3.3. Характеристика карстовых явлений

Карстовый рельеф района окрестностей озера Баскунчак складывается из поверхностных и подземных карстовых форм.

3.3.1. Поверхностные карстовые формы

Поверхностные карстовые формы подразделяются на положительные и отрицательные формы.

К поверхностным положительным карстовым формам рельефа относятся останцы, мосты и арки, но подобные формы для карста данного района не характерны и пока не встречены. Имеется на территории урочища Шарбулак один естественный мост, но его, наверное, правильнее будет назвать проходной пещерой, так как эта форма представляет собой подземный переход (длиной около 8 м, шириной около 1-1,2 м, высотой около 1,5-2,5 м и треугольного поперечного сечения) из одной воронки в другую и имеет тектонический генезис (разрывная трещина, выклинивающаяся к верху), а не карстовый.

Для северного и северо-восточного побережий озера Баскунчак характерно наличие гипсовых бугров высотой до 4-6 м, вытянутых с северо-востока на юго-запад (рис. 10).

Рис. 10. Гипсовый бугор в урочище Вак-Тау

(фото А.В. Добрыднева)

Склоны бугров осложнены карстовыми воронками. Н.А. Гвоздецкий [29] связывает происхождение этих бугров с древними карстовыми процессами. А.В. Белонович [13] также считает их своеобразными карстовыми останцами. Однако более детальное обследование гипсовых бугров позволяет скорее согласиться с предположением П.А. Православлева [150] и А.А. Гедеонова [35] об их тектоническом генезисе. Так как склоны бугров сложены моноклинальнозалегающими пластами различной степени крутизны падения (и в разных направлениях) (рис. 11).

Рис. 11. Обнажение гипсовых пород в склоне бугра в ур. Вак-Тау.

(фото И.В. Головачёва)

Скорее всего, пласты пород слагающих бугры являются крыльями складок. Особенно явно это наблюдается на гипсовых буграх урочища Вак-Тау, обследованных автором в 2007-2009 годах.

Таким образом, данные гипсовые бугры – не карстовые останцы, а «дислокационные поднятия» (складки), отделанные карстом.

Поверхностные отрицательные карстовые формы данного района представлены каррами, понорами, воронками, котловинами, балками и слепыми оврагами, гротами и нишами.

Карры развиты повсеместно и являются микроформами карстового рельефа. Однако их морфология, степень развития и размеры участков, занятых каррами, изменяются в широких пределах в зависимости от геологических условий и особенностей рельефа. Они образуются там, где карстующиеся гипсы обнажены или частично задернованы. В целом можно отметить, что карры являются наиболее распространённой формой карстового рельефа. По мнению Ю.И. Берсенёва, «…развитие карров выражает характер взаимодействия породы с водой и зависит от многих факторов: чистоты химического состава, степени трещиноватости, структуры и текстуры пород, химического состава вод, характера растительности и состава почв, а также климатических особенностей района – количества осадков и их распределения по сезонам, длительности безморозного периода, температуры стекающих вод и пород и т.д. Степень трещиноватости, угол наклона (падение) и экспозиция поверхности горной породы, скорость стекания воды, зависящая от формы выпадения основной части осадков (туман, морось, ливни, снег), биогенные факторы определяют морфологию и видовой состав карров…» [16]. В изучаемом районе наиболее широко развиты желобковые, лунковые, трещинные, ячеистые, меандровые карры. Они образуются как на поверхности (крутые гипсовые склоны воронок и котловин), так и под землёй на стенах и сводах пещер.

Ж елобковые карры встречаются в районе трёх видов: 1) подземные желобковые с веерообразным дроблением в нижней части; 2) поверхностные тонкие желобковые на плотном (не выветренном) гипсе; 3) поверхностные широкие желобковые на сильно выветренном гипсе.

