Карстово-суффозионные формы рельефа( покрытый карст).
В областях покрытого, или восточно-европейского, типа карста выделяются два этажа развития полостей. Нижний этаж сложен карстующимися породами разного состава и возраста, в которых развиты различные карстовые формы — воронки, котловины, колодцы, трещины, — по форме и размерам аналогичные тем, которые развиваются в настоящее время в голом карсте. Они вскрываются скважинами (при этом буровой снаряд проваливается или увеличивается объем закачиваемой буровой жидкости) или обнаруживаются геофизическими методами, в частности электроразведкой. Образование карстовых форм происходило в различные эпохи континентального развития территорий, когда карстующиеся породы находились на поверхности и подвергались разрушению. В различных областях эти эпохи приходятся на разные интервалы времени. Так, в центральной части Русской равнины эпоха карстообразования продолжалась от позднего карбона (а местами от позднего девона) до четвертичного времени, когда карстующиеся породы были перекрыты четвертичными отложениями. На востоке Восточно-Европейской платформы образование карстовых форм началось с конца ранней или начала поздней перми, а на юге местами с позднего мела. Верхний этаж представлен покровной толщей, сложенной рыхлыми, преимущественно песчаными (рис.11.10), а также глинистыми и лессовидными отложениями. По генезису это флювиогляциальные, аллювиальные, эолово- делювиальные отложения, морены, имеющие четвертичный возраст. Их мощность самая различная — от первых до нескольких десятков метров. Граница с нижележащими карстующимися породами может находиться выше или ниже уреза рек. В образовании поверхностных форм участвуют суффозия (от лат. suffossio — подкапывание, подрывание), развивающаяся в рыхлой толще, и коррозия, идущая в карстующихся породах. Основная масса поверхностных форм образуется в процессе перемещения водой песчаных, суглинистых или глинистых частиц вниз и вмывания их в подземные карстовые полости. Поверхностная вода (дождевая, талая, паводковая), просачиваясь или фильтруясь сквозь рыхлую толщу, увлекает мелкие частицы. На поверхности образуется блюдце — первичная суффозионная форма в виде неглубокого (0,5-1 м) округлого понижения, диаметром в первые метры, часто заросшего растительностью. Вода движется по уклону до ближайшей трещины, поглощающей воду. Здесь увеличивается скорость движения воды, она увлекает все большее количество рыхлых частиц вниз в карстовые полости. В нижней части песчаной толщи возникает полость, которая растет вверх до поверхности, в результате чего образуется поверхностная форма — воронка просасывания (см. рис. 11.5 в) или карстово-суффозионная (см. рис. 11.10). При этом не всегда поверхностная форма располагается над подземной. По форме и размерам воронки практически аналогичны коррозионным. На их дне также существуют поноры. Из-за того, что воронки образуются в рыхлых отложениях, они быстрее выполаживаются и задерновываются. На склонах воронок в рыхлых отложениях часто образуются эрозионные борозды, промоины (рис. 11.11). С течением времени, если поноры закупориваются глинистыми частицами, воронки заторфовываются и превращаются в блюдца.
Свежие, только что образовавшиеся воронки — провалы — сначала имеют форму трубы (рис. 11.12). Их глубина достигает нескольких десятков метров, затем они становятся коническими или чашевидными. Котловины — крупные глубокие формы, изометричные или овальные, часто террасированные, что свидетельствует о нескольких этапах их углубления, связанных с понижением базиса эрозии — уровня грунтовых вод. На террасированных площадках и плоских днищах развиты более мелкие воронки. Самыми крупными суффозионно-карстовыми формами являются впадины, замкнутые или открытые, вытянутые, достигающие нескольких сот метров в длину. В их образовании помимо суффозионно-карстовых процессов могут принимать участие эрозия и дефляция, т. е. они могут быть полигенетическими. Благоприятными условиями развитиякарстово-суффозионных форм рельефа являются:
- высокая степень водопроницаемости рыхлых покровных отложений;
- достаточное количество поверхностной воды;
- уровень подземных вод должен быть ниже поверхности карстующихся пород, чтобы обеспечивать нисходящую фильтрацию поверхностной воды из покровных отложений в карстовые полости;
- наличие открытых трещин, понор, полостей в карстующихся породах.
Такие условия существуют на поймах и террасах рек, где карстующиеся породы перекрыты гравийно-песчаным аллювием различной мощности (Ока, Волга и др.), на поверхностях долинных
и равнинных зандров, сложенных водно-ледниковыми, обычно песчано-гравийными, песчано-галечными отложениями. Часто аллювиальные и водно-ледниковые отложения перевеяны ветром, поэтому хорошо отсортированы. Фильтрация поверхностной воды через покровную толщу зависит не только от свойств отложений (пористости, трещиноватости, т. е. проницаемости), но и от рельефа поверхности. Повышенная фильтрация происходит в различных понижениях рельефа, где вода может скапливаться и уходить вниз. Такими понижениями являются старицы и протоки на поверхностях террас и пойм (рис. 11.13 I), бессточные западины, развитые между эоловыми формами — дюнами, грядами; поглощение воды отмечается на слабо наклонных плоскодонных днищах ложбин, лощин и балок и других суходолов, а также в их устьях, открывающихся на поверхности террас. Благоприятные условия для фильтрации поверхностной воды существуют у основания склонов террас, где вода, стекая со склонов, теряет скорость у их подножия (рис. 11.13IV) и просачивается в грунт. Карстово-суффозионные формы образуются вокруг озер, среди болот, т. е. там, где имеется постоянный источник увлажнения.
Влияние антропогенного фактора на развитие карстово-суффозионных форм.
Множество просадочных форм образуется в результате деятельности человека. Откачка воды из водозаборов для водоснабжения ведет к снижению уровня подземных вод, усилению вертикальной циркуляции и, как следствие этого, активизации суффозионно- карстовых процессов и образованию провалов. Поверхностный и подземный стоки увеличиваются за счет утечки воды из коммуникаций, промышленных стоков с заводов, часто химически агрессивных. Это ведет к оседанию поверхности на городских улицах, шоссе (рис. 11.14). Создание искусственных водоемов, в том числе отстойников, также способствует образованию вокруг них просадок. Даже кюветы вдоль насыпей железных или автодорог служат местами скопления воды, ее фильтрации вниз и образования просадок. Сотрясение поверхности во время прохождения поездов может вызвать перемещение песчаных толщ в карстовые воронки. Поэтому на некоторых участках в Самарской, Нижегородской и других областях скорость движения поездов ограничена.
Псевдокарстовые формы.
Под названием псевдокарстовых (от греч. pseudos — ложь) объединяется рад поверхностных форм, внешне напоминающих карстовые и суффозионно-карстовые, но сформированные в нерастворимых породах и без участия карстового процесса. Чисто суффозионные формы образуются в местах, где под песчаной толщей залегают глинистые породы, служащие водоупором для грунтовых вод. Такие условия характерны для речных террас, зандровых равнин, сложенных с поверхности песчаными отложениями. Нижние слои песка, пропитываясь водой, превращаются в плывунную массу, которая выносится грунтовыми водами в долины рек. На поверхности, в склоновой части долины, приближенной к руслу, образуются оседания в виде блюдец или воронок. В результате суффозии и эрозии временными потоками в суглинистых породах, слагающих в аридных и семиаридных районах возвышенности, часто расчлененные до степени бедленда, образуются поноры и колодцы, иногда значительной глубины. Эти формы
относятся к глинистому карсту. Они расположены цепочками вдоль русел (рис. 11.15). Сами русла обычно сухие, имеют крутые уклоны, но под ними идет подземный сток, который приводит к развитию поверхностных форм. Лессы и лессовидные суглинки, характеризующиеся макропористостью и хорошей проницаемостью, весной и во время дождей легко намокают. Это ведет к их уплотнению и уменьшению объема, вследствие чего образуются просадочные формы в виде блюдец или воронок. Их форма округлая или овальная, а глубина составляет 0,5-3 м.
В областях развития постоянной мерзлоты в процессе ее протаивания образуются воронки, называемые термокарстовыми, по форме сходные с карстовыми (см. гл. 9).
