De vanligste overflatelandformene av karstområder. Karst landformer

Karst prosess er en oppløsningsprosess steiner overflate og grunnvann. Geomorfologiske former som dannes som et resultat av denne prosessen kalles karst former. Utviklingskart fastsatt geologiske, orografiske, hydrogeologiske og klimatiske forhold.

1. Blant geologiske forhold er av stor betydning sammensetning av bergarter og arten av brudd. De største og mest uttalte formene for karstrelieff oppstår i lettløselige bergarter, praktisk talt blottet for uløselige urenheter. Velg 1) kalkkarst, 2)karst i gipsholdige og saltholdige bergarter, og også 3) pseudokarst, eller "leireaktig" karst, i karbonat leire bergarter.

Og selv om havsalt og gips har større løselighet enn kalksteiner og dolomitter er relativt underutviklet på grunn av den ubetydelige fordelingen av disse bergartene, spesielt deres utspring på dagoverflaten. Kalksteiner og dolomitter under normale forhold er preget av lav løselighet, men under visse fysiske og geografiske forhold kan den kjemiske aggressiviteten til vannet i kalksteinsområder øke betydelig, og under gunstige geologiske forhold vises uttrykksfulle karstlandskap som okkuperer store rom, spesifikt begrenset til kalkstein. . Hovedbetingelsen for løselighet av kalkstein er tilstrekkelig mengde CO 2 i vann, da blir den aggressiv og løser opp karbonatbergarter. I tillegg til karbondioksid løses kalksteiner opp av humussyre og svovelsyre.

En viktig faktor frakturering bidrar til utviklingen av karstformer. Men veldig smale mindre enn 1 mm i størrelse bidrar ikke til karstdannelse. I aktive sprekker større enn 1 mm sirkulerer vann og utvider dem. Slik begynner utviklingen av karstformer.

2. Orografiske forhold . De mest gunstige for karstdannelse er åpne områder sammensatt av lettløselige bergarter, uten bratte skråninger, men med små forsenkninger for stagnasjon av overflatevann og oppsamling av snø. Basen for erosjon av grunnvann og overflateelver bør være plassert ganske lavt, og gi den største dybden av karstisering.

3. Hydrogeologiske forhold . Hvis strømmen av grunnvann har en liten helling og lave hastigheter, nærmer arten av dens bevegelse seg laminær, noe som fremmer oppløsning.

Med en stor helling og betydelige strømningshastigheter tilsvarer bevegelsens natur turbulent, og sammen med prosessene med karstdannelse, suffusjon- mekanisk ødeleggelse og fjerning av uløselige partikler. Dybden på grunnvannet, tykkelsen på akviferen og forholdene for dens oppladning bestemmer utviklingen av sirkulasjonssoner i karstingmassivet. Vanligvis uthevet tre sirkulasjonssoner:

1) den øvre dekker bergtykkelsen fra utspringet til grunnvannsspeilet. Dette sone for lufting eller vertikal sirkulasjon. Fri gravitasjonsbevegelse av vann råder her, som forekommer med jevne mellomrom under regn eller snøsmelting;

2) gjennomsnittlig - sone med periodisk fullstendig metning. Her er det kraftige svingninger i grunnvannstanden knyttet til periodisk tilførsel av vann fra overflaten. Vannsirkulasjonen her er nær horisontal

3) . Grensene for denne sonen er de høyeste og laveste nivåene av grunnvannsspeilet;

4) nedre sone - sone med konstant full metning. Dens øvre grense er det laveste nivået av grunnvannsspeilet, den nedre grensen er akviferen. Sirkulasjonen her er overveiende horisontal. Langs utkanten av karstregionen gir denne sonen opphav til elver og karstkilder, gjennom hvilke grunnvann slippes ut til overflaten.

4 Klimafaktor. Gunstige forhold for utvikling av karst skapes av hyppige nedbørsmengder, som fjerner alt sediment fra uløselige bergarter, og den korrosive effekten av sakte smeltende snødekke. Dette gjelder fjellområdene på kalkplatåene på Krim, Kaukasus, Karpatene, Alpene osv. Løseligheten til kalkstein øker på grunn av relativt høye temperaturer og overflateoppvarming av bergartene om sommeren. Alle disse gunstige forholdene med utslipp av lettløselige bergarter til overflaten fører til dannelsen bar, åpen eller middelhavskarst med variert karsttopografi. Dersom karst utvikler seg under deprimerte forhold (løselige bergarter er dekket av lettløselige bergarter), dette lukket, eller sentraleuropeisk, karst.

I områder med karstdannelse er det: 1) overflate, 2) overgangskarst og 3) underjordisk karst.

Overflateformer for karstrelieff

Regn og smeltevann, som renner over overflaten av kalksteinen, skiller veggene til sprekkene. Som et resultat dannes en mikrorelieff Carrs eller Schratts.

1. Bære , eller shratts representerer et system av rygger og hjulspor eller furer som skiller dem, plassert nesten parallelt med hverandre, hvis lagenes fall er tydelig uttrykt og bruddet av bergartene sammenfaller med fallretningen. Med et komplekst system av brudd er karriene feil plassert: de forgrener seg og krysser seg igjen. Dybden på furene kan nå 2 m. Karrs kan også dannes kyststripen når de utsettes for sjøsurfing på karststeiner. Rom dekket med karrahs kalles carr felt. Når kalkstein løses opp, blir det alltid en uløselig del igjen, representert av rødt eller brunt leireholdig materiale. Dette eluviale materialet, som samler seg på overflaten av fjellet, danner en slags forvitringsskorpe, karakteristisk for karstområder, kalt terra rossa (rød jord). Opphør av karrdannelse er assosiert med akkumulering av terra rossa og fullstendig sementering av sprekker. Følgelig er frakturering en av betingelsene for carrdannelse.

2. Med intens vertikal sirkulasjon av vann fører prosessen med oppløsning av karstbergarter til dannelsen vanære - kanaler som absorberer overflatevann og slipper det ut i dypet av karstmassivet. Størrelsen og formen på ponoraene er forskjellige på overflaten, ponoraene uttrykkes av gapende sprekker eller hull i dypet, de begynner et komplekst system av kanaler for vertikal sirkulasjon.

3. Utvidelse av munnene til ponoraen i prosessen med ytterligere oppløsning fører til dannelsen synkehull ulike størrelser og former. I områder med lukket karst skilles tallerkenformede former med en bredde som er omtrent 10 ganger større enn dybden, og slake (opptil 10-12 0) skråninger, og traktformede, med bratte, noen ganger rene vegger. I henhold til utdanningsmetoden skilles de karst Og suffosion-karst (eller sugetrakter). Sammenslåingen av individuelle synkehull fører til dannelsen av større former -karstbad . Den langsiktige utviklingen av denne prosessen bidrar til fremveksten av omfattende depresjoner med avrundede og elliptiske konturer - karstbassenger .

Karstlandformer kan være tilfeldig spredt over overflaten av karstmassivet, eller konsentrert langs linjer bestemt av retningen på underjordisk strømning eller forekomsten av karstbergarter. Landformer kan forvandles til hverandre. Dermed kan en karstskål, som et resultat av utdyping, og en karstbrønn, som et resultat av å flate ut bakkene, bli til en karsttrakt. Ved fortsatt oppløsning av ponorveggene kan kanalen bli veldig stor og bli til en naturlig brønn eller naturlig sjakt, som kan nå en dybde på flere titalls til flere hundre meter. For eksempel dybden til en av gruvene i Nord-Italia nær byen Verona når den en dybde på 637 m. Den generelle retningen til gruvene er vertikal, men individuelle deler av gruvene kan være nesten horisontale eller skråstilte. Landformer som ligner på naturlige gruver, men mindre i størrelse, kalles naturlige brønner .

Vanlige eller overfladiske trakter, sammenslåing, danner blinde raviner eller former for bisarre konturer, kalt uvala . Uvalaer opp til 700 m i diameter på dybder på opptil 30 m er kjente Uvalaer er så å si overgangsformer til enda større karstformer. Enger- omfattende karstdepresjoner, vanligvis flatbunnede og med bratte vegger, flere kilometer, og noen ganger titalls kilometer på tvers. Området Popova Polja i Jugoslavia (vestlige Hercegovina) er omtrent 180 km 2 . Noen ganger renner det et vassdrag langs den flate bunnen av et jorde, som i de fleste tilfeller kommer til syne fra den ene veggen av åkeren og forsvinner inn i et underjordisk galleri i den motsatte veggen. Det antas at i opprinnelsen til feltene var utvaskingsprosesser i kombinasjon med ulike faktorer av primær betydning: tektoniske, litologiske (forholdet mellom karst og ikke-karst bergarter) og erosjon, dvs. feltdannelse er en kompleks, langsiktig polygen prosess.

