Лабораторная работа 4. презентация PowePoint

Карстовые
процессы и формы
рельефа.
1.Понятие о карсте. Карстующиеся
горные породы и факторы
карстообразования.

Карст (от нем. Karst, по названию известнякового плато
Крас в Словении) — совокупность процессов и явлений, связанных с
деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и
образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа,
возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко
растворимыми в воде горными породами
(гипсами, известняками, мраморами, доломитами и каменной солью).
Схема карста
Моравский карст

Карстующие породы наряду с растворимостью обладают еще одним
важным свойством-трещеноватостью.При отсутствии трещин
растворяющее действие воды ограничилось бы образованием наземных
неглубоких форм и очень быстро бы прекратилось вследствие насыщения
воды известью. Именно трещины-пути, по которым вода проникает внутрь
породы, обеспечивает растворение по всей глубине карстующей толщи.
Известняки и доломиты-породы жесткие, непластичные, поэтому они
всегда пронизаны достаточно густой сетью трещин. Для
карстообразования имеют значение только активные трещины шириной не
менее 1мм.
Растворимые горные породы
подразделяются на карбонатные:
Известняк
Доломиты
Мергели
Писчий мел
Мраморы
И галогенные:
Гипсы
Каменная соль
 Для развития карстового процесса необходимо несколько
условий:
 1.Растворимая порода должна быть чистой, т.е. содержать
незначительное количество нерастворимых глинистых
примесей.
 2.Чем больше мощность карстующейся толщи, тем сильнее
выражены карстовые явления как внутри породы, так и на ее
топографической поверхности.
 3.Интенсивность развития поверхностных карстовых
образований зависит от характера топографической
поверхности.
 4.Климатические условия, в первую очередь количество
осадков , их интенсивность и распределение по сезонам года
определяет быстроту развития карстовых форм.
 5.Температурный режим.
 6.Для развития подземного карста рельеф водоупорного
фундамента должен допускать свободный сток грунтовых вод
и выход их на поверхность.
Схема карстовых процессов в горном массиве: 1 – карры; 2 –
воронки; 3 – естественные шахты; 4 – горизонтальные пещеры; 5 –
вертикальная пещера; 6 – сталактиты; 7 – сталагмиты; 8 –
сталагнат; 9 – подземные реки и ручьи; 10 – сифон; 11 – подземный
водопад; 12 – грот; 13 – вход в пещеру
2.Подземные воды
карстующегося массива.


Подземные воды карстующегося массива содержатся в двух основных
зонах: в зоне вертикальной циркуляции(или зоне аэрации),и в зоне
постоянно полного насыщения(или зоне глубинной горизонтальной
циркуляции).Вода в зоне аэрации появляется эпизодически, после
дождей или в период снеготаяния, и быстро просачивается вниз до
уровня грунтовых вод. Остальное время года подземные полости этой
зоны заполнены воздухом. Верхняя граница зоны постоянно полного
насыщения- наинизший уровень стояния грунтовых вод, а нижняя
граница- водоупорная поверхность.
Между двумя основными зонами можно выделить третью, переходнуюзону периодически полного насыщения. Эта зона ограничена
наивысшим и наинизшим уровнем стояния грунтовых вод.
Преобладает горизонтальное стояние воды.




Карстовые источники:
Источники зоны аэразии, приуроченные к нижним концам обособленных
каналов, встречаются в глубоком карсте с мощной зоной вертикальной
циркуляции. Такие источники обычно имеют небольшой расход воды, носят
непостоянный, эпизодический характер и типичны для молодого карста.
Источник зоны периодически полного насыщения- это также временные
источники, дающие воду только при высоком состоянии зеркала грунтовых
вод .Период действия этих источников отличается большой
продолжительностью ,чем в зоне аэразии.
Источники зоны постоянного полного насыщения- располагаются по
окраинам карстовых массивов или на склонах долин. Такие источники
действуют постоянно, часто многоводны и иногда дают начало реки.
(воклюзские источники)
Пример бассейна «ключевой
горшок» Голубое озеро.(КабардиноБалкария.)
3. Карстовые формы рельефа



