Болотная лимонитовая руда с бобовой структурой Фации источников и карстовых полостей

Фации источников (фонтанальные) и карстовых полостей (фации пещер) генетически связаны друг с другом, так как являются проявлением деятельности атмосферных и подземных вод.

В результате воздействия атмосферных вод происходит химическое выветривание пород, в частности, их растворение. В водах, содержащих углекислоту (а таких вод очень много) растворяются бикарбонаты кальция, магния, натрия и калия. При этом из пород удаляются и другие компоненты (железо, алюминий). Некоторые породы (каменная соль, гипс) растворяются особенно легко. Легко растворимы известняки и мраморы:

CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃

Углекислый газ + вода ⇌ углекислота

H₂CO₃ + CaCO₃ ⇌ Ca ²⁺ + 2HCO₃ ^–

Углекислота + карбонат кальция ⇌ ион кальция + ион бикарбоната

Растворение служит причиной такого геологического явления как карст. С карстовыми процессами связано образование пещерных фаций.

Фации карпстовых полостей (фации пещер).

Карст — совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в избирательном растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами. Выделяют следующие основные литологические типы карста: гипсово-ангидритовый, доломитовый, известняковый, карст мраморов и соляной.

Проявление карстовых процессов

Для карста характерны отрицательные формы рельефа. По происхождению они подразделяются на формы, образованные путём растворения (поверхностные и подземные), эрозионные и смешанные. К поверхностным относятся воронки, карры, желоба, котловины, каверны и др., к подземным – карстовые пещеры, галереи, полости, ходы. Переходные между поверхностными и подземными формами — неглубокие  карстовые колодцы, естественные туннели, шахты или провалы. Карстовые воронки или иные элементы поверхностного карста, через которые в карстовую систему уходят поверхностные воды, называются поноры.

Карры – борозды, щели, ячеи и другие мелкие формы рельефа, возникающие на поверхности карстующихся пород.

Карстовая воронка

Карстовый провал

Для развития карстового процесса необходимы следующие условия: а) наличие ровной или слабо наклонной поверхности, чтобы вода могла застаиваться и просачиваться внутрь по трещинам; б) толща карстующихся пород должна иметь значительную мощность; в) уровень подземных вод должен стоять низко, чтобы было достаточное пространство для вертикального движения подземных вод; г) минерализация воды на входе в грунт, должна быть меньше растворимости породы.

По глубине уровня подземных вод различают карст глубокий и мелкий. Различают также «голый», или средиземноморский карст, у которого карстовые формы рельефа лишены почвенного и растительного покрова (например, Горный Крым), и «покрытый» или среднеевропейский карст, на поверхности которого сохраняется кора выветривания и развит почвенный и растительный покров.

Пещера в Северных Альпах (покрытый карст)

К пещерным относят все отложения, образующиеся в пещерной обстановке. Основными группами являются: водные механические, водные хемогенные, остаточные, обвальные и органогенные..

Водные механические отложения пещер образованы переносимыми водой осадками, в том числе осадками, принесенными с поверхности. Они представлены песками, супесями, суглинками, глинами, иногда галькой и валунами. Они имеют небольшую мощность и залегают либо в виде покрова, либо повторяют контуры русла, по которому переносились водой. С ними могут быть связаны и месторождения цветных металлов (материал из кор выветривания) и россыпные месторождения.