Карстовые и суффозионные процессы

Санкт-Петербургский  государственный 

архитектурно-строительный университет 

Кафедра геотехники 
 
 
 

РЕФЕРАТ 

«Карстовые и суффозионные процессы» 

 
 
 
 
 
 
 

                    Выполнила: студентка группы 4-ПГСу-2

                                     Е.В. Петухова

                                                                 

          Проверил:  Р.А. Усманов 
 
 
 
 

Санкт-Петербург

2010

Содержание.

1. Введение…………………………………………………………….. стр. 3
2. Теория карстовых процессов……………………………………..   стр. 6

3. Географическое  распространение процесса……………………..  стр. 12

4. Суффозия……………………………………………………………..стр. 15

5. Заключение………………………………………………………….  стр. 17
6. Список использованной литературы……………………………… стр. 17
 

1. Введение.

     Название  плато Карст (Крас) в Словении дало имя целому комплексу процессов  и типов рельефа. Чем же необычно это плато? Известняки, слагающие его территорию, значительно пострадали от разрушающего и растворяющего воздействия воды. В результате поверхность плато покрылась желобками и воронками.

     Проникающая по трещинам вода постепенно их расширила, образовались пустоты, которые, соединяясь, сформировали гроты и пещеры.

     Карст — комплекс форм рельефа, созданный  в результате химического выветривания. Капли дождя, подземные и наземные воды являются прекрасными растворителями горных пород карбонатного состава — известняков, мраморов, доломитов, гипсов. Похожие формы рельефа образуются в мёрзлых или засоленных породах (их называют «псевдокарст»).

     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.

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.

Карстовые явления широко распространены по всей планете. Встречаются они и в  горах (например, в Доломитовых Альпах, горах Балканского полуострова, на Динарском нагорье), и на равнинах (например, на Великих Американских равнинах, на Русской и Туранской равнинах).

 
Рис. 1. Начало карстового процесса

 
Рис. 2. Развитие карстового процесса

     Наиболее  эффектны формы карстового рельефа  в жарких влажных тропиках. Тропический карст в Южном Китае, во Вьетнаме, Таиланде называют «башенным» — это останцовые горы в виде башен, столбов, пик, конусов, покрытые тропическим лесом. В тропических карстовых котловинах расположены живописные озёра и морские заливы.

     Карст на острове Куба носит название моготе. Так по-испански называют крутостенные конические и куполообразные останцы известнякового массива. В основании моготе образуются ниши и небольшие гроты, где после тропических ливней скапливается вода. В Пуэрто-Рико карстовые останцы называют «пепино» — по-испански «огурец», что указывает на их коническую форму.

 
Рис. 3. Формы карстового рельефа в результате развития карстообразования

 
Рис. 4. Останцовые горы в виде башен и столбов - результат карстового процесса

     Интересный рельеф формируют карстовые процессы в прибрежных районах. Если берег моря, озера или широкой реки сложен известняками, доломитами или другими податливыми к химическому растворению породами, как, например, на Азовском море, Каспии, побережье Кипра и т.д., то на земной поверхности и склонах образуются полукруглые лунки, создающие причудливый кружевной узор. Ходить по такому участку непросто — острые края лунок могут поранить ноги, порвать лёгкую обувь. У уреза воды нередко возникают гроты, ниши, являющиеся входами в подводные пещеры. В этих местах карстовые процессы усиливаются действием прибоя.

     Для развития карста благоприятно обилие осадков, в том числе и ливневых, а также влажный климат. Однако в последние столетия человек тоже вносит свою видимую лепту в развитие карста. Сейчас склоны Динарского нагорья — белёсые и каменистые, покрытые кустарником, переходящим у подножий в редкие леса. Еще в XV—XVI веках эти склоны были покрыты густыми лесами с пышной средиземноморской растительностью, но их частично вырубили для строительства флота, значительные лесные массивы пострадали от пожаров и были сведены выпасом скота. Так склоны оказались не защищенными от снега и дождей, что привело к активизации карстовых процессов.

     Но  самыми известными, впечатляющими и  загадочными формами карстовых процессов являются пещеры.

     

     Рис. 5. Карстовые пещеры 

2. Теория  карстовых процессов.

     Скорость  движения подземных вод мала, поэтому  они воздействуют на рельеф большей  частью не механически, а путем растворения  горных пород. Растворяются известняки, каменная соль, гипс и некоторые другие породы. Растворяя породу, вода образует полости, пещеры, провалы и т. д. Весь этот комплекс процессов и образующихся в результате их наземных и подземных форм рельефа носит название карст – по названию плоскогорья Карст, или Крас (Kras), на северо-западе Балканского полуострова.¹

     Карстовые явления распространены чрезвычайно  широко. По геологическим условиям примерно третья часть площади суши земного шара имеет потенциальные возможности для развития. Вместе с тем карст существенно влияет на ландшафтные особенности территории, ее рельеф, сток, подземные воды, реки и озера, почвенно-растительный покров, хозяйственную деятельность населения.

