Карстовые и суффозионные процессы

     По  генезису особо выделяются желобковые и трещинные карры.

     Желобковые карры формируются под воздействием только атмосферных осадков, в результате трех первых фаз растворения известняка, без участия четвертой фазы, тогда как остальные типы карров образуются под действием всех фаз растворения: в их формировании участвуют и воды, обогащенные биогенной углекислотой за счет соприкосновения атмосферных осадков и талых вод с почвенно-растительным покровом.

     Трещинные карры отличаются от остальных путями удаления растворенного вещества. Если у большинства других типов карров оно осуществляется поверхностным стоком, то при образовании трещинных карров участвует и вынос растворенного вещества подземным путем, через трещины.

     Выделяют  три основных типа карров в Западных Татрах: стоковые, трещинные и эгутационные. Возникновение последних связано с действием воды, капающей на поверхность известняка со снежных покровов. Стоковые карры подразделяются на образованные дождевыми водами, талыми снеговыми и водами, просачивающимися через почвенно-растительный покров. Если говорить о характере растворителя, то можно выделить еще карры, созданные речной водой и морской водой – морские карры. Встречаются лунковые карры, они распространены в морском карсте, таким образом, намечается несколько генетических классификаций карров, в которых предусматривается наличие или отсутствие прямого или косвенного влияния почвенно-растительного покрова, учитывая источник и характер растворяющей воды, пути удаления растворенного вещества.

     Карстовые желоба и рвы (более глубокие и  обязательно с крутыми бортами) развиваются вдоль раскрытых тектонических трещин (нередко в результате разгрузки на крутых склонах), или вдоль трещин отседания склонов, или трещин «бортового отпора». Они тянутся на десятки и сотни метров, а иногда и на несколько километров, достигая различной ширины и глубины. На концах они замкнуты, на дне могут иметь многочисленные углубления. Прямолинейные рвы в известняках, разработанные по вертикальным тектоническим трещинам, шириной 2-4 м и глубиной до 5 метров (в Югославии их называют богазами).

     Среди карстовых воронок выделяют три  основных генетических типа:

• Воронки поверхностного выщелачивания, или чисто коррозионные.

     Образуются  за счет выщелоченной на поверхности  породы через подземные каналы в растворенном состоянии.

• Провальные воронки, или гравитационные.

     Образуются  путем обвала свода подземной  полости, возникшей за счет выщелачивания  карстующихся пород на глубине и  выноса вещества в растворенном состоянии.

• Воронки просасывания, или коррозионно-суффозионные.

     Образуются  путем вмывания и проседания рыхлых покровных отложений в колодцы и полости карстующегося цоколя, выноса частиц в подземные каналы и удаления через них во взмученном и взвешенном состоянии.

     Распространен и переходный тип между типами 2-м и 3-м. Кроме трех основных типов  и переходного могут быть отмечены еще несколько типов. Генетически близки к воронкам поверхностного выщелачивания коррозионно-эрозионные воронки, возникающие из поноров на дне логов или польев. Более редкий тип – воронки, разработанные действием восходящих источников. Блюдца, западины – это нечетко выраженные мелкие воронки.

     Воронки всех генетических типов, сливаясь своими краями, образуют сдвоенные, строенные  и более сложные ванны и  котловины. Крупные котловины в Югославии называют увала. Выделяют два основных типа: Увала – сложные, образовавшиеся посредством слияния нескольких больших воронок (вртача), с рядом углублений на дне, и плоскодонные котловины.

     Котловины могут относится к генетическим типам – поверхностного выщелачивания, провальному, просасывания, а также созданным в комбинации с другими процессами, например эрозионным. Крупные котловины поверхностного выщелачивания часто образуются за счет корродирующего действия талых вод снежных и фирновых пятен. Многие из таких котловин – наследие перигляциальных условий последней ледниковой эпохи.

     Полья по своему происхождению до недавнего  времени разделяли на следующие  виды:

• Тектонические.
• Возникшие путем подземного механического выноса нерастворимой породы, залегающей среди карстующихся известняков или на контакте с ними.
• Образовавшиеся путем слияния группы смежных воронок и котловин (увала) при их росте в горизонтальном направлении.
• Провальные.

     Крупные котловины чисто тектонического происхождения (грабены, синклинальные  прогибы) нельзя считать польями. При образовании польев обязательны выщелачивание и вынос растворенного вещества через подземные каналы. Поэтому в первую группу следует включить тектонически-коррозионные и тектонически-коррозионно-эрозионные полья, к которым, вероятно, относятся большая часть крупных польев Югославии.

     Широко  распространены полья второго типа, к ним относятся Шаорская и  Ахалсопельская котловины. Полья третьего типа обычно небольшие, неправильной лопастной формы характерные не только для карбонатного, но и для гипсового карста, встречаются даже в платформенных условиях.

     Карстовые останцы характерны в основном для  весьма зрелых стадий развития карста. Они многочисленны и разнообразны в быстро развивающемся соляном карсте. В карбонатном же в карсте останцы свойственны преимущественно тропическим областям, если не иметь ввиду мелкие, а также реликтовые формы, образовавшиеся в прежних тропических условиях. Для тропического карста характерны высокие и крутосклонные останцы в виде столбов, конусов, плоских башен и более мелкие конусообразные и куполовидные формы. Склоны останцов (моготе) могут быть голыми, изборожденными желобковыми каррами, либо густо одетыми древесно-кустарниковой растительностью, среди которой на оголенных отвесных скалах развиты стенные карры. В обрывистых стенах встречаются гроты, нередко со сталактитовыми занавесями. Внутри останцы бывают пронизаны пещерными ходами. Считают, что останцы образуются лишь в химически относительно чистых массивных известняках. Переход от поверхностных форм к пещерам типа гротов представляют навесы и ниши. Естественные мосты и арки чаще встречаются при обрушении потолка пещерных тоннелей, а иногда и ниш.

