Классификация

Карст характеризуется комплексом поверхностных (воронки, карры, желоба, котловины, каверны и др.) и подземных (карстовые пещеры, галереи, полости, ходы) форм рельефа. Переходные между поверхностными и подземными формами — неглубокие (до 20 м) карстовые колодцы, естественные туннели, шахты или провалы. Карстовые воронки или иные элементы поверхностного карста, через которые в карстовую систему уходят поверхностные воды, называются поноры.

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.

Если растворимые породы находятся только на поверхности, образуется так называемый голый карст — комплекс поверхностных форм рельефа, характеризующийся узкими протяжёнными ложбинами, бороздами — каррами, воронками, котловинами. Когда растворимые породы перекрыты сверху нерастворимыми или более устойчивыми к растворению слоями, то процесс растворения происходит под землёй. Это явление называют закрытым карстом. Среди подземных карстовых форм можно выделить карстовые колодцы и шахты, пропасти, пещеры.

Карстовые колодцы и шахты - это вертикальные или круто наклонные полости, различающиеся между собой по глубине; к шахтам относятся полости глубже 20 метров, достигающие нескольких 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.

Карстовые пропасти представляют собой комбинации естественных шахт с горизонтальными и наклонными пещерными ходами. К ним относятся, в частности, глубочайшие карстовые полости мира, достигающие глубины 1000 метров и более.

Существуют также формы, внешне очень похожие на карст. Они называются псевдокарстовыми формами. Одной из разновидностей псевдокарста является термокарст. Термокарст связан с таянием погребенного льда или протаиванием мерзлых пород в областях распространения вечной мерзлоты.

Другой разновидностью является глинистый карст. Это глубокие подземные ходы и провалы, очень напоминающие настоящий карст, возникающие в сильно карбонатных суглинках и глинах при условии хорошо развитой трещиноватости.

Причины и факторы возникновения

Наиболее характерны для карста отрицательные формы рельефа. По происхождению они подразделяются на формы, образованные путём растворения (поверхностные и подземные), эрозионные и смешанные. По морфологии выделяются следующие образования: карры, колодцы, шахты, провалы, воронки, слепые карстовые овраги, долины, полья, карстовые пещеры, подземные карстовые каналы.

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.

Основные условия объективизируются конкретными факторами природной среды. Однако, из всего многообразия факторов, представляющих то или иное условие, необходимо выделить ведущие или определяющие факторы.

Факторы, отражающие одно из условий развития карста, - наличие растворимых пород, - объединяются в геологической базе данных, в которую входит:

· Распространение карстующихся пород по площади и в разрезе.

· Мощность карстующихся пород.

От мощности зависит развитие глубинного карста;

· Дислоцированность и неотектонический режим карстовых массивов, которые определяют, при достаточной мощности известняков, размеры карстовых пещерных и гидрогеологических систем;

· Литологические особенности карстующихся и некарстующихся пород развитых в регионе;

· Химический состав горных пород.

От чистоты известняков зависит степень их карстуемости, а от наличия некарстующихся пород, возможность поступления концентрированного поверхностного стока из области их развития.

Ещё одно условие - наличие водопроницаемости карстующихся пород представлено геолого-структурной и тектонической базой данных. Сюда входят следующие факторы:

1. Условия залегания пород.

При достаточных углах падения пород межпластовые трещины становятся водопоглощающими;

2. Тектоническая трещиноватость.

3. Литогенетическая трещиноватость и трещины коры выветривания.

4. Тектонические разрывы различного ранга.

5. Типы карстовых коллекторов: поровый, трещинно-карстовый, карстовый и др.

Очередное условие, - наличие движущихся агрессивных вод, объединяются в гидролого-гидрогеологическую базу данных:

1. Инфильтрационные воды.

2. Инфлюационные воды.

3. Конденсация в карстовых и трещинно-карстовых коллекторах.

4. Гидрологические данные, характеризующие поверхностный и подземный сток - слой стока, норма стока, коэффициент стока, модуль стока, водный баланс и др.

5. Структурные условия карстовых массивов.

6. Геоструктурная позиция закарстованных территорий определяет формирование гидрогеологических бассейнов и массивов карстовых вод, их границы, поверхностные и подземные водосборы, гидрогеологическую зональность и скорости фильтрации карстовых вод.

7. Режим карстовых вод.

8. Разгрузка карстовых вод: переток в соседние водоносные системы, карстовые источники, субмаринная и русловая разгрузка.

9. Минерализация карстовых вод.

10. Химический состав и карбонатная емкость для известнякового карста.

11. pH и минерализация воды.

12. Наличие примесей, изменяющих растворяющую способность вод и др.

Карстовый процесс начинается с проникновения воды в трещину, постепенного растворения породы и образования подземной полости, а также небольших воронок над трещинами и полостями. В середине такой воронки есть отверстие — понор, через которое вода просачивается вниз. Разрастаясь, воронки сливаются, и возникают котловины. Рыхлые породы под полостями проседают и со временем обрушиваются. Теперь полости выглядят как провалы, которые, сливаясь, создают замкнутые бессточные котловины — полья. Обрамляют котловины останцы некогда сплошного карбонатного массива.