Elver og daler av karstområder

Overflatevassdrag av karstområder etter hydrologisk regime og morfologi elvedaler I.S. Shchukin er delt inn i fem typer:

1. Episodiske elver, dalene deres forlater ikke luftingssonen, dvs. grunt innebygd. Derfor dukker vann opp i disse dalene bare under kraftig regn eller rask vårsnøsmelting, når porene i elveleiet ikke har tid til å drenere alt vannet dypere.

2. Stadig rennende elver. Bunnen av dalene til slike elver ligger over grunnvannsnivået til karstmassivet. Dette er elver med høyt vann, de begynner utenfor karstområdet, de mister vann, men tørker ikke helt ut. Dalene til slike elver er ofte smale, dype kløfter med bratte sider.

3. Stadig rennende elver, hvis daler er kuttet til grunnvannsnivået som de hovedsakelig lever av. Morfologien til dalene deres ligner på type 2, men det er forskjeller. Ofte vender dalenes skråninger mot hverandre mot kilden og lukkes i form av en mur, ved hvis fot elven kommer ut av grotten. Slike daler med lukket øvre ende kalles sekkeformede. Det er daler som ikke har munn, d.v.s. de munner ikke ut i en annen dal eller vannmasse, men ender i en blindvei - blinde daler. Halvblinde daler er også stengt i enden, men avsatsen som vassdraget «hviler» inn i er lavt, og ved flom renner vannet over det. Den nedre delen av slike elver er et grunt innskåret hul, tørt det meste av året.

4. Elver som skjærer gjennom hele tykkelsen av karstbergarter og utdypet i de underliggende vannbestandige bergartene. Naturligvis har de en konstant og stadig økende vannstrøm på grunn av mange kilder i kontakten mellom karbonatbergarter og aquitarden. De øvre delene av skråningene til slike daler, sammensatt av kalkstein, er vanligvis bratte, mens de nedre delene er slake. Jordskred og setningsblokker er typiske for dalskråninger.

5. Underjordiske, eller hule, elver flyter gjennom et system av underjordiske gallerier. De begynner enten utenfor karstmassivet eller har sitt opphav innenfor dets grenser. Noen ganger kommer de til overflaten i form av kraftige Vaucluse-fjærer (Vaucluse er en konstant kilde med stor strømningshastighet, oppkalt etter Vaucluse-kilden, først beskrevet i Frankrike).

Overgangs skjemaer. Disse inkluderer karsthulrom som kombinerer overflate- og underjordiske former med vertikale og skrånende kanaler - ponorer og naturlige brønner.

Grotter av karstområder

Grotter– disse er mangfoldige under jorden hulrom som dannes i karstområder og har en eller flere utganger til overflaten. Dannelsen deres er assosiert med oppløsningsaktiviteten til vann som trenger inn i sprekker. Når de utvider seg, dannes et komplekst system av kanaler, og i sonen med horisontal sirkulasjon, hvor vann gir størst oppløsningseffekt, dannes en hovedkanal. Det utvider seg gradvis på grunn av nærliggende sprekker, og trekker vann fra nærliggende kanaler. Slik dannes en undersjøisk elv.

Grotten kan ha ett eller to inngangshull. Med ett inngangshull i motsatt ende vil den (hulen) ende i et system av trange sprekker og passasjer, eller kollaps eller sintringsformasjoner som tetter den - dette er blinde huler. Grotter med utganger på begge sider - gangbare grotter.

I huler dannes det sinter på bunner, vegger og hvelv. Smale og lange istapper henger fra taket i hulen dryppstein. Kraftigere og kortere stiger opp fra bunnen av hulen for å møte dem. stalagmitter. Når de vokser sammen, dannes disse formene sintringssøyler. Sinterformer dannes ikke i hver hule. Is hoper seg opp i noen huler, disse hulene kalles isete eller kaldt(Kungur isgrotte). For akkumulering av is og snø, for det første, passende klimatiske forhold(det er ingen isgrotter i tropene, men det er på Krim), og for det andre den gunstige konfigurasjonen av hulen, mens inngangen til hulen skal være vertikal.

Den hypsometriske plasseringen av grottene som elver renner gjennom, er nært knyttet til høyden på bunnen av dalene som drenerer karstmassivet. Med tektonisk heving av området blir dalene dypere, mens munningen av hulelver tørker ut, blir til tørre huler, og på nivå med den nye erosjonsbasen dannes et nytt system av horisontale gallerier. Oppstår etasjes karst Menneskeredskaper, beinrester av dyr (gamle), rester av branngroper osv. finnes i hulene, noe som gjør det mulig å datere huletasjen og de tilsvarende erosjonelle fjellterrassene i skråningene til eldgamle elvedaler. En rekke paleolittiske steder er oppdaget i Ural-fjellene (Glukhaya- og Medvezhya-hulene).

Under negative tektoniske bevegelser synker karsthulene (noen ganger til en dybde på flere hundre og til og med 1000 m), fylles med vann og sedimenter og blir til gravlagt karst.

Sonale og klimatiske typer karst

Karst prosess– Dette er en denudasjonsprosess, så det skjer forskjellig i ulike klimatiske soner. Bar (eller åpen) karst er typisk for områder med subtropisk middelhavsklima. Karst prosesser sammen med gunstig geologisk struktur Klimaet her er godt. I moderat klimatisk sone Karstprosesser utvikler seg også ganske intensivt, men denne sonen er hovedsakelig preget av lukket karst, karstformasjoner her er assosiert med underjordisk utvasking, og overflateformer er forårsaket av feil og innsynkning av det løse dekket over underjordiske karsthulrom (sugekratere).

Under forhold med et tropisk fuktig klima begynte karst å bli studert relativt nylig. Hvis karst i tempererte områder er preget av et landskap med mer eller mindre enkelthøyde platåer med mange negative relieffformer, så er tropisk karst preget av utviklingen av positive relieffformer i form av tårn eller kjegler som stiger over et visst gjennomsnittsnivå - den basale overflaten. Under utviklingen av tropisk karst oppstår depresjoner som deler hele karstmassivet i separate åser. Forsenkningene blir dypere til nivået av den basale overflaten, og deretter utvides denne overflaten på grunn av reduksjonen av områdene okkupert av åsene til de er fullstendig ødelagt. Etter hvert dannes det utjevnede karst-denudasjonsflater.

Basert på morfologien til positive relieffelementer, er tropisk karst delt inn i: kuppelformet, tårn, konisk, basseng. I følge I.S. Shchukin er disse typene genetisk beslektet og representerer mest sannsynlig bare forskjellige stadier i dannelsen av karstlandskapet eller kan bestemmes av lokale geologiske forhold.

Pseudokarst prosesser og former. Sammen med ekte karst finnes det fenomener og former som ytre ligner karst, men er basert på helt andre årsaker enn de som fører til dannelsen av karstformer. Dette leirkarst og termokarst. Leirkarst karakteristisk for tørre og halvtørre områder som består av leire med høy karbonatinnhold, leirjord og løsmasser. Oppsprekkingen og porøsiteten til disse bergartene bringer disse områdene nærmere områdene med typisk karstutvikling. Sufusjon i karbonat- eller saltholdig leire og leirjord fører til dannelse av innsynkningsforsenkninger - de såkalte tallerkenene. Under forhold med velutviklet brudd i slike bergarter, dannes dype underjordiske passasjer og feil som fyller ekte karst. Slike uttalte formasjoner kalles leirekarst. Termokarst dannes under permafrostforhold. Ulike kollaps- og innsynkningsformer er også observert her, men de er assosiert med smelting av nedgravd is.

Pseudokarst-fenomener inkluderer også bergarters evne til å raskt og betydelig komprimere når de blir våte. Disse bergartene inkluderer løss og saltholdig jord. Som et resultat dannes pseudokarst-skåler og, mindre vanlig, synkehull.

Under begrepet "karst" forstå helheten av spesifikke landformer og trekk ved land og underjordisk hydrografi, karakteristisk for noen områder som består av løselige bergarter, som steinsalt, gips, kalkstein, dolomitt, etc.

Essensen av karstprosesser består i oppløsning av stein ved atmosfærisk, smeltet, underjordisk, og i noen tilfeller sjøvann.

I henhold til sammensetningen av karstbergarter er karst: halogenid, sulfat, karbonat.

Og selv om steinsalt og gips har større løselighet enn kalkstein og dolomitt, gips (sulfat) og salt (halogenid) karst relativt lite utviklet på grunn av den ubetydelige utbredelsen av disse bergartene, spesielt deres utspring på overflaten. Under normale forhold er kalkstein og dolomitt preget av lav løselighet, men de er mye mer utbredt enn gips eller steinsalt. Derfor er det den mest studerte og mest utbredte kalkstein karst.

Hovedbetingelsen for løselighet kalkstein - en tilstrekkelig mengde oppløst CO 2 i vann. Da blir vannet kjemisk aggressivt og angriper kraftig karbonatbergarter.