     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.

     Большинство карстовых пещер образуется при  ведущей роли выщелачивания, часто при совместном действии растворения и размыва горной породы. При восходящем развитии земной коры в условиях большой мощности известняковых толщ и складчатой структуры возникают многоэтажные системы пещерных галерей. Известны значительные многоэтажные пещерные системы.

     В пещерах-ледниках существуют следующие  ледяные натечно-капельные и кристаллические образования:

• Остаточные.

     Если  нерастворимая часть карбонатной  породы (глинистые и песчанистые частицы) не уносится водными потоками, а остается на месте своего образования (так называемая «глинка»), то это элювий.

• Обвально-гравитационные. (Обвалы, глыбы, щебень.)
• Речные отложения – аллювий, аллювиальные. (Песок, галька, гравий.)
• Криогенные (продукты ледниковой деятельности, находятся в нижних частях нивально-коррозионных колодцев).
• Биогенные.
• Гуано (тропические пещеры), экскременты летучих мышей, в привходовых частях – кости упавших животных, стволы деревьев.
• Хемогенные. Все виды натечных образований:

     а) Сталактиты, сталагмиты, сталагнаты (сросшиеся  в колонну сталактит и сталагмит), облицовка стен, занавеси, портьеры (если источник раствора не точечный, а линейный – щель), палки, пагоды, медузы, колонны, каменные плотины, каменные водопады. Все перечисленные формы имеют одно происхождение.

     б) Макаронины.

     Если  сталактит имеет сосулькообразную, коническую форму, то макаронины имеют по всей длине (до метра и более) примерно одинаковую толщину. Зерна слагающего его кальцита более крупные, полый канал в макаронине имеет диаметр до нескольких миллиметров, а у сталактита он очень тонкий. Сталагмит канала не имеет вовсе.

     в)Кораллиты (на западе их называют ботриоидами).

     Механизм  их образования до конца не ясен. Вероятно, они образуются диффузией  ионов из окружающих пород через  водные пленки, конденсирующиеся на стенах полостей. Обычно образуются на боковых стенках и дне пещер.

     г) Кристалликтиты.

     Пучки хорошо выраженных кристаллов кальцита (до первых см.), растущие из вершин кораллитов.

     д).Геликтиты. (От греческого слова «геликос» –  скрученный.)

     Сталактит растет строго по вертикали, поскольку  его рост контролируется силой тяжести. Рост геликтита контролируется не силой тяжести, а кристаллизационной силой. Кристалл представляет собой параллельные ряды атомов и следующий ряд подстраивается к предыдущему. Таким образом, рост происходит по оси роста кристалла, которая может быть ориентирована в пространстве как угодно.

     Поэтому, направление роста геликтита  также не зависит от силы тяжести. Скручивание происходит из-за примесей других атомов. Если в слое одинаковых атомов появляется чужеродный атом, то следующий слой не будет параллелен предыдущему, и направление роста кристалла изменится. Геликтит представляет из себя сросток параллельных волосовидных кристаллов кальцита или арагонита.

     е) Лунное молоко (moonmilk).

     Представляет  из себя зародыши кристаллов кальцита, рост которых блокировался адсорбцией ионов магния поверхностью зародышей. Поэтому уже образовавшиеся микрокристаллы далее не растут. Но раствор пересыщен карбонатом кальция и последний должен выпадать в осадок. Выпадают все новые кристаллы, рост которых тут же блокируется.

     ж) Антолиты.

     Игольчатые кристаллы легкорастворимых минералов (гипс и др.) на дне высохших луж, озер. Характерны для южных, тропических пещер, где влажность не высока и возможно высыхание. В условиях Кавказа иногда встречаются на значительных глубинах, где температура может увеличиваться на 5-10 градусов. В среднем температура пород увеличивается на 1 градус на каждые 33 м. глубины.

     з) Пизолиты (пещерный жемчуг).

     Неприкрепленная форма, округлые образования до 1-2см. в диаметре на дне подземных озер.

     е) Пленки, забереги, оторочки, блюдца – по берегам подземных озер.

     Интенсивность карстообразования зависит от следующих  факторов:

     1. Уровень грунтовых вод. 

     (Пример: Московская область, карстующиеся  породы имеют мощность до сотни метров, найден погребенный карст, но современный карст практически отсутствует. Причина: грунтовые воды залегают на глубине 5-10м.)

     2. Химическая инертность пород. 

     Примеси магния резко снижают интенсивность  карстообразования. (Пример: Скалистый хребет в Северной Осетии.)

     3. Примеси глинистого материала. Микротрещины забиваются глинистыми частицами (кольматация трещин). Поэтому карст не развивается по мергелевым толщам.

     4. Экспозиция склона.

     Более благоприятен северный склон, так как  там больше влажность и дольше держится снеговой покров (более интенсивны нивальные процессы).

     5. Рельеф.

     Особенно  благоприятны закрытые котловины, днища  с откосами до 15 градусов.