? Известняки, слагающие его территорию, значительно пострадали от разрушающего и растворяющего воздействия воды. В результате поверхность плато покрылась желобками и воронками.

Проникающая по трещинам вода постепенно их расширила, образовались пустоты, которые, соединяясь, сформировали гроты и пещеры.

Введение…………………………………………………………….. стр. 3
Теория карстовых процессов…………………………………….. стр. 6
Географическое распространение процесса…………………….. стр. 12
Суффозия……………………………………………………………..стр. 15
Заключение…………………………………………………………. стр. 17
Список использованной литературы……………………………… стр. 17

Файлы: 1 файл

Мой реферат.doc

Мощность и биология почв влияют на обогащение вод углекислотой и, следовательно, на интенсивность карстовых процессов. Горные черноземы, горные лесные почвы особенно благоприятны. Неблагоприятны скелетные маломощные почвы.

7. Механические свойства пород. Трещиноватость, напластование.

(Пример: Арабика. Карст особенно интенсивен на участках, где пласты известняка залегают крутонаклонно или даже субвертикально.)

8. Количество осадков. Климат. Интенсивность испарения. Нивация.

(Пример: Кавказ. Области мощного карстообразования находятся на высотах от 1000 до 2200м. Ниже слишком сухо, выше – большую часть года не сходит снежный покров.)

Географическое распространение карстового процесса.

Карстовый процесс, прежде всего денудационный процесс, поэтому он протекает по-разному в разных климатических зонах. Наиболее типичен для областей со среднеземноморским субтропическим климатом голый карст. Ливневый характер атмосферных осадков и наличие засушливого сезона способствуют интенсивному воздействию дождевых вод на поверхность известняковых парод, сравнительно медленному накоплению элювия. В странах с умеренным климатом карстовые процессы также развиваются довольно интенсивно, но карстующиеся пароды почти всегда прикрыты слоем наносов и хорошо развитым почвенно-растительным покровом. Поэтому карстовые образования типа долин и провалов не имеют столь резкой выраженности, как в средиземноморских странах. Это области преимущественно покрытого карста, карстовые образования связанны исключительно с подземным выщелачиванием, а поверхностные формы обусловлены провалами и проседание рыхлого покрова над подземными карстовыми областями (воронки просасывания). До недавнего времени изучение карстовых явлений происходило главным образом, в странах с умеренным и средиземноморским климатом. Сравнительно недавно начавшееся изучение карстов тропических областей показало, что здесь развитие карста характеризуется рядом особенностей, которые в основе имеют климатическую обусловленность.

В тропическом карсте в процессе его развития возникают понижения, разделяющие весь карстовый массив на отдельные возвышенности. Понижения углубляются до уровня базальною поверхности, и дальнейшее развитие тропического карста сводится к расширению этой поверхности за счёт сокращения площадей занятых возвышенностями, до их полного уничтожения. В конечном счете, это приводит к образованию выровненных карстово-денудационных поверхностей. Обычно процесс выравнивания распространяется в определённом направлении, и там, где он начинается раньше, перед карстовой областью формируется равнина, получившая название окраинной равниной карста. В приморских областях абсолютная высота окраинных равнин может определяться уровнем моря, в других уровнем некарстующихся парод, лежащих под известняками, в третьих уровнем грунтовых вод. Обычно такая равнина подвержена периодическому затоплению. Именно действию этих вод и обязан своими особенностями тропический карст.