Andre viktige forhold som bestemmer utviklingen av karst inkluderer: a) lettelse; b) renheten og kraften til kalkstein; V) steinstruktur; G) klima; d) brudd karst steiner.

Avhengig av om karstbergarter strekker seg til jordens overflate eller de er dekket på toppen av ikke-karst avsetninger, skille bar og dekket karst. Bar karst er oftest karakteristisk for fjellområder, der denuderingsprosesser er mest intense, mens dekket karst er karakteristisk for sletter.

Den største variasjonen av relieffformer og den største aktiviteten til karstprosesser er vanligvis karakteristiske for bar karst.

I karstmassivet er det tre etasjer (soner), forskjellige i hydrogeologiske termer.

Den øvre, kalt luftingssonen, Den ligger fra overflaten til grunnvannsnivået og er preget av vertikal sirkulasjon. Den frie gravitasjonsbevegelsen av vann, karakteristisk for den øvre sonen, observeres i perioder med nedbør og snøsmelting. Hovedflateformene vises i den øvre sonen.

Midtsonen er periodevis fullstendig mettet karakterisert ved horisontale eller svakt skråstilte bevegelser av vann innenfor grensene til det høyeste og laveste nivået av grunnvannsspeilet. Dette er et område med aktiv dannelse av karsthuler.

Nedre sone- konstant fullstendig metning - strekker seg opp til akviferen og er preget av horisontal sirkulasjon. Hun gir næring karst-elver og store permanente kilder.

Overflateformer av karst.

1. På et ungt massiv av kalkholdige bergarter, nylig eksponert fra under havnivå, under påvirkning av den korrosive aktiviteten av regn og smeltevann som trenger inn i sprekker i luftingssonen, vises en kombinasjon av spesifikke åpne meso- og mikroformer:

carrs, eller shratts, representert av en labyrint av smale skarpe rygger og de samme smale furene som skiller dem, opptil 0,5 - 1 meter dype;

carr felt;

blasfemi, de. mer eller mindre brede slisser som tjener som dreneringskanaler for overflatevann;

avrundede fordypninger og fall, forent under det generelle navnet daler;

mest typiske synkehull, når en diameter på 20 - 50 meter, og en dybde fra flere til noen få titalls meter. Kraterskråningene er vanligvis bratte, nakne, og bunnen er tørr.

dype (opptil flere titalls meter) vertikale forsenkninger som f.eks brønner.

2. Videreutvikling av karstrelieff er rettet langs linjen med overflatedenudering og dannelse av overflatevassdrag gjennom åpning av grunnvann. I carrfeltene snur stallryggene til utkanten. I forsenkningene akkumuleres uløselig sediment av kalkstein - rød leire (terra rossa ) .

Fjellkarst på dette stadiet er preget av utviklingen av dype vertikale kanaler - karstavgrunner, eller miner, hvis dybde når flere hundre meter.

3. Overgangen til modenhetsstadiet av vanlig naken karst kommer til uttrykk i utvidelsen av trakter, forbinder dem med hverandre, gjør brønner til traktformede fordypninger. Som et resultat av sammenslåingen dannes det brede fordypninger av bisarre konturer, kalt uvala. Bunnen av åsryggen har ennå ikke permanent vassdrag, men opphopningen terra rossa fremmer dannelsen av midlertidige reservoarer matet av regn- og snøvann.

De mest typiske formene for moden karst vurderes Enger. Dette er enorme forsenkninger som strekker seg over mange kilometer med bratte skråninger og flat bunn, med permanente vassdrag eller kjeder av innsjøer matet av grunnvann.

Elver og daler av karstområder.

Blant de få overflatevassdragene i karstområder skilles fem typer ut i henhold til det hydrologiske regimet og morfologien til elvedaler:

Sporadiske elver hvis daler ikke forlater luftingssonen. Vann dukker opp i slike grunne innskårne daler bare under kraftig nedbør eller rask vårsnøsmelting.

Stadig rennende elver hvis dalbunn ligger over grunnvannstanden til karstmassivet.

Stadig rennende elver, hvis daler er kuttet ned til grunnvannstanden. De lever hovedsakelig av disse artene.

Elver som skar ikke bare gjennom hele tykkelsen av karstbergarten, men som også ble dypere inn i de underliggende vannbestandige bergartene.

Underjordiske, eller hule, elver som renner gjennom et system av underjordiske gallerier.

Innsjøer av karstområder De er delt inn i midlertidige, hvis bunn ikke når grunnvannsnivået, og permanente, med en overvekt av underjordisk ernæring. Kummene er vanligvis runde i plan, skråningene er bratte, og dypene er betydelige, spesielt hvis innsjøen ligger i et kollapset basseng. Karstvann er preget av betydelige og raske nivåsvingninger.

Grotter av karstområder

Grotter er en rekke underjordiske hulrom som dannes i karstområder og har en eller flere utganger til overflaten. Plasseringen av grottene og deres topografi bestemmes av plasseringen av systemene med sprekker som trenger inn i karstbergarten og de hydrogeologiske egenskapene til karstområdene.

I mange huler dannes det sinter på bunner, vegger eller hvelv. Smale og lange stalaktitter, som består av kalsitt og vanligvis har en konsentrisk struktur i tverrsnitt, henger fra taket i hulen i form av istapper. Mer massive og kortere former kalt stalagmitter stiger opp fra bunnen av hulen mot stalaktittene. Ofte faller dryppsteiner og stalagmitter sammen og danner sintersøyler (stalagmata).

Karstprosessen er først og fremst en denudasjonsprosess, så den oppstår forskjellig i ulike klimasoner. I områder med et subtropisk middelhavsklima favoriseres karstprosesser ikke bare av den geologiske strukturen, men også av klimaet. Dusj natur av nedbør og tilstedeværelse tørr sesong bidra til den intense påvirkningen av regnvann på overflaten av kalkstein og den relativt langsomme akkumuleringen av eluvium.

Former for lavlandskarst på tempererte breddegrader: svakt skrånende tallerkenformede fordypninger i bunnen av hvilke vann samler seg eller dannes lavlandssump; Ofte er det dype karsttrakter og til og med synkehull som brønner. Bunnen deres er foret med forvitringsprodukter og innsjøer dannes, i hvis ernæring vannet i det underjordiske karstmassivet spiller en betydelig rolle.

I fuktig varmt tropisk klima Utviklingen av karst har spesifikke trekk. Ungstadiet er preget av en overvekt positive landformer i form av kjegler, tårn, som er hevet høyt over erosjonsbunnen, den såkalte basalflaten. Basert på morfologiske forskjeller skilles kuppelformet, tårnformet, konisk og bassengformet tropisk karst.

Karstprosesser utvikles i bergarter som er løselige av naturlig overflate og grunnvann: kalkstein, dolomitt, gips, anhydritt, stein og kaliumsalter.

Grunnlaget for prosessen er kjemisk oppløsningsprosess raser og utvaskingsprosess, dvs. oppløsning og fjerning av en del av bergartene. Vann med forskjellig sammensetning løser opp bergarter på forskjellige måter. Vann mettet med karbondioksid er spesielt aggressive mot karbonatbergarter, og gips er mer oppløst i brakkvann.

Karst forstås ikke bare som en prosess, men også som dens resultat, dvs. dannelse av spesifikke former for oppløsning. Selve begrepet karst kommer fra navnet på det kalkrike platået i de slovenske alpene, hvor karstlandformene er mest uttalt. Karst utvikler seg overalt hvor det er utspring av karbonatbergarter på overflaten: på den fjellrike Krim, på kysten av Adriaterhavet, i Kaukasus, Ural, i Sentral Asia og mange andre steder rundt om i verden. Hvis karstformer er synlige på overflaten, så snakker de om åpen karst , og hvis de er dekket av tykkelsen på noen andre forekomster, så - oh stengt karst . Sistnevnte er mer sannsynlig å utvikle seg i flate plattformområder, mens førstnevnte er mer sannsynlig å utvikle seg i fjellområder.

Karst former. På overflaten er karstformer representert av karre, renner og grøfter, ponorer, trakter av ulike typer, forsenkninger, bassenger, blinddaler (fig. 8.1.1).

Bære- dette er forskjellige grunne utgravninger som hovedsakelig dannes ved utlekking av kalkstein fra atmosfærisk overflatevann; Følgende typer carr ble identifisert:

· hull,

· rørformet,

· rillet,

· rillet,

· sprakk og en rekke andre.

Alle disse formene har en dybde på 5-20 - 5-0 cm, sjelden når relieffet 1-2 m. De mest typiske er rillede steinbrudd, representert av parallelle riller, atskilt med skarpe rygger. Relieffet med rillede karre minner om et vaskebrett, og områder hvor det utvikler seg mange karrer kalles carr felt.

