4. 4. Экзогенные геологические процессы, обусловленные подземными водами

4. 4. 1. Карст

По Г.А.Максимовичу (1963), «карст – это процесс химического и отчасти механического воздействия подземных и поверхностных внерусловых вод на растворимые проницаемые горные породы (карбонаты, гипс, и ангидрит, соли, соду и др.). В результате возникают поверхностные и подземные скульптурные, а при выпадении из раствора, обрушении - и аккумулятивные формы». Под термином «карст» понимают сам процесс преобразования породы и возникающие при этом формы рельефа (поверхностные и подземные), а также отложения (сталактиты, сталагмиты и др.).

Карст приурочен к определенным геолого-гидрогеологическим обстановкам. Основными условия его развития, по А.Г.Максимовичу, по Ф.С. Саваренскому, Д.С. Соколову, являются: 1) наличие карстующихся пород( карбонатные, сульфатные, соляные). Наиболее распространенными среди них являются карбонатные породы: известняки, состоящие преимущественно из минерала кальцита, доломиты, мел, мрамор. Растворимость кальцита в чистой дистиллированной воде при температуре 17^°С невелика – всего 11 мг в 1л, но она значительно возрастает при наличии в воде углекислого газа. Сульфатные породы: гипс и ангидрит – обладают большей растворимостью по сравнению с карбонатными. Растворимость их в дистиллированной воде достигает 2 г, а в соленых водах даже 7 г в 1 л. Менее распространены по сравнению с карбонатными и сульфатными соляные породы, такие как каменная соль. Растворимость ее составляет 320 г в 1 л воды. 2)наличие в породе трещин и, в меньшей степени пор; 3) наличие воды и ее движение; 4)способность воды растворять породу.

Многими исследователями предложены классификации карстовых форм (А.А.Крубер, Н.А.Гвоздецкий, Г.А. Максимович и другие). Позднее Д.С. Соколовым (1962) разработана схема главнейших подземных и поверхностных карстовых форм, а также явлений в нерастворимых толщах (табл. 4.1).

Одним из наиболее интересных представляется район Кунгурской ледяной пещеры. Пещера находится в северо - западной части Уфимского плато. Поверхность его, осложненная ложбинами и воронками, поднимается над р. Сылвой на 80 - 90 м. Придолинная часть платообразной возвышенности, называемая местным населением, Ледяной горой, сложена пластами гипса и ангидрита, разделенными маломощными слоями доломита и известняка. Ниже залегают плотные слабоводопроницаемые доломиты. Эти породы относятся к кунгурскому ярусу пермской системы и имеют возраст более 250 млн лет.

Таблица 4.1.

Схема классификации главнейших карстовых форм

(по Д.С. Соколову, 1962)

Во время практики мы рассмотрели поверхностные карстовые формы: воронки и провалы, находящиеся на Ледяной горе. Диаметр которых варьируется от 3 метров вплоть до 30 метров. Пример сдвоенной карстовой воронки можно посмотреть на рис. 7.

Рис. 9. Сдвоенная карстовая воронка на Ледяной горе

4. 4. 2. Суффозия

«Суффозия [от лат. suffossio - подкапывание] - процесс меха­нического выноса мелких частиц из массива горных пород под воздей­ствием потока подземных вод» (Горная энциклопедия, 1991). Процесс сопровождается оседанием вышележащих пород, в результате чего на поверхности возникают воронки, провалы и т.п. Суффозии подверже­ны преимущественно тонко-мелкозернистые пески, пылеватые лёссо­вые и глинистые нарушенные породы, дисперсная составляющая обра­зований из зон тектонических разрывов и накопления в карстовых по­лостях.

Суффозией называют сам процесс выноса частиц породы, а не его последствия, когда основное значение придается механическому выносу, а не растворению. Механическая суффозия происходит за счет выноса частиц породы фильтрующейся водой, а при химической суф­фозии в виде раствора выносится растворимая часть породы. Суффозия независимо от типа может происходить как в глубине массива пород, так и вблизи поверхности.

Суффозия на территории Пермской области распространена достаточно широко. Наиболее часто суффозионные формы встречают­ся на присклоновых участках рек, ручьёв, балок, в бассейнах рек Обвы, Иньвы, Косы и на территориях развития лессовидных покровных суг­линков флювиогляциального происхождения, отличающихся повы­шенной просадочностью, карбонатностью и высокими фильтрацион­ными свойствами. Самыми распространенными поверхностными фор­мами суффозии являются блюдцеобразные понижения, округлые или эллипсовидные. Размеры суффозионных форм в породах четвертично­го возраста, как правило, невелики, в основном не больше 2-5 м в диа­метре, при глубине 0,5—1,5 м. Иногда встречаются формы, напоми­нающие карстовые воронки провального типа.