Рис. 12. Желобковые карры первого типа в пещере

Баскунчакская

(фото В.А. Александрова)

Карры первого вида встречаются на крутых поверхностях гипсов в виде мелких и узких (около 3 см) параллельных желобков, разделённых резкими гребешками и ориентированных по падению карстующейся поверхности породы. В нижней (по склону) части они веерообразно дробятся. Карры этого типа характерны для пещеры Баскунчакская, где они встречаются на стенах Центральной галереи (рис. 12).

Образование их связано с коррозионной деятельностью конденсационных вод, стекающих по наклонным поверхностям гипсовых стен. Углы наклона поверхности в местах образования такого вида желобковых карров составляют около 40º-60º. Карры развивающиеся на вертикальных участках, имеют, как правило, более крупные размеры (ширина и глубина - 3-5 см, длина до - 1,5 м) и угловатое сечение в разрезе.

Второй вид желобковых карров встречается в основании карстовых коррозионно-суффозионных и коррозионно-эрозионных воронок [31] и на вертикальных стенках поноров (рис. 13).

Рис. 13. Желобковые карры второго типа в ур. Вак-Тау

(для масштаба положена рулетка)

(фото И.В. Головачёва)

Эти карры имеют локальное развитие, небольшие параметры (ширина и глубина - 5-6 мм при длине около 0,3-0,6 м) и округлое сечение. Разделительные гребешки между ними резкие, занозистые. Располагаются карры довольно плотно один к другому, но возможны и варианты перехлёста отдельных желобков между собой и разброса по поверхности породы. Но они всегда образуются на свежей невыветренной породе, на вертикальных участках. Образуются за счёт действия атмосферных вод. Были отмечены в основании склонов воронок в районе пещеры Кристальная на северном гипсовом поле.

Желобковые карры третьего вида наблюдаются на крутых гипсовых бортовинах некоторых воронок, в верхней их части (рис. 14). Их параметры резко отличаются от размеров предыдущих двух видов желобковых карров. Поверхность гипсов, на которых расположены такие карры, сильно выветрена (до губчато-пористой структуры в глубине породы, с уплотнением к поверхностной корке).

Рис. 14. Желобковые карры третьего типа

в урочище Вак-Тау (фото И.В. Головачёва)

Карры имеют вертикальную ориентацию. Их размеры в среднем составляют: длина - до 1,5-2 м, ширина - 0,2-0,4 м, глубина - 0,1-0,2 м. Разделительные перемычки между ними широкие и сглажены выветриванием. Судя по внешнему виду и сохранности таких карров, логичнее было бы отнести их к реликтовым формам (несовременным). Желобковые карры последнего типа довольно часто встречаются в пределах южного карстового поля в урочище Шарбулак. В меньшей степени их можно встретить в урочище Тазбулак и в окрестностях пещеры Кристальная. Они развиты на вертикальных или крутонаклонных открытых гипсовых склонах. Как правило, эти карры характерны для воронок поверхностного выщелачивания (или коррозионных) [31].

Лунковые карры наиболее ярко представлены на сводах отдельных участков пещеры Баскунчакская и некоторых других пещер данного карстового района (рис. 15).

Рис. 15. Лунковые карры в пещере

Баскунчакская (фото М.В. Иванова)

Они представляют собой округлые в плане и выполаженные углубления в гипсе, образованные за счёт карстования конденсационными водами. Их глубина (в среднем около 1-2 см) всегда меньше диаметра (в среднем около 10-14 см). Как правило, эти карры развиваются плотно, один возле другого, и образуют карровые площади.

Для карстового района окрестностей озера Баскунчак характерно наличие и более мелких форм. Аналогичные формы описывает в своей работе З.В. Яцкевич [181] при характеристике карста в окрестностях озера Индер. Эти формы представлены «…незначительными по размерам канальцами, пронизывающими верхний слой гипсов, диаметром до 2 мм и длиной 5-10 см. При развитии таких пустот поверхность гипса приобретает бородавчатый вид и в разрезе напоминает губку. Обычно канальцы ориентированы в вертикальном или близком к нему направлении. Микроформы этого типа наиболее характерны для серых и, отчасти, для нижних белых гипсов…» [181]. Такие канальцы в Прибаскунчакском районе встречаются очень часто и широко распространены. Они образуются в коре гипергенеза в результате выветривания гипсовой породы и формируют высокопористую губчатую структуру (рис. 16).

Рис. 16. Губчатое выветривание гипсов

(фото И.В. Головачёв)

Однако данные формы не являются каррами. Они формируются не за счёт коррозии нисходящих атмосферных вод в зоне аэрации. А за счёт вытяжки гипссодержащих растворов, находящихся в приповерхностном слое породы, с последующим их испарением и накоплением сульфатов в верхнем слое породы в виде плотной коры серого цвета. Таким образом, в данном случае происходит не перенос растворённого гипса с поверхности вглубь карстующегося массива, а наоборот, перераспределение его к поверхности. При дальнейшем развитии этого процесса происходит отрыв сформировавшейся плотной гипсовой коры от основной породы. Трубчатые канальцы под сформировавшейся коркой разрушаются до белесой гипсовой трухи. В районе пещеры Кристальная длина таких канальцев, т.е. мощность выветриваемого таким образом слоя породы, составляет до 0,2-0,3 м.

Кроме того, на поверхности плотных слабовыветренных гипсов встречаются ячеистые карры округлой формы, сформировавшиеся под воздействием биогенного фактора (рис. 17).

Р ис. 17. Ячеистые карры в балке Белая (Ак-Джар)

(фото И.В. Головачёва)

Такие карры образуются под местами произрастания мха (гипсофила). Наиболее ярко это явление наблюдалось автором диссертации в балке Белой. Глубина этих карров - до 0,5-1 см, диаметр - около 2-5 см, реже более 5 см. Обнажаются они после отмирания мха и выноса грунта из углублений тало-дождевыми водами. Большей частью они скрыты от глаз, и, наверное, поэтому не отмечались в данном районе предыдущими исследователями.

Рис. 18. Трещинные карры (слева)

и меандровые карры (справа)

(фото И.В. Головачёва)

Для Прибаскунчакского района можно также выделить и трещинные карры, имеющие развитие, как на поверхности, так и под землёй.

Поверхностные трещинные карры представлены небольшими закарстованными в верхней части трещинами в гипсах (рис. 18). Эти карры связаны с трещиноватостью породы и несут функцию отвода атмосферных вод вглубь карстующегося массива. Они развиваются, как правило, на участках голого гипсового карста. Например, в урочище Шарбулак. Размеры их разнообразны и зависят от размеров карстующихся трещин.

Подземные трещинные карры можно наблюдать на стенах пещеры Баскунчакская (например, в Центральной галерее). Они представляют собой всевозможные расширения, сидящие на небольших трещинах, из которых периодически сочится вода (т.е. в отличие от поверхностных трещинных карров, эти подземные карры несут функцию разгрузки, а не поглощения). Их форма обычно воронкообразная и округлая в плане. Они часто располагаются цепочкой вдоль трещин на вертикальных участках стен, реже встречаются на своде.

На поверхности гипсовых стен и блоков в гроте Лисий встречаются меандровые карры (рис. 18). Они представляют собой извилистые бороздки различной глубины и ширины.

Поноры – водопоглощающие небольшие отверстия или группы расширенных трещин, обнажённых или скрытых под водопроницаемыми отложениями. Они располагаются одиночно или группами на дне карстовых воронок, котловин, балок. Поноры поглощают и отводят в глубь карстующегося массива поверхностные тало-дождевые воды. В соответствии с классификацией Г.А. Максимовича [121] поноры данного района можно, по морфологии верхней горловины, подразделить на три основные типа: щели, или щелевидные; колодцеобразные, или трубообразные; воронкообразные.

Щелевидные поноры представлены в районе трещинами в гипсах, расширенными за счёт выщелачивания природными водами. Происхождение их связано с солянокупольной тектоникой. Поноры этого типа наиболее характерны для центральной и восточной частей северного гипсового поля и осевой разломной зоны в урочище Шарбулак на южном гипсовом поле. Они хорошо выражены в местах выхода гипсов на дневную поверхность. В большинстве случаев они скрыты под толщей старой сухой наносной растительности (т.н. «перекати-поле»). На стенках этих поноров в привходовых частях имеются карры. Многие поноры затампонированы на дне мелким обломочным и рыхлым наносным супесчаным и суглинистым материалом, занесённым с поверхности.

Колодцеобразные (или трубообразные) поноры имеют поперечное сечение в виде многоугольника или круга [121]. Это цилиндрические образования различной глубины от 1,0 м до 2,0 – 3,0 м (и даже более). Диаметр их варьирует от 5,0 – 10,0 см до 0,5 м и крупнее. Они наиболее типичны для центральной части северного гипсового поля и встречаются на дне глубоких воронок просасывания. На стенках таких поноров характерно наличие желобковых карров с остаточными гребешками. В глубине эти поноры переходят в трещину или систему трещин. Можно согласиться с мнением А.В. Белоновича [13], что колодцеобразные формы большой глубины (как воронки, так и поноры) тяготеют к центральной части северного гипсового поля, где мощность гипсовых отложений кепрока значительна (до 45 м) и велика мощность зоны вертикальной циркуляции карстовых вод. Поноры этого типа в настоящее время развиваются за счёт талых снеговых вод.

Воронкообразные поноры возникают из щелевидных и колодцеобразных [121]. Они развиты на дне котловин и крупных воронок и, как правило, погребены или прикрыты толщей наносного материала. В плане имеют округлую или овальную форму. Сужаясь книзу, они переходят в трещины. Глубина их - до 1,5 м, редко более. Диаметр горловины - до 0,5 – 0,6 м, редко более 1 м.

Все поноры - периодически действующие, постоянно действующих поноров в исследуемом районе нет.

Воронки. Наиболее распространённой формой карстового рельефа в данном районе являются многочисленные карстовые воронки – блюдцеобразные, чашеобразные, конусообразные, цилиндрические (или колодцеобразные) понижения разнообразного диаметра и глубины (рис. 19).

Рис. 19. Блюдцеобразная карстовая воронка в районе балки Белая

(фото И.В. Головачёва)

Для карста Прибаскунчакского района характерно наличие асимметричных воронок (рис. 20).

Рис. 20. Асимметричная карстовая воронка в урочище Шарбулак

(фото Д. Д. Бабайцева)

На асимметричность большинства карстовых воронок в окрестностях озера Баскунчак и горы Большое Богдо указывали ранее в своих работах многие исследователи. Н.А. Гвоздецкий [29] объясняет асимметричность карстовых воронок в данном районе влиянием таяния снега и экспозицией склонов.

Для морфометрической характеристики воронок района вполне подходит морфометрическая классификация, предложенная К.А. Горбуновой [73, 77]. По диаметру выделяются небольшие (менее 5 м), обычные, т.е. наиболее распространённые (5-25 м), большие (25-50 м), очень большие (более 50 м). По глубине выделяются мелкие (менее 1 м), обычные (1-5 м), глубокие (5-10 м), очень глубокие (более 10 м). В плане различаются воронки округлые, овальные, сдвоенные, хвостатые с ложбинами, сложные. Большинство воронок, как на северном, так и на южном гипсовых полях, линейно расположены и тяготеют к основным направлениям сетки трещиноватости массива, обусловленной солянокупольной тектоникой. Наиболее чётко это прослеживается в центральной части северного поля и в урочище Шарбулак вдоль осевой линии тектонического разлома. Н.А.Гвоздецкий [32] выделяет три основных генетических типа карстовых воронок: 1) поверхностного выщелачивания, или коррозионные; 2) провальные, или гравитационные (образуются при обрушении свода подземной полости); 3) просасывания, или коррозионно-суффозионные, а также коррозионно-суффозионно-эрозионные (образуются при вмывании и проседании рыхлых покровных отложений в нижележащие полости).

Коррозионные воронки характерны для участков, где карстующиеся породы перекрыты почвеннорастительным слоем. Они имеют обычно асимметричную конусообразную форму, обусловленную деятельностью талых вод, а также наклоном дневной поверхности и залеганием карстующейся породы. Воронки этого типа наиболее развиты на южном гипсовом поле в урочище Шарбулак.

Провальные воронки встречаются в данном районе двух типов: суффозионно-провальные и коррозионно-провальные (или коррозионно-гравитационные). В первом случае образование воронки происходит за счёт обрушения свода полости, образовавшейся в рыхлых отложениях, вследствие вмывания покровных отложений в нижележащие полости карстующегося цоколя. Во втором случае провал образуется за счёт обрушения свода карстовой полости в коренной породе. Суффозионные провалы с карстовой провокацией характерны для средней части Горькой речки, для Рогатой и Шаровской балок и других участков. Примером может служить типичный грунтовый провал, образовавшийся весной 2000 года на склоне южной экспозиции балки Шаровская (рис. 22). Максимальная глубина провала - до 4 м, диаметр горловины - около 3 м. На глубине 2 м он меридионально расширяется до 5 м в длину. Граница расширения приходится на смену состава вмещающих отложений. Плотные светлые супеси сменяются более рыхлыми комковатыми тёмно-коричневатыми суглинками с включением хвалынской ракуши.

Рис. 21. Карстовый провал, образовавшийся в 1994 году (фото О.Н. Аншакова)

Рис. 22. Карстовые провалы в балке Шаровская

(слева – суффозионно-провальный; справа – коррозионно-гравитационный)

(фото И.В. Головачёва)

Под горловиной на дне расположен обвальный конус высотой около 0,5 м. В стенах провала гипсы не обнажаются, однако залегают ниже и вскрываются в днище балки. В этой же балке ниже по склону можно наблюдать и коррозионно-гравитационный провал, образовавшийся в гипсах (рис. 22). Диаметр вскрывшейся полости - 6 м при высоте 2,5-3 м.

Входная обрушившаяся горловина, расположенная на периферии свода вскрывшейся полости, имеет диаметр около 2,5 м.

Наиболее крупный стаканообразный провал произошёл 26 сентября 1989 года, в непосредственной близости от грейдера на участке между Средним и Нижним Баскунчаком. Диаметр провала в верхней части составил 18 м при глубине 27 м [132]. По словам очевидцев, из глубины провала доносился шум текущей воды, с края провала его дно не просматривалось, обнажения карстующихся гипсов в стенах провала также не было отмечено. Всю видимую часть провала составляла рыхлая толща отложений. К сожалению, этот провал был скоропостижно (поспешно) засыпан и в связи с этим в должной мере не обследован. Скорее всего, в данном случае произошло обрушение свода карстового водоотводящего канала, перекрытого мощной толщей рыхлых древнекаспийских отложений. Аналогичный провал, но меньшей глубины, образовался тамже в 1994 году (рис. 21). В районе Горькой речки можно наблюдать уже выположенные провальные воронки, ставшие за счёт обрушения стен конусообразными и выположенными. Для них характерны правильные округлые формы без эрозионных врезов и общая симметричность.

Коррозионно-суффозионные (коррозионно-суффозионно-эрозионные) воронки, или воронки просасывания, характерны для центральной части северного гипсового поля и для участка карстового рельефа над пещерой Баскунчакская в верховьях балки Пещерная. Для этого типа воронок характерна правильная коническая форма. На дне таких воронок располагается вертикально уходящий понор, открытый или заваленный глыбами гипса. Внешняя форма воронки может существенно осложняться при наличии открывающихся в неё эрозионных отвершков (рытвин и овражков), собирающих и подводящих к понорам тало-дождевые воды. При малой степени проседания перекрывающей породы образуются разнообразные по размерам блюдца и западины.

Котловины образуются в результате слияния двух или более карстовых воронок. В ходе своего развития близлежащие воронки разных генетических типов могут объединяться между собой, образуя карстовые котловины и ванны сложной формы с одним или несколькими понорами (или вообще без таковых). В случае комбинации эрозионной формы с карстовой воронкой возможно образование слепой балки или слепого оврага. Подобные формы наблюдаются в пределах обоих гипсовых полей. Наиболее яркими примерами являются крупные карстовые котловины (до 100-150 м в длину) в Пещерной балке на северо-западном берегу озера Баскунчак (рис. 23); слепой эрозионный овраг длиной около 1 км, вливающийся в карстовую котловину, расположенный в урочище Тазбулак на восточном берегу озера Баскунчак. Слепые овраги и балки, а также крупные карстовые котловины характерны и для южных отрогов урочища Шарбулак на южном гипсовом поле. Глубина отдельных котловин достигает 10-12 м и более (до 18 м).

Рис. 23. Карстовая котловина в верховьях балки Пещерная

(фото И.В. Головачёва)

Балки и слепые овраги. Наиболее крупными формами карстового поверхностного рельефа в данном районе являются карстово-эррозионные балки. Они развиты в основном на западной части северного гипсового поля. К наиболее крупным можно отнести балки Шаровскую, Пещерную, Белую (Ак-Джар), имеющие протяжённость 3-3,5 км, ширину 20-40 м, глубину до 10-12 м (рис. 23).

Рис. 23. Карстовый рельеф балки Белая (Ак-Джар)

(фото И.В. Головачёва)

В этих трёх балках имеются пещеры. Все балки направлены устьевой частью в котловину озера Баскунчак. Верховья балок находятся, как правило, за границами карстовых полей и имеют чисто эрозионный генезис. В центральной и устьевой частях этих балок обнажаются закарстованные и сильно дислоцированные гипсы. Много провалов гипса, воронок, котловин. В балке Белой (Ак-Джар) в центральной части наблюдается ванновая форма днища балки. По уплощённому дну балки меандрирует сухое русло временного водотока. Балки обладают значительным водосбором и отводят тало-дождевые воды в центральных частях балок вглубь карстующегося массива через поноры. В устьевых частях балок воды отводятся в озеро Баскунчак за счёт поверхностного стока.

Слепые овраги эрозионно-карстового генезиса с разгрузкой в карстующийся массив имеются на западном, северном и восточном гипсовых полях.

Рис. 24. Грот Лисий (фото И.В. Головачёва)

Протяжённость отдельных из них достигает 1 км, глубина - до 10 м, крутизна склонов - в среднем 35-45º (максимально 50-70º). Наиболее крупным является слепой овраг в урочище Тазбулак. Природные тало-дождевые воды через поноры отводятся вглубь массива.

Карстовые гроты и ниши являются переходной формой от поверхностных карстовых форм к подземным. В данном районе в пределах северного гипсового поля имеется три грота: Лисий, Колючий и Шаровской. Все они карстово-гравитационного генезиса. Наиболее крупным из них является грот Лисий (рис. 24), расположенный в центральной части северного поля, в западном склоне карстовой провальной воронки. Высота грота - около 10 м, глубина - около 5 м, ширина - около 20-25 м, мощность нависающего козырька - около 1,5-2 м. Внутренняя стена грота имеет следы карстового процесса.

Рис. 25. Грот Шаровской (фото Д.Д. Бабайцева)

Грот Колючий также расположен на северном гипсовом поле в карстовой воронке провального генезиса, обильно заросшей шиповником. Грот имеет следующие параметры: высота - около 6 м, глубина - 1-1,5 м, ширина - 4-5 м. Грот Шаровской расположен в устьевой части балки Шаровская (рис. 25). Грот также имеет карстово-гравитационное происхождение и является частью обрушившейся карстовой полости. Высота грота - 3,5-4 м, глубина - около 2 м, ширина - 5-6 м, толщина козырька - около 2 м. Грот расположен в склоне южной экспозиции.