Takrenner og grøfter De representerer mer utvidede og dypere områder med karst-utvasking av overflaten av kalkstein, arver overflatesprekker og når dybder på opptil 5 m.

Ponori– trange hull, skrånende eller vertikale, som oppstår i skjæringspunktet mellom sprekker med videreutvikling av oppløsnings- og utlutingsprosessen. Disse kanalene fungerer som et avløp for overflatevann og leder det dypt inn i fjellkjeden.

Ris. 8.1.1. Karstlandformer: 1 – karr, 2 – trakter, 3 – felt, 4 – brønner, 5 – gruver, 6 – forsvinnende elver, 7 – synkehull, 8 – kløft, 9 – hule, 10 – dryppstein, 11 – stalagmitter, 12 - "terra rossa", 13 - grotteinnsjø

Synkehull er delt inn i:

1. overflateutvaskingstrakter (ligner et krater fra eksplosjonen av et granat eller bombe; de ​​er dannet på grunn av stein som lekkes ut fra overflaten; vanligvis i midten av et slikt krater er det en porekanal som vann strømmer ut gjennom; diameteren på kratrene er vanligvis opptil 50 m, sjelden mer, og dybden er 5-20 m );

2. synkehull (assosiert med kollapsen av hvelvet over et hulrom gravd ut av vann på en viss dybde);

3. sugetrakter (=korrosjon-suffusjon synkehull oppstår når karstkalksteiner dekkes av et lag med sandholdige sedimenter og sistnevnte vaskes inn i de underliggende karsthulene. I dette tilfellet føres sedimenter bort fra sandlaget inn i gropen og det dannes en suge- eller utvaskingstrakt).

Underfat og servanter er små, små synkehull. Hvis trakter av forskjellige genetiske typer slår sammen flere deler, da

er formet karstbasseng med en rekke fordypninger nederst. Noen ganger kan bunnen av kummene være flat.

Polia er ganske store, hundrevis av meter i diameter, uregelmessig form forsenkninger dannet ved sammenslåing av en rekke bassenger og kratere (inkludert feil).

Karst brønner og gruver– dette er kanaler som går nesten vertikalt inn i kalkmassene i titalls og hundrevis av meter med en diameter på noen få meter. De dannes ved utvasking langs sprekker, noen ganger av overflatevannstrømmer som eroderer kalkstein. Gruver vertikale hulrom med en dybde på over 20 m kalles, og mindre - brønner. Hvis gruvene er forbundet med hverandre, så vel som med subhorisontale passasjer og huler, dannes karster avgrunn når dybder på 1000 meter eller mer.

Blinde daler De er små elver som renner i karstområder, har en kilde, men som plutselig ender ved en trakt eller ponor, der alt vannet går. Noen ganger er daler halvblinde, når vannet i en elv plutselig går under jorden, og deretter, etter noen få kilometer, dukker opp igjen (funnet på Vest-Krim).

I noen områder av den europeiske sletten er det kjent innsjøer som plutselig forsvinner og deretter dukker opp igjen. Faktum er at disse innsjøene ligger i karstbassenger eller synkehull. Porene som er tilstede i dem er tilstoppet med silt og deretter gjenstår vannet i innsjøene. Men hvis en slik "plugg" vaskes ut, går vannet inn i porene og dypere inn i karsthulene.

Karst grotter oppstå på forskjellige måter: ved oppløsning, utvasking og erosjon; ved kollaps, åpning og påfølgende erosjon av tektoniske sprekker. Grunnvann strømmer gjennom sprekker eller tektoniske oppsprukkede soner, og løser gradvis opp og utvasker kalkstein eller dolomitt. Dermed dannes hulrom, ofte flere etasjer og komplekse, når individuelle store huler - "haller" - er koblet til andre smale kanaler, sprekker og ofte med bekker som renner gjennom dem. Store hulekomplekser tar lang tid å danne – titalls og hundretusener av år. Det er gjort mange viktige paleontologiske og arkeologiske funn i hulene, som gjør det mulig å datere de øvre etasjene i hulene til en eldre alder enn de nederste. Utviklingen av grotter er nært knyttet til svingninger i nivået på grunnvannsspeilet og det lokale grunnlaget for erosjon, for eksempel en elv, samt tektoniske bevegelser. Når grunnvannsspeilet synker, dreneres allerede utvunnede hulrom og prosessen med oppløsning og utvasking beveger seg til et lavere nivå. Dette kan fortsette flere ganger i samsvar med stadier av elveinnskjæring og svingninger i grunnvannstanden. I området med permafrostbergarter i huler utvikles sinterformer bestående av is.

I bunnen av huler er det ofte rødlige leireavsetninger, såkalte. "terra rossa" eller "rød jord", som er en uløselig del av karbonatbergarter, anriket på oksider av jern og aluminium. Imidlertid er det mest imponerende ved en rekke karsthuler stalaktitter og stalagmitter– bisarre sinterformasjoner som skaper det unike utseendet til grottehaller. Saken er at vannet som alltid drypper fra taket i hulene er mettet med CO2-gass, på grunn av oppløsningen av karbonatbergarter, og i tillegg er det også mettet med kalsiumbikarbonat - Ca (HCO3)2. Dette skjer gjennom reaksjonen CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2. Dette vannet, som drypper fra taket, mister en del av karbondioksidet, som et resultat av at reaksjonen skifter til venstre og bikarbonat igjen blir til CaCO3, som avsettes både på taket av hulen (dryppstein) og på bunnen (stalagmitt). Først av alt vises sagging på gulvet i hulen, som ligner på stearin som flyter fra et stearinlys. Dette er den såkalte gurs. Da dukker det opp stalagmitter med bred base, og enda senere som ligner en pinne eller søyle, på gourene.

Mye senere begynner det å danne seg staktitter på taket i hulen, veldig lik vanlige istapper. Etter en tid kan dryppsteiner og stalagmitter lukke seg sammen og da dannes det søyler med bisarre former. Det er vakre flerlags huler i Krim-fjellene, hvor de ble dannet i tykke lag av øvre jura kalkstein; i Tsjekkia, Slovenia, Ural, Kaukasus og andre steder.

Til nå har vi snakket om åpen karst. Men på mange områder, spesielt

plattformer, hvor lukket karst utvikles. Det er såkalte suffusjonstrakter (latinsk "suffosio" - graving). De oppstår når prosessen med å vaske ut karsthulrom begynner fra tykkelsen av sedimenter som ligger over karstformer. Gradvis dannes en trakt i stedet for denne tykkelsen, og enda lavere - hulrom som disse avsetningene kan falle inn i (fig. 8.1.3).

Karstformer utvikles uansett hvor karstbergarter er tilstede - kalksteiner, dolomitter, gips, anhydritter, steinsalter.

Kryogene landformer

Landskapet i permafrostsonen er preget av spesielle, unike former for lettelse, forårsaket av prosessene med gjentatt frysing og tining av laget. Det er denne omstendigheten som fører til dannelse av frostsprekker og ulike polygonale former for relieff, heving, termokarst, kurumdannelse, jordflyt, jord, slaps, etc. La oss vurdere disse formene for kryogen lindring.

1. Frostoppsprekking av bergarter er utbredt i permafrostsonen. Dannelsen av sprekker i frossen bergart skyldes fremveksten av spenninger i den under avkjøling og kompresjon. På samme måte dannes det søylesprekker i basaltiske lavaer eller sprekker i tørkende takyrer. Mekanismen er den samme. Forskjellen er at frostsprekker kan oppstå flere ganger på samme sted. I områder med et veldefinert kontinentalt eller maritimt klima ser jordsmonnet ut til å være brutt opp av systemer med vinkelrette sprekker på en slik måte at en polygonal, firkantet eller annen struktur blir godt synlig på bakken. Størrelsen på disse polygonene kan variere fra noen få titalls cm til 20-30 cm.

Dannelsen av frostsprekker fører uunngåelig til polygonale venestrukturer eller PZhS forskjellige typer. Den viktigste av dem ser ut til å være re-luke is - PZHL, mest utviklet i de nordlige områdene av permafrostsonen (fig. 1)

Ris. 1. Strukturen til iskomplekset i Kolyma-lavlandet nær Duvan Yar (kompilert under ledelse av T.N. Kaplina): 1 – isårer(gjentatte iskiler); 2 - silt med sterke bøyninger av lag ved kontakt med isårer; 3 - det samme, uten deformasjoner ved kontaktene; 4 - 6 – nedgravd silt (4), dekklag (5) og torv (6); 7 - sand; 8 - torv; 9 - smeltede isårer; 10 - rester av gammelt treverk; 11 – absolutt alder av sedimenter i henhold til radiokarbon, år

PZhL - dannes enten etter dannelsen av frosne bergarter og deretter kalles de epigenetisk, eller samtidig med dem – syngenetisk.