По морфологии положительных элементов рельефа тропический карст подразделяют на куполовидный, башенный, конический и котловинный. Как указывает И.С. Щукин, эти типы генетически взаимосвязаны и скорее всего, представляют собой лишь разные стадии в формировании карстового ландшафта, или же обусловлены некоторыми местными геологическими условиями. Куполовидный карст характеризуется скоплением куполообразных возвышенностей, разделенных узкими вогнутыми седловинами, то более высокими, то более низкими. Относительная высота куполовидных холмов колеблется от 25 до 150 м при поперечнике основания до 80 м. Седловины не достигают уровня предгорной равнины. Нередко, особенно во внутренней части массива, купола отделены друг от друга узкими крутостенными ущельями — "карстовыми переулками", которые иногда даже пересекаются. На местах пересечения образуются расширения, причем можно наблюдать последовательные стадии постепенного превращения расширений в более крупные впадины, вплоть до польев. Не вызывает сомнений, что "переулки" представляют собой разработанные выщелачивающей деятельностью воды тектонические трещины. Куполовидный карст нередко бывает представлен в центральной части карстового массива, а по периферии развиты другие формы, например конический или башенный карст. Это, очевидно, свидетельствует о том, что куполовидный карст — всего лишь одна из самых ранних стадий развития карста в тропических областях.

Башенный карст — тип тропического карста, чаще всего наблюдается по периферии области распространения куполовидного карста. Для него характерны крутостенные, изолированные друг от друга возвышенности, напоминающие башни или столбы, относительная высота которых может достигать 300 м и более. Возвышенности-башни расположены на значительном расстоянии друг от друга (в отличие от куполовидного карста) и отделены плоскими понижениями, являющимися как бы ответвлением окраинной равнины. Во время ливней понижения затопляются водой, которая некоторое время застаивается вследствие развития достаточно мощного покрова элювия типа терра-росса на дне понижений. Вода агрессивно воздействует на подножия склонов башен. Обычно башни пронизаны пещерами и естественными шахтами, их вершинные поверхности изъедены каррами и карстовым воронками. Здесь можно встретить и достаточно обширные плоскодонные понижения типа польев, окруженные башнями и образовавшиеся на месте уже полностью уничтоженных карстовых башен. Морфология башенного карста свидетельствует о том, что в данном типе тропического карста углубление понижений уже закончилось. Развитие карстово-денудационной поверхности выравнивания идет исключительно в ширину за счет съедания склонов

возвышенностей и их полного уничтожения. Уничтожению башен способствует и подземный карст — дальнейшее развитие системы ходов и пещер пронизы-вающих массивы.

Конический карст отличается от башенного морфологией возвышенностей, которые имеют вид более или менее правильных конусов, т.е. склоны их уже значительно выположены. Есть мнение, что формы конического карста образуются в том случае, если развитие башенного карста прерывается тектоническим поднятием. Тогда наступает новый цикл врезания, уровень денудации понижается, а подножия возвышенностей уже не подвергаются воздействию застаивающихся дождевых вод. Склоны их выполаживаются за счет склоновых процессов.

Котловинный карст в наиболее полном виде представлен на Ямайке. Он отличается развитием вогнутых карстовых котловин, отделенных друг от друга островерхими известняковыми гребнями. Формирование котловинного карста определяется здесь глубоким залеганием уровня грунтовых вод и сильной раздробленностью известняков.

Следует заметить, что для тропического карста развитие обычных для карстовых областей форм рельефа (типа воронок колодцев, польев и др.) не менее характерно, чем положительных форм. Иссле-дователи отмечают чрезвычайно интенсивный ход карсто-образования в тропиках (по сравнению с районами умеренных широт и средиземноморского климата). Это явление как будто бы противоречит тому факту, что при высоких температурах насыщение воды С02 происходит быстрее и поэтому в условиях теплого климата вода должна быть менее агрессивной, чем в умеренной и холодной зонах. Однако пышная растительность тропических стран — мощный источник поступления диоксида углерода в воду, и этот источник с избытком компенсирует неблагоприятные в термическом отношении условия растворимости известняков в тропических странах. Кроме того, и органические, и азотнокислые соединения также усиливают химическую агрессивность воды в тропических странах. За счет этих факторов, а также большого количества осадков интенсивность карстовых процессов и их "эффективность" в гумидных тропиках, по-видимому, в несколько раз выше, чем в умеренной зоне. Только благодаря этим обстоятельствам карстовые процессы в тропиках приводят к выработке выровненных поверхностей карстовой денудации, которые в умеренных и средиземноморских странах формируются только в исключительных случаях.

Типовая классификация карста по литологическому составу
закарстованных пород (по А. Е. Голову и др.)