     Дренирующая способность карста усиливает недостаток влаги в засушливых областях и, наоборот, создает более благоприятные условия для развития ландшафтов в областях, избыточно увлажненных. Карст ведет к деградации вечной мерзлоты, также заметно улучшая природные особенности территории.

     Существующие  многочисленные определения карста отражают три подхода к этому сложному природному феномену.

     Географы  и геоморфологи рассматривают карст  как геоморфологическое явление, обращая особое внимание на изучение карстовых форм; геологи видят в нём полигенетический процесс; гидрогеологи и инженеры-геологи понимают карст как единство или совокупность процесса и явления.

     Проблемами  изучения карста и его распространением интересуются геологи, гидрогеологи, геоморфологи, гидрологи, физико-географы, ландшафтоведы, инженеры-проектировщики и строители, многие специалисты других областей знания.

     Не  все природные полости являются карстовыми. К ним, например, не относятся:

     а) Раскрытые тектонические трещины;

     б) Пустоты в лавовых потоках;

     в) Полости в гидротермальных и  пегматитовых жилах.

     Карстующимися породами являются:

• известняки (порода, целиком состоящая из минерала кальцита);

     Как правило, органогенного происхождения, образуются в океанах на значительных глубинах, представляют собой известковые  останки морской флоры и фауны.

• мергели (известняк с глинистой составляющей более 5%);
• меловые породы (разновидность известняка из останков планктонных водорослей);
• доломиты, доломитизированные известняки (известняк с примесью минерала доломита СаMg[CO₃]₂);
• гипсы (порода, целиком состоящая из минерала того же названия – гипс СаSO₄*2H₂O);
• ангидриты (как порода состоят из минерала ангидрита (безводного гипса) CaSO₄ );
• соленосные толщи;
• конгломераты;

     Окатанная галька любого состава, сцементированная известковым цементом с примесью песка. Растворяется известь, а галька выносится механически.

• брекчии;

     Отличается  от конгломерата неокатанностью сцементированных обломков.

• песчаники (сцементированный известковым цементом песок различного состава;
• вулканические туфы (также содержат известковую составляющую, которая может легко растворяться).

     В трудах Ф.П. Саваренского и Д.С. Соколова показаны условия развития карста.²

     С некоторыми уточнениями это:

       во-первых, наличие растворимой в  природных водах горной породы, как правило (исключением являются  случаи поверхностного контактного выщелачивания) водопроницаемой вследствие трещиноватости или пористости;

     во-вторых, наличие растворителя, т.е. воды, агрессивной  по отношению к горной породе;

     в-третьих, наличие условий, обеспечивающих водообмен, – отток насыщенной растворенным веществом воды и постоянный приток свежего растворителя.

     Если  первое условие определяется геологическим  строением местности, то второе и  отчасти третье тесно связаны  с физико-географической обстановкой, второе – с климатом и почвенно-растительным покровом, третье – с геоморфологическими и гидрологическими условиями помимо геологической структуры и гидрогеологических особенностей.

     Разрушение  горных пород связано со следующими факторами:

• Эрозия – механическое разрушение горных пород водными потоками.
• Коррозия – химическое растворение горных пород водой (в том числе – биологическая коррозия – растворение горной породы органическими кислотами и другими продуктами жизнедеятельности).
• Нивация – разрушение горных пород снежным покровом.
• Гляциальные процессы – разрушение ледниками.
• Суффозия – выщелачивание растворимых солей почвы и вмывание в глубину тончайших нерастворимых частиц горных пород токами воды.
• Гравитационные процессы (обвалы и проч.).

     К поверхностным карстовым формам относятся карры, желоба и рвы, воронки, блюдца и западины, котловины, полья, останцы.

     Среди карров в генетическом аспекте следует  различать:

     1. Формы, возникшие на оголенной  поверхности растворимой горной  породы.

     2. Формы, образовавшиеся под почвенно-растительным  покровом с последующим его удалением.

     Карры второго типа известны во многих странах  мира. «Классические известняковые «мостовые» в Малхеме, а также в Пенинских горах, как полагают, сформировались под почвенным покровом, который позднее был размыт.

     Морфологически карры подразделяются на желобковые, стенные, лунковые, трубчатые (в виде трубообразных цилиндрических углублений в гипсах), каменицы, карры в виде следов, бороздчатые, меандровые, трещинные.

     Некоторые ученые выделяют структурные карры, встреченные на Алтае: на крутом известняковом откосе выработаны карровые углубления в химически относительно чистом известняке, разделенные узкими гребнями, которые соответствуют сильнокремнистым прослойкам³.