Epigenetisk PZHL oppstår i permafrostavsetninger over hvilke det er et aktivt lag (fig. 2, A). En frostsprekk som oppstår om vinteren fylles med vann om sommeren, når det aktive laget tiner. Den resulterende isen utvider sprekken om vinteren, den fylles igjen med vann, og hele prosessen gjentas om vinteren. Dette vil skje mange ganger, og iskilen i de frosne bergartene vil utvide seg, og isen i det aktive laget vil smelte om sommeren. Alt dette fører til dannelse av isårer, og de årlige, tynne lagene av nydannet is gjør det mulig å fastslå hvor lenge denne isåren har vokst.

Syngenetiske AFL-er vokser samtidig med sedimentering av sand- og torvavsetninger på akkumulerende relieffelementer. Hvert år hoper det seg opp nye sedimenter som gjennomgår frostsprengning og isåren ser ut til å vokse oppover, som ligner kongler som er hekket inne i hverandre (fig. 2, B). Syngenetiske PZHL er vanligvis de største og kraftigste, og når en høyde på 60 m og en bredde på 6-8 m.

Ris. 2. Skjema for epigenetisk (A) og syngenetisk (B) vekst av re-veined is (ifølge B.A. Dostovalov): I-IV – påfølgende stadier av vekst av kiler, a-d – elementære isskiler dannet årlig, Δh – tykkelse på akkumulert is 1 års lag under syngenese, h og c er høyden og bredden av elementærvenen, m er den totale bredden av kilen

Hvis isårene smelter, blir det ledige rommet fylt med forskjellige jordarter, dvs. sekundære formasjoner kalt pseudomorfoser på re-wed is. De er spesielt mye utviklet der permafrost fantes i geologisk fortid. Lignende pseudomorfoser utvikles i Sentral-Europa, Ukraina, Mongolia, Kina og andre steder (fig. 3).

Ris. 13.6.3. Pseudomorfoser på gjenvegetert is: 1 - jordvegetativt lag og humifiserte bergarter, 2 - tungt mold, 3 - sandjord, 4 - torv, 5 - sand og grus, 6 - lagdeling av steiner og små forkastninger.

Smeltingen av store iskiler med ny åre fører til fremveksten av tinebassenger, mellom hvilke reiser seg kjegleformede hauger kalt baijerakhs(Fig. 4) . Dette er bergartene som tidligere lå mellom iskilene. Høyden på baijerakhs er 2-5 meter, og hvis det er mange av dem, vises et merkelig relieff, som ligner på mange termitthauger.

I tillegg til PZHL er det såkalte opprinnelig malte årer, som oppstår når en sprekk er fylt med vannmettet jord, som renner eller smuldrer fra sprekkens vegger. Det er som om det dannes en blodåre fra berget.

Sandårer dannes på nøyaktig samme måte, bare sand blåst av vindene i et tørt, veldig kaldt klima kommer inn i frostsprekkene. I noen tilfeller dannes de sand-is årer, som er i Yakutia, i Vest-Sibir trenge dypere enn det aktive laget.

Polygonale relieffformer av permafrostsonen inkluderer, i tillegg til de som er beskrevet ovenfor, spot-medaljonger, polygonal-rulle-relieffformer: steinpolygoner og baijeraker.

Medaljongflekker varierer i størrelse fra 0,2-0,3 til 1-2 m, er avgrenset fra hverandre av frostsprekker og danner en karakteristisk overflate som ligner kjempeskjell (fig. 5).

Ris. 4. Dannelse av baijeraker: 1 – re-veined is, 2 – smelting av is og dannelse av baijeraker i form av jordkjegleformede hauger

Inntrengning av frostsprekker skjer til bunnen av det aktive laget. Når frysing begynner, som skjer raskere på sidene av sprekken, skapes overtrykk i midten av strukturen og fortsatt tint leirholdig eller sandholdig leirholdig jord kan bryte gjennom den tynne frosne overflateskorpen til det aktive laget og fylle et område i form av en flytende masse (fig. 6). Det dannes en gjørmeflekk, avgrenset av et polygonalt nettverk av sprekker (fig. 7). Denne prosessen kan gjentas mange ganger og urteaktig vegetasjon vises ofte langs kantene av medaljongflekker. Medaljongflekker danner ulike morfoskulpturer av landskap (fig. 8). Noen ganger er kanten og midtpunktet på samme nivå; i et annet tilfelle senkes grensen og midten av medaljongen heves; i den tredje heves fortauskanten og midten senkes. Alle varianter bestemmes av arten av bevegelsen til den flytende jordmassen (fig. 9).

I det aktive laget forekommer frostsortering av klastisk materiale, hvis hovedfaktorer er frostheving og dannelsen av et polygonalt system med frostsprekker. Det er mest effektivt i den øvre delen av det aktive laget, når stort steinmateriale skyves til kantene av polygonale strukturer, og midten er okkupert av fin jord. Knekking eller frysing av steinfragmenter skjer fordi frysing skjer under dem tidligere og det dannes islinser som løfter fragmentene. Om sommeren, når det aktive laget tiner, er plassen til islinsen okkupert av flytende jord, som et resultat av at fragmentet ikke kan synke igjen, og om vinteren gjentas prosessen og fragmentet stiger igjen til det når overflaten . Hauger gravd bare inn i det aktive laget buler på samme måte.

Prosessen med ujevn frysing i et polygonalt nettverk av frostsprekker fører, som allerede nevnt, til en økning i trykket inne i en enkelt polygon, under påvirkning av hvilken den flytende jorda som bryter gjennom til toppen beveger seg til sidene hvor steinene frosset ut til overflaten, som dannes steinpolygoner(fig. 10) eller steinpolygoner - områder med tynt materiale i sentrum og steinfragmenter langs kantene (fig. 11).

Ris. 6. Opplegg med vannvandring og sortering av klastisk materiale i løst fjell (t.v.)

Ris. 7. Plan for dannelse av bakkeflekker: 1 - sprekk i det sesongfrosne laget; jord: 2 – sesongfrosset, 3 – permafrost, 4 – tint.

Hele prosessen styres ved gjentatt frysing og tining av det aktive laget.

Ris. 8. Steinstrimler (a), steinringer (b), steinpolygoner (c)

Ris. 9. Grunnleggende morfologiske typer medaljongflekker: I – flate eller svakt konvekse, II – konvekse på hummock-sokler, III – flate eller konkave. 1 - leirjord eller sandjord, 2 - fuktet jord, 3 - torv

Thermokarst

En endring i det termiske regimet i overflatedelen av permafrostsonen fører til tining av individuelle deler av jorda, tining av segregering og kileis og, som en konsekvens, til innsynkning av jorda og fremveksten av spesifikke former for termokarst, negativ relieff. Dette er små fordypninger, traktformede fordypninger, avrundede bassenger, vanligvis okkupert av innsjøer eller allerede drenert og kalt Alasami i Yakutia, og i Vest-Sibir - Khasyreys. Alas kan være titalls kilometer i diameter og 30-40 m dyp, og innsjø-myravsetninger dannes i bunnen deres (fig. 1).

Thermokarst relieff er spesielt mye utviklet på alluviale akkumulerende sletter i de arktiske og subarktiske sonene, hvor tinebassengene oftest er okkupert av innsjøer, vannet der, akkumulerende varme, selv bidrar til ytterligere tining av frossen jord, opp til dannelsen av sub-innsjø blind taliks. I de sørlige regionene av permafrostsonen forsvinner manifestasjoner av moderne termokarst.

Ris. 1. Ordning med påfølgende stadier (I - IV) av utviklingen av akk relieff (ifølge P.A. Solovyov): 1 - loam i den primære forekomsten, 2 - loam og forekomster av iskomplekset, fortrengt under utviklingen av termokarst, 3 - iskompleks, 4 - sedimenter, underliggende iskomplekset, 5 - lakustrine og lakustrine-myr-avsetninger, 6 - avsetninger som utfører pseudomorfoser langs omveiet is,

7 – injeksjon og segregering av is, 8 – permafrostoverflate, 9 – primær overflate, 10 – innsjøvann

Frosne bergarter er ekstremt følsomme for enhver, selv den mest ubetydelige, teknogene forstyrrelsen av det naturlige termiske regimet.

Bygging av veier, olje- og gassrørledninger, avskoging, til og med et traktormerke fører umiddelbart til forandring termisk likevekt, økende tining og utviklingen av termokarst begynner, som er svært vanskelig å bekjempe.

Frosthevingsprosesser er assosiert med dannelse av is og en økning i volumet av stein i det aktive laget, sammensatt av fine bergarter og torvmyrer.

Individuelle flerårige heving hauger når en høyde på 15-20 m og en diameter på opptil 100 m, men oftere mindre.