Суффозия (от лат. suffosio — подкапывание) — вынос мелких минеральных частиц породы фильтрующейся через неё водой. Термин введен А. П. Павловым, понимавшим под суффозией явление оседания поверхности земли, связанное с выщелачиванием выносом растворимых частей горной породы. В настоящее время суффозией называют сам процесс выноса частиц породы, а не его последствия, основное значение придается механическому выносу, а не растворению. Процесс близок к карсту , но отличается от него тем, что суффозия является преимущественно физическим процессом и частицы породы не претерпевают дальнейшего разрушения. Суффозия приводит к проседанию вышележащей толщи и образованию западин (суффозионных воронок, блюдец, впадин) диаметром до 10 и даже 100 метров, а также пещер. Другим следствием может быть изменение гранулометрического состава пород как подверженных суффозии, так и являющихся фильтром для вынесенного материала.

Наиболее широкое развитие суффозия получает в области распространения лёссов и лёссовидных суглинков , под склонами долин рек, часто по ходам роющих животных. Одним из необходимых условий суффозии является наличие в породе как крупных частиц, образующих неподвижный каркас, так и вымывающихся мелких. Вынос начинается лишь с определенных значений напора воды, ниже которых происходит только фильтрация .

В карбонатных и гипсоносных песчано-глинистых отложениях и мергелях карст и суффозия могут проявляться одновременно. Это явление носит название глинистый карст или глинистый псевдокарст.

Виды суффозии:

Физическая - фильтрующаяся вода отрывает и выносит целые частицы (глинистые, пылеватые песчаные). Такая суффозия происходит в рыхлых, насыщенных водой и мягких связных породах при повышении напорного градиента в фильтрационном потоке до некоторых величин. Эти градиенты могут создаваться в нижнем бьефе плотин, тогда частицы породы будут выноситься из-под основания плотины, и устойчивость последней будет нарушена. При вскрытии насыщенных подземными водами рыхлых, несвязных грунтов, происходит движение всей грунтовой массы (грунт + вода) в направлении действия напорного градиента. Этот процесс получил название плывучести, а грунты, насыщенные водой и обладающие этими свойствами – плывунами. Обычно, плывуны вскрываются котлованами, карьерами, колодцами, при проходке скважин и туннелей. При проходке скважин и туннелей приходится вынимать грунта – плывуна в несколько раз больше, чем объём выработки. Например, при проходке разведочного шурфа на одной из трасс первой очереди Московского Метрополитена (на Краснопрудной улице) плывуна было извлечено в 3,5 раза больше, чем объём самой выработки.
Химическая - вода растворяет частицы породы (гипс, соли, карбонаты) и выносит продукты разрушения
Химико-физическая - смешанная, чаще всего встречается в лессовых породах.

Независимо от типа, суффозия может происходить как в глубине массива пород, так и вблизи поверхности. Выделяются особые виды суффозии — подземная и контактная.

Контактная суффозия — один из видов подземной суффозии,
при которой на контакте ДВУХ пород мелкие частицы одной породы потоком воды разносятся по порам ДРУГ0Й. В связи с контактной суффозией вдоль контакта иногда создается слой породы, имеющий измененный гранулометрический состав и иные свойства.

1. Карстовые явления очень широко распространены. По геологическим условиям примерно третья часть площади суши земного шара имеет потенциальные возможности для их развития.

2. В карстовых формах рельефа преобладают замкнутые отрицательные формы рельефа:

- поверхностные: карры, воронки, котловины;

- подземные: колодцы, пещеры.

В тропиках часто встречаются положительные карстовые формы рельефа: башни, конусы, купола и т.п.

3. Процессы поднятия и тектонической стабильности в пределах одной и той же карстовой области могут чередоваться. В результате такого чередования образуется отчетлив выраженная ярусностъ вершинных поверхностей карстовых положительных форм рельефа.

4. Важнейшим условиям, определяющим развитие карста, является климат, т.е. температурный режим, количество и характер выпадающих осадков, наличие вечной мерзлоты, препятствующей проникновению воды в карстующиеся породы; климатом обуславливается также характер растительного покрова, способствующего повышению химической агрессивности воды.