Наземные карстовые формы. Проявляются в зависимости от голого
или покрытого карста. Голым называется такой карст, где карстующаяся
горная порода непосредственно выходит на дневную поверхность, а
кора выветривания и почвенно-растительный покров практически
отсутствуют. Голый карст типичен для горных стран с ярко выраженным
неравномерным распределением осадков по
сезонам.(Средиземноморье)
Если карстующаяся порода перекрыта с поверхности чехлом рыхлых
наносов, корой выветривания и почвенно-растительным покровом, то
это покрытый карст.
Поверхностные формы. Карры (или шратты, только для голого
карста)- борозды глубиной от нескольких сантиметров до первых
метров.



Типы впадин: блюдцеобразные углубления, воронки, колодца, слепые
овраги и полья.
Карстовые блюдца. Отличаются небольшой глубиной, которая обычно
многократно меньше их поперечника, с полого-вогнутым или совершенно
плоским дном, очень пологим склоном, кверху постепенно переходящим в
плато.
Карстовые воронки. Имеют округлую или овальную форму и
воронкообразное поперечное сечение с довольно крутыми и прямимы
склонами. Верхний их поперечник в среднем в 2 раза превышает их
глубину и колеблется от 10 до 200м. На дне многих карстовых воронок
прослеживаются устьевые отверстия трещин, которыми поглощаются
стекающие в воронку воды атмосферных осадков. Такие поглощающие
отверстия называются понорами.
блюдцеобразная
воронкообразная
Карстовые впадины
колодцеобразная




Типы карстовых воронок и блюдец: формы поверхностного растворения,
провальные формы, формы просасывания.
Воронки и блюдца поверхностного растворения обычны на участках голого
карста, отличающихся повышенной трещиноватостью и растворимостью.
Провальные воронки и блюдца возникают путем выполаживания склонов
карстовых колодцев, имеющих провальное происхождение.
Воронки просасывания свойственны покрытому карсту и отличаются от двух
предыдущих типов тем, что образуются не в карстующейся породе, а в
покрывающей ее рыхлой толще в результате механического вмывания
рыхлого материала в поноры и подземные полости.
Превращение колодцеобразного цилиндрического провала(1 рис) в
воронкообразную впадину (2 рис)




Карстовые колодцы -это впадины цилиндрической формы с диаметром
равным или превышающим их глубину и достигающим иногда многих
десятков метров. Стены обычно отвесны, скалисты. Дно загромождено
обломками пород .На дне открываются поноры.
Слепые овраги(или увалы)-впадины больших размеров, имеющие в плане
неправильную лопастную, продолговатую или мультиобразную форму.
Длинный поперечник слепого оврага может достигать 600-700м при средней
глубине около 30 м. Слепые овраги образуются при слиянии близко
расположенных карстовых воронок и блюдец.
Полья- это обширные( десятки и сотни квадратных
километров)поверхностно бесточные котловины. Для этих крупнейших
депрессий в пределах карстовых областей характерно ровное, почти
горизонтальное дно, резко отграниченное от крутых склонов.
Единичные положительные формы-останцы между соседними
отрицательными, например меловые останцы»Дивы» в Донском Белогорье,
напоминающие по форме гигантские коренные зубы человека.
Дивы







Реки и речные долины карстовых областей.
1. Периодические речки, текущие в неглубоко врезанных долинах после
сильных дождей или обильного снеготаяния, когда поноры не успевают
поглощать поступающую воду. В остальное время года долины таких рек
остаются сухими.
2.Постоянно текущие реки, днища которых лежат гипсометрически выше
уровня грунтовых вод. Это многоводные реки, обычно начинающиеся за
пределами карстовой области .Часто долины таких рек представляют собой
крутостенные каньоны.
3. Постоянно текущие реки, долины которых врезаны до уровня грунтовых
вод карстового массива. Такие реки обычно возникают из рек предыдущего
типа при их дальнейшем врезании.
Среди долин рек 2 и 3 типа есть весьма специфические: мешкообразные и
слепые. Мешкообразные долины наблюдаются у рек, которые начинаются
из грота,- подземная река выходит на поверхность. Слепые долины не
имеют устья и оканчиваются тупиком. Их реки уходят под землю в грот или
через поноры на дне.
4.Реки,не только прорезавшие всю толщу карствующейся породы, но и
углубившиеся в водоупорный горизонт. На склонах долин часто развиты
оползни и блоки отседания.
5.Подземные(или пещерные) реки, протекающие по системе подземных
галерей.