Segregasjonsheving hauger kan være sesongmessige eller flerårige. De dannes når fuktighet strømmer mot den frysende fronten, og danner schlere av is, noe som får volumet til å øke og overflaten til å stige. Denne prosessen kan skje årlig. Om vinteren blåses snø bort fra den flerårige hevende haugen som har oppstått, noe som forårsaker en økning i frysedybden og "ytterligere" vandring av fuktighet, noe som fører til intensiv isdannelse og følgelig vekst av haugen. En slik prosess kan fortsette i hundrevis av år, og deretter "dør" den svulmende haugen, som det var, og går over i en relikttilstand.

Flerårige injeksjonshauger av heving eller bulgunnyakh (pingo) oppstår på grunn av frysing av taliks, som ofte er plassert under innsjøer og oksebuesjøer i elver, spesielt etter drenering av termokarstsjøer, dessverre, osv. Når en termokarstsjø er drenert , begynner de tinte steinene under å fryse og økende trykk presser den tinte jorda oppover, og løfter den frosne skorpen som er dannet over den. En svulmende haug dannes, som deretter vokser, fordi tint jord fryser mer og mer på grunn av frigjøring av segregert is. Og til slutt, i stedet for en talik, dannes en islinse, plassert inne i en haug eller bulgunnyakh. Størrelsene på bulgunnyakhs når opp til 200 m i diameter og 30-60 m i høyden (fig. 2).

Hydrolakkolitter dannes ved inntrengning av trykksupra-permafrost- og sub-permafrostvann i tint jord på steder der grunnvann slippes ut, og under frysing dannes det også en islinse som ligger i samsvar med vertsbergartene, som reiser seg over isen for å danne hauger.

Ulike hivprosesser i overflatedelen av permafrostsonen er ekstremt utbredt og har ulike former for manifestasjoner.

Heving strukturer skaper store vanskeligheter under bygging i områder der permafrost forekommer.

Ris. 2. Bulgunyakh-seksjonen. Leno-Amga interfluve. Sentral Yakutia (ifølge P.A. Solovyov): 1 - sandholdig leirjord, 2 - leirjord, 3 - sand, 4 - is, 5 - øvre grense for frosne bergarter, 6 - kjernegrense med frigjøring av en linse av ren is, 7 - akvifertrykk

Ris. 3. Utsnitt av en hivehaug i elvedalen. Khantaiki (ifølge G.S. Konstantinova): 1 – isschlierens opptil 20 – 25 cm tykk, 2 – torv, 3 – leirjord, 4 – leire, 5 – sand, 6 – øvre overflate av permafrost

Naledi. Om vinteren, i områder med permafrost, fryser mange elver til bunnen enkelte steder. Vannet som fortsatt er i visse deler av kanalen og i elvealluviumet søker en vei ut og bryter ut på isen og sprer seg over den i et tynt lag. Dette kan gjentas mange ganger, og til slutt dannes det en tykkelse av is, med en tykkelse på noen få meter og et område på titalls og hundrevis av km2. Flok av elvevann slutter å vokse innen januar, og vannmasser av grunnvann, interpermafrost og subpermafrostvann vokser til våren og har ikke tid til å smelte om sommeren, og danner store ismasser - Taryn. De største aufeesene er kjent i Momo-Selennyakh-depresjonen, i området av Chersky-ryggen, for eksempel Momsky Ulakhan-Taryn, med et område på mer enn 100 km2 og en tykkelse på opptil 6 m de naturlige banene for vannbevegelse blir forstyrret, da vil det dukke opp aufees der det ikke fantes før. Det var også mulig å forstyrre bygging av broer, veier osv. Derfor iverksettes spesielle anti-istiltak.

Dermed er det aufeis av elve-, supra-permafrost- og sub-permafrostvann. Noen ganger kan vann ikke stige til overflaten av ulike årsaker, for eksempel hvis det kommer inn i rommet mellom permafrostbergarter og frosne sesongmessig tinte lag. Så fryser den og blir til en islinse, som øker i volum og løfter taket og danner seg hydrolaccolitt eller underjordisk is. Slike aufees kan være årlige eller flerårige, spesielt der det er kontinuerlig utslipp av grunnvann. Tykkelsen på iskjernen kan i dette tilfellet nå 10 m Men den ligger vanligvis grunt, bare 2-3 m fra overflaten.

Kryogene landformer assosiert med gravitasjonsprosesser. Tyngdekraftsprosesser i skråninger, spesielt bratte, under forhold med sesongmessig tining av dekkeformasjoner fører til utvikling av solfluksjon, kurum og jordskred.

Solifluction(latinsk "solum" - jord, "fluxus" - strømning) er den langsomme viskoplastiske strømmen av løse sedimenter som oppstår om sommeren over taket av permafrost. Intensiteten av solfluksjonsutvikling er direkte relatert til brattheten i bakkene, fordi Når brattheten i bakkene øker, blir strømmen sterkere (fig. 1).

Ris. 1 Skjema for bevegelse av partikler og rusk i det aktive laget i skråningen - prosessen med solifluction: 1 - aktivt lag; 2 – permafrost

Prosessen med solifluction avhenger av dybden av sesongmessig tining av bergarter, hellingen av relieffet, arten av torven og sammensetningen av sedimenter. Oftest er tining, siltig leir og sandholdig leir og schlieren isinnhold utsatt for viskoplastisk glidning. Når integumentær solifluction, jordflyt skjer sakte og jevnt i skråninger med en bratthet på mindre enn 15°. Det er ingen sintringsformer.

Differensiell solifluksjon vises i bakkene i form av terrasser, sklier, tunger, striper og andre former. Dette skjer fordi hastigheten på jordforskyvningen på forskjellige steder er forskjellig (fig. 2).

Ris. 2. Solifluction-slamskred: 1 – fin jord, 2 – steinfragmenter som "flyter" langs skråningen, 3 – aktivt lag av substratet, 4 – leirholdig stein

Rask solifluction eller flåter forekomme i skråninger opp til 25°, når ismettede jordarter og steiner tiner. Dette skjer vanligvis på begynnelsen av sommeren, i perioden med rask tining av jorda. Bevegelseshastigheten til slike drifter når flere meter per minutt.

Kurumer, steinfelt, elver eller bekker består vanligvis av knust steinblokkmateriale av bergarter og er utviklet i skråninger opp til 40°. Prosessene med kurumdannelse er forårsaket av sesongmessige og daglige temperatursvingninger, som enten utvider eller trekker sammen størrelsen på fragmentene, og fremmer derved den gradvise bevegelsen av blokker nedover skråningen. Steinfragmenter fryses gradvis ut av finjordsmateriale, hvis strømning ved tining også beveger seg nedover og danner store felt eller bekker. De lar vann passere godt gjennom, og om våren dannes det røyeis under dem i fortsatt avkjølte bergarter. I løpet av de varme sommermånedene kan den smelte og vannlogge tynne spredte bergarter, som sakte begynner å gli nedover skråningen og bære med seg rusk. Kurumer beveger seg nedover med en hastighet på bare noen få cm per år. I prinsippet er kurumer nært knyttet til solifluksjonsprosesser.

Økonomisk aktivitet i permafrostsonen. Permafrostsonen okkuperer mer enn halvparten av Russlands territorium og er nettopp på steder rike på mineraler - olje, gass, kull og forskjellige malmer. Utviklingen av disse territoriene er av enorm betydning for landet vårt.

Områdene der permafrost forekommer er svært følsomme for eventuelle naturlige eller menneskeskapte inngrep. Det høye isinnholdet i permafrost og den termiske likevekten, klar til å skifte fra de minste endringer, bestemmer permafrostens ustabile oppførsel. Enhver økning i temperaturen øker umiddelbart dybden av sesongmessig tining, isen blir til vann, som renner bort, jorda blir komprimert og avtar. Dette fenomenet, kalt termokarst, følger med bygging utført uten å ta hensyn til reglene for permafrost. Og de består for det første i å opprettholde den frosne tilstanden til jorden. Det følger at under hver bygning skal det være en ventilert undergrunn, og pælene den står på må slås ned i frosne steiner under laget med sesongopptining (fig. 1).

Ved å bevare permafrosten uten å forstyrre deres termiske likevekt, er det mulig å forhindre termisk setning av jorda, og deretter av strukturen, som ganske enkelt kan kollapse etter en tid. For å forhindre at den begynner å smelte, blir jorden noen ganger til og med spesialfryst ved hjelp av et kjølesystem.

Ris. 1. Bygging i permafrostsonen. Husene står på betongpeler drevet inn i permafrost, under det aktive laget: 1 - hull for luftsirkulasjon, 2 - aktivt lag, 3 - permafrost

Pelefundamenter er nå hovedmetoden for konstruksjon i permafrostsonen, selv om de også bygges på fylljord. Byer som ligger i permafrostsonen inkluderer Yakutsk, Norilsk, Bilibino kjernekraftverk, Anadyr og andre byer. På et tidspunkt ble pelfundamentet først testet under byggingen av Yakut Central Thermal Power Plant, et anlegg som genererer en stor mengde varme. Hennes ventilerte undergrunn når nesten 2 meter. Denne strukturen ble bygget i 1937 og har fungert uten deformasjon siden den gang.