5. Борьба с химической и механической суффозией ведется главным образом с целью максимального ослабления фильтрации воды через карстующиеся породы. Таким путем удается предупредить или замедлить карстовые процессы. Однако при наличии местности с уже развитым карстом борьба с ним оказывается сложной, и в таких случаях проектировщики стараются обходить опасные участки.

Функционирование любого ландшафта (как геосистемы) - это закономерный, непрерывный, периодически повторяющийся, циклический процесс массоэнергообмена между составляющими его элементами. Функционирование КЛ

Сущность и особенности карстового процесса. Распространенность карста на земле

Геодезия и Геология

Другие курсовые по предмету

"Сущность и особенности карстового процесса. Распространенность карста на земле"

карст вода ландшафт геохимический

1. Сущность и особенности карстового процесса

Карст представляет собой процесс растворения, или выщелачивания трещиноватых растворимых горных пород подземными и поверхностными водами, в результате которого образуются отрицательные западинные формы рельефа на поверхности Земли и различные полости, каналы и пещеры в глубине. Впервые такие широко развитые процессы детально были изучены на побережье Адриатического моря, на плато Карст близ Триеста, откуда и получили свое название. К растворимым породам относятся соли, гипс, известняк, доломит, мел. В соответствии с этим различают соляной, гипсовый и карбонатный карст. Наиболее изучен карбонатный карст, что связано со значительным площадным распространением известняков, доломитов, мела. Необходимыми условиями развития карста являются:

) наличие растворимых пород;

) трещиноватость пород, обеспечивающая проникновение воды;

) растворяющая способность воды.

Наибольшее разнообразие карстовых форм наблюдается в открытом типе карста (горные районы известнякового плато Крыма, Кавказа, Карпат, Альп и др.). В этих районах развитию карста благоприятствуют открытая поверхность растворимых пород и частые ливни. Поверхностные формы в открытом типе карста подробно описаны в общей геоморфологии, здесь же остановимся лишь на кратком их перечислении и рассмотрим гидродинамические зоны в карстовом массиве. К поверхностным карстовым формам относятся:

) карры,или шрамы, небольшие углубления в виде рытвин и борозд глубиной от нескольких сантиметров до 1-2 м;

) поноры - вертикальные или наклонные отверстия, уходящие в глубину и поглощающие поверхностные воды;

) карстовые воронки, имеющие наибольшее распространение, как в горных районах, так и на равнинах.

Среди них по условиям развития выделяются:

а) воронки поверхностного выщелачивания, связанные с растворяющей деятельностью метеорных вод;

б) воронки провальные, образующиеся путем обрушения сводов подземных карстовых полостей;

с) крупные карстовые котловины, на дне которых могут развиваться карстовые воронки

д) наиболее крупные карстовые формы - полья, хорошо известные в Югославии и других районах;

е) карстовые колодцы и шахты, достигающие местами глубин свыше 1000 м и являющиеся как бы переходными к подземным карстовым формам.

К подземным карстовым формам относятся различные каналы и пещеры. Самыми крупными подземными формами являются карстовые пещеры, представляющие систему горизонтальных или несколько наклонных каналов, часто сложно ветвящихся и образующих огромные залы или гроты. Такая неровность в очертаниях, по-видимому, обусловлена характером сложной трещиноватости пород, а возможно, и неоднородностью последних. На дне ряда пещер много озер, по другим пещерам протекают подземные водотоки (реки), которые при движении производят не только химическое воздействие (выщелачивание), но и размыв (эрозию). Наличие постоянных водных потоков в пещерах нередко связано с поглощением поверхностного речного стока. В карстовых массивах известны исчезающие реки (частично или полностью), периодически исчезающие озера. Отложения в пещерах представлены несколькими генетическими типами:

) нерастворимые продукты, или остаточные (от растворения) образования - терра-росса;

) обвальные накопления - продукты обрушения сводов карстовых полостей;

) аллювиальные осадки, образующиеся подземными реками;

) хемогенные образования - известковый туф (травертин) и

) натечные формы - сталактиты, растущие от кровли пещеры вниз, и сталагмиты, растущие вверх.