Подземный карст. Естественные шахты представляют собой переходную форму от
наземного карста к подземному. Естественные шахты- результат расширения
крупнейших понор и связанных с ними подземных каналов.
Крупные полости внутри карствующей породы, имеющие один или несколько выходов
на поверхность, называются карстовыми пещерами. Их протяженность может быть
очень значительной. (Мамонтова пещера США 587 км)
В зоне глубинной горизонтальной циркуляции карстовых вод в местах наибольшей
трещиноватости пород образуются сильные потоки, направленные от центра к
периферии. Здесь закладывается магистральный канал, постепенно расширяющийся и
стягивающий воду из смежных частей. Так формируются вместилища подземных рек.
Расширение новых трещин может привести к тому, что подземная река проложит новый
путь, а старое русло останется сухим. Подобным образом возникают сухие пещеры.
Если карстовый массив испытывает тектонические поднятия, то подземная река может
неоднократно покидать свое русло и прокладывать новое на более близком
гипсометрическом уровне. При этом возникает несколько расположенных друг над
другом ярусов пещер. Такой карст называется этажным.
При тектоническом опускании территории глубина проникновения карстовых процессов
будет уменьшаться, а подземные полости станут заполняться нерастворимыми
наносами, формируя погребенный карст.
Пещера, имеющая лишь одно входное отверстие, называется слепой. Если пещера
открывается в двух противоположных концах, то ее называют проходной.
На потолке, днище и стенах многих карстовых пещер развиты натечные образования из
извести. С потолка пещеры в виде сосулек свешиваются сталактиты. С днища пещеры
навстречу им поднимаются более широкие сталагмиты. Близко расположенные
сталактиты, сливаясь, образуют натечные занавеси.
Сталагмиты и сталактиты.
Холодная пещера
Теплая пещера
4.Зонально-климатические типы карста.



Образование карста. В неодинаковых климатических условиях
карстовые процессы протекают по-разному. Это позволяет
выделить зонально-климатические типы карста.
Для карста умеренных широт характерна поверхность ,густо
усеянная замкнутыми отрицательными формами.
Для тропического карста характерны положительные формы
рельефа в виде куполов, башен или конусов , возвышающихся над
некоторым общим уровнем- базальной поверхностью.
Схема образования останцов тропического карста.
Рис 1
Рис 3
Рис 2
Рис 4
 Виды карста.
 1- Куполовидный карст. Представляет собой скопление
куполообразных возвышенностей, разделенных узкими
вогнутыми седловинами ,которые расположены на разных
гипсометрических уровнях, выше окраинной равнины.
Относительная высота колеблется от 25 до 150 метров.
 2- Башенный карст. Это следующая стадия развития
тропического карста. Для него характерны крутостенные
изолированные возвышенности со следами коррозии и
размыва в основании, напоминающие башни и столбы. Их
относительная высота может достигать 300 м и более.
 3- Конический карст. Отличается от башенного морфологией
возвышенностей, которые имеют вид более или менее
правильных конусов. У склонов меньшая крутизна за счет
выполаживающего действия склоновых процессов , в их
основании не видно следов размыва.
 4- Ярусный карст. С следствие неоднократных тектонических
поднятий, часто наблюдается ярусность вершинных
поверхностей положительных карстовых форм.
Конический карст
Башенный карст
 Взаимосвязь карстовых форм. Крупные формы
тропического карста не монолитны; обычно они «изъедены»
более мелкими отрицательными формами- каррами,
воронками, шахтами, пещерами и .т.д. Обычно типичные
формы тропического карста развиваются лишь в областях
распространения чистых толстослоистых или массивных
известняков. Там, где в известняках много нерастворимых
примесей, развиваются только формы карста умеренных
широт.
Наконец, необходимо отметить что в некоторых природных
зонах карстовый процесс затруднен из-за дефицита жидкой
воды. Это прежде всего области с нивальным и аридным
климатом, а также гумидные территории с многолетней
мерзлотой.
5. Карстовый цикл рельнефообразования.
В процессе развития карста наблюдается три стадии развития: юность,
зрелость и старость.
В условиях голого карста на начальной юной стадии карста атмосферные осадки
,стекая по известняковым склонам , образуют карровые рытвины. Воронки и
естественные колодца в небольшом количестве беспорядочно разбросаны
по поверхности. Местами встречаются реки и ручьи, так как трещины пока
узки и не успевают отводить всю поступающую воду в глубь массива.
Грунтовые воды залегают глубоко.
На стадии зрелости карста наблюдаются большие изменения как внутри
карстующего массива, так и на его поверхности. Грунтовые воды залегают
сравнительно глубоко, и развитие карста идет энергично. Поверхностные
водотоки большей частью исчезают и переходят в подземный сток.
Денудация протекает не равномерно.
На стадии старости или дряхлости ,карстовые формы все более теряют свой
характерный облик. Воронки выполаживаются, увала и полья становятся
обширнее и многочисленнее. На поверхности все больше скапливается
продуктов выветривания. Во многих местах глубина циркуляции вод
сменяется поверхностной как вследствие естественного понижения рельефа
до уровня грунтовых вод, так и по причине провалов свода пещерных рек. На
стадии старости новые воронки почти не образуются.