Spesielt vanskelig er installasjonen av verktøy i kryolitozonen - varmerørledninger, kloakk og vanlig vannforsyning. Dette må vi ha i bakhodet.

Det har permafrostbergartene som det bygges på ulike egenskaper, som må tas hensyn til. Vitenskapen om frossen jord er ekstremt kompleks, interessant og nødvendig. Selv en standard 6 m høy søyle kan ikke graves ned i et tint lag uten at den buler ut av dette laget etter en tid, akkurat som steiner buler ut av den. Og det stiger fordi det blir gravd inn i det aktive laget, når laget begynner å fryse fra overflaten, med en økning i volumet av det vannmettede laget, vil det trekkes litt opp av jorda som er frosset til det.

Naturligvis dannes det et hulrom under søylen, som umiddelbart fylles med flytende jord, som deretter også fryser og øker volumet. Og dette gjentas fra år til år, flere cm av gangen, og til slutt vil søylen kollapse, bli helt bulet ut av bakken (fig. 2).

Ris. 2. Diagram som viser de påfølgende stadiene (I - IV) av utbuling av en søyle fra et lag med sommertøende jord sammensatt av våte løse bergarter: 1 - tint del av det sesongmessig tinte laget; 2 - permafrost tykkelse; 3 - frossen del av sommerens tinelag; 4 - hulrom under den smeltede søylen, fylt med flytende jord; 5 - det samme, fylt med frossen isete jord; 6 – det samme, fylt med komprimert jord

Generelt er jordheving i området for utvikling av permafrost en katastrofe som forårsaker enorm skade på hele økonomien i nord. Deformerte voller av jernbaner og motorveier, gass- og oljerørledninger, flyplasser, kabelkommunikasjonslinjer, vann- og varmerørledninger og mange andre strukturer opplever ujevn jordheving.

Enorme problemer oppstår med utgraving av gruvedrift og gruver i kullførende områder, for eksempel i Vorkuta, hvor alle underjordiske strukturer er varmekilder, og temperaturen på permafrost er omtrent 0°C.

De pågående endringene i klima og naturmiljø under påvirkning av menneskeskapt menneskelig aktivitet og påfølgende naturlige årsaker kan forårsake mye trøbbel for fremtidige generasjoner i områder der permafrost forekommer.

Grunnleggende begreper om permafrost, fordeling, tykkelse, typer underjordisk is, forekomst av permafrostsonen.

I områder med kaldt og moderat kaldt skarpt kontinentalt klima er overflatelagene av jord og jord utsatt for frysing om vinteren og tining i sommermånedene. Sesongmessig frossen jord vises. Visse mønstre for frysing og tining er identifisert, temperaturforholdene til disse prosessene er etablert, oppførselen til jord og jord i perioder med tining og frysing, og påvirkningen av jordsammensetning og deres fuktighet på disse prosessene er blitt karakterisert. Topplaget, utsatt for periodisk frysing og tining, er preget av betydelig dynamikk og kalles det aktive laget. Under dette laget, i store områder av Sibir, Alaska og Canada, er det permafrostbergarter. I Russland okkuperer de omtrent 60 % av området. Distribusjonssonen for permafrostbergarter kalles den frosne sonen til litosfæren, eller kryolitozon.

Kryolitozonen består av frosne, frostige og kjølte steiner. Frossen refererer til bergarter som inneholder is og er preget av negative temperaturer. Frosne bergarter skiller seg fra frosne bergarter ved at de mangler vann og is. Slike bergarter er oftest representert av magmatiske og metamorfe varianter, samt tørr sand og småstein.

Avkjølte bergarter har også en temperatur under 0°C og er mettet med mineralisert saltvann - kryopegger(Gresk "krios" - kaldt, "pegi" - salt vann).

Spredning. Permafrostsonen i en bred ring dekker rommet rundt Polhavet og okkuperer generelt omtrent 25 % av hele landområdet (fig. 1) og 64 % av Russlands territorium. Permafrostbergarter finnes i form av "øyer" og i toppområdene til høye fjellkjeder i Alpene, Kaukasus, Tien Shan og Pamirs, Himalaya og andre steder, og okkuperer totalt 3 millioner km 2.

Et stort område med alpin permafrost (2 millioner km 2) dekker Tien Shan, Pamir og Himalaya, og når 27° N i sør. Takket være de harde vintrene i Russland fryser nesten hele det øverste laget av jordskorpen utenfor permafrostsonen til noen få meters dybde. Om sommeren tiner det, og om vinteren blir det frosset igjen.

Fordelingen av permafrostsonen er slik at den i de sørlige regionene ligger som separate øyer blant tinte bergarter. De frosne steinene er 10-25 m tykke og forekommer i form av linser. I nord er det en sone med ikke-kontinuerlige frosne bergarter opp til 100 m tykke, der det er mye taliks- områder med ufrosne steiner. Mot nord opptar vanligvis permafrostsonen hele rommet, og tykkelsen øker til 1000-1500 m.

Tykkelsen av "permafrost" varierer over et veldig bredt område fra de første meterne langs den sørlige kanten av utbredelsen, til 1000 m og til og med 1500 m.

Opprinnelsen til permafrostsonen

Det er ingen tvil om at fremveksten av permafrostsonen på den nordlige halvkule som helhet er assosiert med gjentatte istider som dekket store områder de siste 2 millioner årene. Kryolitozonen dannes ikke bare i verdensrommet, men også i tid. Fra tidligere kapitler er det kjent at frysing av den øvre delen av jordskorpen skjedde mer enn én gang i geologisk historie. Men så tint selvfølgelig steinene, noen steder beholdt de bare vage spor av tidligere frysing.

Innenfor Russland er det slått fast at for cirka 2 millioner år siden, dvs. i slutten av Pliocen eksisterte kryolitozonen allerede innenfor de nye sibiriske øyene, Yana-Indigirka og Kolyma lavlandet. Men i visse øyeblikk i den påfølgende geologiske historien forsvant den og dukket opp igjen. Etter å ha oppstått et sted for rundt 650 000 år siden, var den allerede bevart, pga Istidene fulgte etter hverandre.

Det ser ut til at der det var kraftigere isbreer og der de vedvarte lengst, skulle den maksimale tykkelsen på permafrostsonen forventes der. Bildet er imidlertid mer komplekst. Akkurat på de stedene hvor det var isbreer, var tykkelsen på permafrostsonen mindre enn på de stedene hvor det ikke var is. Der, under strenge vinterforhold, frøs steiner til store dyp, alt annet likt. I en reliktstat er "permafrost" nå lokalisert under bunnen av sokkelen på de nordlige kystene av Russland, til tross for den kontroversielle eksistensen av den panarktiske isen innenfor deres grenser. Hvis hyllene ikke var dekket med is, skulle de under forholdene med et sterkt fall i havnivået under den siste istiden ha frosset til store dyp.

Ris. 1. Geokryologisk kart Nordlige halvkule. Permafrostsone: 1 – kontinuerlig, 2 – diskontinuerlig, 3 – øy

Dermed begynte områder med kontinuerlig "permafrost" å dukke opp på slutten av Pliocen - for 2 millioner år siden, men den kontinuerlige permafrostsonen, som ikke forsvant senere, ble dannet for rundt 650 000 år siden, dvs. i tidlig pleistocen innenfor den nordlige sibirske plattformen. I de flate områdene på kontinentene er fordelingen av permafrostsonen assosiert med bredde sonalitet, fordi mengden solstråling blir mindre mot nord, gjennomsnittlige årlige temperaturer synker, albedo– reflektivitet av jordens overflate på grunn av langsiktig bevaring av snødekke. Et snøfelt reflekterer opptil 90 % av solinnstrålingen, mens et brøytet felt bare reflekterer 7-8 %. I fjellområder observeres geokryologisk sonering i høye høyder. Det er mulig at i Pamir-fjellene og Himalaya øker tykkelsen på permafrostsonen til 3000 m. Tykkelsen på permafrostsonen avhenger av mange faktorer: breddegrad, landskap, relieff, geologisk struktur, struktur og varmestrøm. For eksempel, på det gamle Anabar-massivet til den sibirske plattformen overstiger tykkelsen av permafrostsonen 1000 m, varmestrømmen i prekambriske strukturer er lav - 15-25 mW/m2 og den geotermiske gradienten er veldig liten. Samtidig er den yngre, epipaleozoiske vestsibirske platen preget av en høyere varmestrøm - opptil 50 mW/m2 og en geotermisk gradient på opptil 5 ° C per 100 m Derfor, på samme breddegrader, er tykkelsen på permafrostsonen i Vest-Sibir er 2-3 ganger mindre og varierer fra 300 til 400 m.