Известны также ледяные пещеры, в которых накапливаются разнообразные формы льда. Покрытый карст отличается от открытого тем, что закарстованные породы перекрыты нерастворимыми или слабо растворимыми горными породами. Формы поверхностного выщелачивания здесь отсутствуют, и процесс протекает в глубине. В большинстве случаев здесь на поверхности образуются карстовые суффозионные (лат. "суффозио" - подкапывание) блюдцеобразные и воронкообразные формы, а также неглубокие поноры. На контакте с закарстованными породами происходит процесс перемещения материала покрывающих пород в ниже расположенные карстовые полости, в результате чего и образуются такие формы, которые Ф.П. Саваренский называл воронками просасывания. Но в ряде случаев карстово-суффозионные провальные воронки и шахты развиваются над подземными каналами и пещерами.

Степень и характер закарстованности массивов растворимых пород зависят от гидродинамических условий. По характеру движения и режима подземных вод Д.С. Соколов выделяет следующие гидродинамические зоны : I-зона аэрации, где осуществляется главным образом нисходящее движение инфильтрационных и инфлюационных (лат. "инфлюацио" - втекание) вод, с которыми связано формирование поверхностных карстовых форм; II - зона сезонного колебания уровня трещинно-карстовых вод.

При высоком стоянии уровня в этой зоне происходит горизонтальное движение воды, при низком - вертикальное, в соответствии, с чем осуществляется направленное выщелачивание карстующихся пород; III - зона полного насыщения, находящаяся в сфере дренирующего воздействия местной гидрографической сети, прорезающей массив карстующихся пород. Эта зона имеет наибольшее значение в развитии подземных карстовых пещер и каналов. Но в придолинных участках образуются не только пещеры и каналы, направленные по пути движения подземных вод к руслам рек. Во многих речных долинах бурением и геофизическими методами обнаружено наличие крупных карстовых полостей значительно ниже ложа, что связано с разгрузкой подруслового потока подземных вод (рис. 7.13, III a). Местами выражена этажность карстовых пещер. Как было сказано ранее, наблюдаются определенные направленность и цикличность развития речных долин, находящие выражение в наличии надпойменных террас. Каждая из них соответствует длительному эрозионно-аккумулятивному циклу развития речной долины. С такими террасами, расположенными на разных высотах коррелируются (лат. "корреляцио" - соотношение) карстовые пещеры. Зная возраст террас, можно приближенно оценить время формирования пещер. При оценке степени закарстованности массива важно знать историю геологического развития района. Известны несколько возрастных генераций карста, соответствующих длительным этапам континентального развития, в течение которых происходило активное эрозионное расчленение, формирование речных долин и связанных с ними подземных вод и карстовых процессов. Яркий пример - до-юрский карст Москвы и Подмосковья, где закарстованные каменноугольные известняки покрыты юрскими отложениями. Интенсивный карст протекал в течение двух предшествующих периодов (пермского и триасового) до трансгрессии юрского моря. Гидрографическая сеть кайнозойского времени местами вскрывает каменноугольные закарстованные известняки, что вызывает оживление карстовых процессов, продолжающихся и поныне.

2. Распространение карста на земле

Карстовые явления широко распространены по всей планете. Встречаются они и в горах (например, в Доломитовых Альпах, горах Балканского полуострова, на Динарском нагорье), и на равнинах (например, на Великих Американских равнинах, на Русской и Туранской равнинах).

Рис. Начало карстового процесса Развитие карстового процесса

Стадии возникновения подобного вида тропического карста показаны на четырех рисунках.

Рис. Формы карстового рельефа в результате развития карстообразования

Рис. Останцовые горы в виде башен и столбов - результат карстового процесса

Интересный рельеф формируют карстовые процессы в прибрежных районах. Если берег моря, озера или широкой реки сложен известняками, доломитами и

Читайте также: