Формы карста
Растворение породы происходит одновременно с другими процессами, такими как размывание, водой (эрозия), обрушение отдельных блоков пород с потолка и стен под действием сил тяжести.
Там, где карстующиеся породы выходят на земную поверхность, в результате неравномерного растворения породы образуются многочисленные углубления, разделенные гребешками, выступами высотой обычно не более 2 м, называемые каррами. (рис.2) Карровые поля безводны, лишены растительности, труднопроходимы
Рис. 2 Формы карстового рельефа [3, стр.86], в том числе: 1 – карры; 2 – воронка; 3 – полье; 4 – колодец; 5 – шахта; 6 – исчезающая река; 7 – провальная воронка; 8 – ущелье; 9 – пещера; 10 – сталактиты; 11 – сталагмиты; 12 – терра-росса; 13 – пещерное озеро; 14 – пропасть.
При расширении водой каровых углублений или трещин в породах появляются узкие вертикальные каналы с диаметром входного отверстия до 0,5 м, реже до 1 м, называемые понорами. Вертикальные цилиндрические углубления диаметром до 3-5 м и глубиной до 20 м относятся к карстовым колодцам. По форме они напоминают искусственные колодцы.
Для многих карстовых областей Русской долины, Предуралья и Урала типичны многочисленные замкнутые углубления, которые в зависимости от размера называют воронками или котловинами. Воронки имеют различную форму: блюдцеобразную, чашеобразную, цилиндрическую. Поперечник их обычно составляет 5-25 м, глубина – не более 5 м, но встречаются и крупные воронки диаметром до 100 м и глубиной до 25 м. На дне некоторых их них имеются поноры, поглощающие воду. Крупные замкнутые понижения с поперечником более 100 м называются карстовыми котловинами. Местами воронки и котловины располагаются настолько густо, что между ними сохраняются только узкие перемычки. Число воронок на площади 1 км2 может достигать более пятисот. Такие поля воронок встречаются в Кунгурском, Кишертском, Ординском, Добрянском и других районах Пермского края. Вода иногда заполняет воронки и котловины, образуя карстовые озера.
Более крупные по сравнению с воронками и котловинами замкнутые понижения с поперечником до 10 км называются карстовыми депрессиями (в Пермском крае – Дурнятская депрессия в долине р.Пожвы с многочисленными родниками). В горных районах, где некарстующиеся породы (песчаники, глины и т.д) переслаиваются с известняками и доломитами, образуются огромные понижения – полья с площадью до 500 км2. Дно этих понижений ровное, покрытое речными отклонениями, склоны крутые, скалистые. У подножия склонов обычно выходят мощные родники, дающие начало рекам, которые периодически исчезают в понорах и пещерах, иногда даже не замедляя своего течения.
Вода, протекая по трещинам в толще известкового массива, постепенно расширяет трещины, образуя ниши, гроты, соединенные с горизонтальными и вертикальными ходами (колодцами) местами резко расширенными до крупных полостей – пещер. (Рис.3)
Рис. 3. Пещера Геологов. Река Косьва. Пермский край. Автор: Игорь Банаев
Карстовые колодцы и шахты – это вертикальные или круто наклонные пропасти, различающиеся между собой по глубине; к шахтам относятся пропасти глубже 20 метров, достигающие несколько десятков, а то и сотен метров. Полости колодцев и шахт могут быть провальными (гравитационными), гравитационно-коррозионными, образованными путем выщелачивания водой карстующейся породы по трещинам и частичных обрушений; нивально-коррозионными, возникшими вследствие коррозирующего действия (по трещинам) талых снеговых вод; коррозионно-эрозионными, которые образованы устремляющимися по трещинам вниз водными потоками, производящими размыв, подготавливаемый растворением по спайкам зерен горной породы; образованные подобным же действием восходящих по трещинам артезианских вод.
Карстовые пропасти представляют собой комбинации естественных шахт с горизонтальными и наклонными пещерными ходами. К ним относятся, в частности, глубочайшие карстовые пропасти мира, достигающие глубины 1000 метров и более.
Самыми крупными подземными формами карстового рельефа является карстовые пещеры. Они представляют собой систему горизонтальных или несколько наклонных каналов, туннелей, сложно ветвящихся и образующих огромные залы или грот, имеющие высоту в несколько десятков метров. Пещеры между собой могут соединяться туннелями, провалами или узкими щелями. По каналам нередко протекают подземные реки, а на дне пещер располагаются подземные озера. Подземы реки не только выщелачивают соприкасающиеся с ними горные породы, но и производят большое эрозионное воздействие.
Большинство карстовых пещер образуется при ведущей роли выщелачивания, часто при совместном действии растворения и размыва горных пород (размыва, подготавливаемого растворением по спайкам зерен). Значительна бывает и роль обрушения породы, особенно на зрелых стадиях разработки пещерных полостей. Некоторые пещеры возникли под действием термальных и минеральных вод. Пещерные полости так называемого «рудного карста» развились под действием на известняк сернокислых растворов, образовавшихся при окислении пирита и других сульфидов. Встречаются пещеры, представляющие собой в основе сильно раскрытые тектонические трещины, но моделированные процессами выщелачивания (подземные карры и пр.) и осаждения по стенам трещин натечно-капельных образований.