В условиях покрытого карста. На поверхности карстующейся
породы быстро накапливается нерастворимые продукты
выветривания, которые закупоривают трещины. Несмотря на то что
грунтовые воды лежат глубоко, вертикальная циркуляция
прекращается и развитие карстового процесса задерживается.
Денудация сглаживает карстовые формы. Слепые овраги
постепенно превращаются долинообразные ложбины. Ванновый
ландшафт постепенно превращается в долинный. Базис эрозии
достаточно низок , глубинная эрозия рек весьма значительная. В
результате на дне долин снова может обнажиться коренная
растворимая порода, и вскрывшиеся поноры станут поглощать
воду. Увеличение крутизны склонов способствуют более
активному сносу коры выветривания с примыкающих
водораздельных пространств, и здесь тоже может обнажиться
известняк и другие карстовые депрессии. Возобновляется
активное закарстовывание, и долинный ландшафт превращается в
ванновый.
В природе полное завершение карстового процесса крайне
маловероятно, поскольку требуется целый комплекс идеальных
условий: равномерная мощность и чистота карстующей породы, ее
одинаковая структура, тектоническая стабильность в течение
длительного времени, сохранение на весь срок существования
карста достаточно влажного климата.
6. Псевдокарстовые процессы и явления.





Выявлены три основных псевдокарста: глинистый карст, псевдокарстовые
явления в лессах и лессовидных породах, термокарст.
Глинистый карст встречается в семиаридных и аридных странах. Наиболее
характерные для него формы рельефа –это просадочные впадины типа
блюдец. Он образуется когда в следствии суффозии образуется подземные
полости, и топографическая поверхность под ними проседают.
Ко второму виду псевдокарста относятся формы, возникающие в
просадочных породах,- лессах и лессовидных суглинках. При длительном
влагонасыщении породы значительно уменьшаются в объеме в следствии
разрушения их макропористой структуры. В результате на поверхности
возникают просадки типа блюдец, а на их склонах развиваются трещины.
Термокарст. Он наблюдается в областях развития многолетней мерзлоты
грунтовых пород. Различные провальные и просадочные формы образуются
здесь на участках таяния погребенного льда или протаивания мерзлых пород.
Карстовые явления имеют очень большое практическое значение. При
строительстве требуется тщательное изучение нынешней и вероятной
будущей устойчивости грунта .Для сельского хозяйства карст может играть как
положительную(дренаж избыточной влаги) так и отрицательную(сокращение
площадей пахотных угодий) роль . Голый карст вообще малопригоден для
хозяйственного освоения.

Спасибо за внимание!!!!
 Кунчевская Дарья 14а.