Strukturen til kryolitozonen. Innenfor permafrostsonen ligger toppen av permafrost alltid på en viss dybde, som bestemmes av tykkelsen på laget som tiner om sommeren. Dette laget kalles sesongmessig tint det fryser helt. I permafrostsonen og på taliker om vinteren dannes det et sesongfrosset lag som er underlagt ufrosne eller tinte bergarter. Om sommeren tiner dette laget helt.

Dybden av frysing eller tining er viktig og avhenger av mengden solstråling som kommer inn i et gitt område sommer og vinter. I de sørlige regionene i Vest-Transbaikalia kan tining om sommeren nå 4-6 meter, men i nærheten, avhengig av relieff og landskap, overstiger den for eksempel ikke 0,5 m i nord, for eksempel på Franz Josef Land, bare 10 -20 cm tiner i sommerjord. I permafrostsonen er det alltid områder hvor det sesongmessig tinte laget ikke fryser helt om vinteren og områder hvor det sesongfrosne laget ikke tiner helt om sommeren. Tining av steiner begynner umiddelbart etter at snøen smelter og hastigheten kan nå flere titalls cm per måned. Selv over et lite, tilsynelatende klimatisk homogent område, skjer sommeropptining til forskjellige dyp og med ulik hastighet. Alt avhenger av spesifikke geologiske og geomorfologiske trekk, skråningseksponering, skogdekke, etc. Sesongmessige tinelag kan fryse ikke bare ovenfra, men også nedenfra, fra siden av permafrost.

Det sesongmessige fryse- og tinelaget er ekstremt viktig for konstruksjon, fordi... Det er dens kraft som bestemmer forholdene der fundamentene til bygninger legges, peler blir drevet osv. Derfor utarbeides det detaljerte kart over sesongmessig tint og sesongmessig frosne områder, hvor fasetransformasjoner av vann skjer knyttet til absorpsjon eller frigjøring av varme. Et lag med sesongmessige endringer i den termiske tilstanden til bergarter reagerer veldig raskt på ethvert teknologisk inngrep, og det kan utvikles negative prosesser som da er vanskelige å eliminere.

I ulike geologiske regioner kan strukturen til permafrostsonen variere. Noen steder utvikles kun frosne bergarter. I andre områder, for eksempel på eldgamle plattformer, hvor det sedimentære dekket dekker den metamorfe kjelleren, er den første representert av frosne bergarter, og den andre av frosne bergarter. På kysten av havet i Polhavet ligger avkjølte bergarter med kryopegger under frosne bergarter, og overgangen mellom dem er gradvis. Det øvre laget av frosne bergarter er yngre enn det nedre laget.

Typer underjordisk is. Frosne bergarter er preget av forskjellig innhold av underjordisk is og arten av dens utbredelse i bergartene. Konstitusjonell is finnes i enhver permafrost. Hvis bergarten har høy luftfuktighet, holder vannet, som fryser og blir til is, og sementerer kornene eller deres klynger. Slik is-sement mest utviklet. Is, som sementerer spredte bergarter, øker deres styrke. Konsept isinnhold i stein karakteriserer mengden is som finnes i den. Hvis steinen er sterk, steinete, fyller isen alt i den mulige porer og sprekker som dannet seg naturlig før fjellet begynte å fryse.

Hvis leirholdige bergarter begynner å fryse, migrerer fuktigheten i dem til frysefronten, hvor lag dannes - schliers is av varierende tykkelse fra fraksjoner av en cm til 0,5 m Slike bergarter er preget av mye større isinnhold, og is-schlierener danner forskjellige kryogene teksturer - retikulære, lagdelte, linseformete, ataksiske, porfyrtiske, etc. Bergarter som inneholder is-schlieren mister. deres økte styrke og gi betydelig oppgjør.

Isinnholdet øker vanligvis i steiner oppover seksjonen og avtar med dybden. Hvis vann trenger inn i frosne bergarter fra taliks eller trykk sub-permafrostvann, vises injeksjonsis, hvis tykkelse og lengde når mange titalls meter.

I randområdene av fjelldal og dekkbreer, når de smelter og trekker seg tilbake, dekkes individuelle ismasser med morene og skred, og deretter en nedgravd is, som ikke smelter i lang tid.

Hvis bergarten ble dannet før frysingen begynte, da epigenetisk is, og hvis frysing skjer samtidig med dannelsen av stein, er det karakterisert syngenetisk is. Forskjellige typer luke is på nytt knyttet til disse prosessene og vil bli diskutert nedenfor.

Ganske sjeldne, men de forekommer hule is , ligger i dype grotter, for eksempel i Kungur-ishulen i Ural.

Grunnvann i permafrostsonen. Dannelsen av permafrostbergarter, som er akvikluder, endret i stor grad forholdene for vannutveksling mellom atmosfærisk og grunnvann i permafrostsonen. Det meste av det ferske grunnvannet i permafrostsonen er begrenset til taliks.

Talikami eller tinte soner kalles lag av smeltede bergarter som utvikler seg fra jordoverflaten eller under reservoarer og elver og som kontinuerlig eksisterer i mer enn ti år. Hvis taliks er underlagt av frosne steiner nedenfra, kalles de supra-permafrost eller ikke-gjennom, og hvis taliks bare er innrammet på sidene av frosne steiner, som vegger, kalles de ende til ende. Taliks kan også være det interpermafrost Og intrapermafrost i form av linser av "tunneler", "rør", avgrenset på alle sider av frosne steiner.

Grunnvann i permafrostsonen i forhold til frosne bergarter - kryogene aquitarder er delt inn i: 1) supra-permafrost; 2) interpermafrost; 3) intrapermafrost og 4) subpermafrostvann.

1. Supra-permafrost grunnvann deles inn i midlertidig vann i det aktive laget Og permanent vann av ikke-gjennomgående taliker.

Midlertidige vann eksisterer bare om sommeren, og deres dybde overstiger ikke toppen av de frosne steinene. Vann er viktig for prosessene med solfluksjon, dannelse av kurumer, gjørmeskred og steinheving. Permanente farvann er assosiert med ikke-gjennomgående taliker over taket av frosne bergarter, og de er ansvarlige for dannelsen av hydrolaccolitter, hevende hauger og isdemninger.

2. Inter-permafrostvann er vanligvis plassert mellom to lag med frosne bergarter, for eksempel mellom holocen øvre og relikt, sen miocen, nedre. Disse farvannene er oftest ikke dynamisk aktive.

3. Intra-permafrostvann, som navnet antyder, eksisterer innenfor tykkelsen av frosne bergarter og er lokalisert i lukkede volumer, begrenset til taliks i karstkalksteiner.

4. Sub-permafrostvann sirkulerer nær bunnen av permafrosten, har positive temperaturer, er noen ganger svakt eller sterkt mineralisert og kan være trykk eller ikke-trykk, samt kontakter med frossen stein eller ikke-kontaktende, dvs. atskilt av et lag med tint stein fra frosne.

KURSARBEID

Karst og karstavsetninger

merknad

Arbeidet er viet problemstillinger knyttet til karst og karstforekomster. Det avslører konseptet karst. De viktigste formene for karstrelieff, dannelsesfaktorer, årsaker til akkumulering av mineralstoffer og deres kilder er beskrevet. Klassifiseringen og metodene for å studere karst er skissert. Mineralene til karstfacies er vurdert.

Introduksjon

Kapittel 1. Generell informasjon

1.1 Begrepet karst

1.2 Karstformer

1.3 Klassifisering av karst og spørsmålet om soneinndelingen

1.4 Karst forskningsmetodikk

Kapittel 2. Faktorer ved karstdannelse

2.1 Kjemisk sammensetning av bergarter

2.2 Bergstruktur

2.3 Bergbrudd

2.4 Tektoniske strukturer og tykkelse på karstbergarter

2.5 Overdekning og terreng

2.6 Topografisk overflatehellings bratthet

2.7 Tyngdekraften

2.8 Underjordiske elver

Kapittel 3. Årsaker til akkumulering av mineraler i karstfacies

Kapittel 4. Materiekilder i karstforekomster

Kapittel 5. Mineraler i karstfacies-området

5.1 Typer mineraler

5.2 Malmmineraler

5.3 Ikke-metalliske mineraler

Konklusjon

Bibliografi

Introduksjon

Temaet for dette kursarbeid er karst. Jeg tror at enhver geolog bør vite om karst, siden i studiet av karst (karstvitenskap) forskjellige vitenskapelige retninger. De mest representerte er geografiske og geomorfologiske. Samtidig er karst et resultat av visse transformasjoner av bergarter. Under disse prosessene ødelegges steindannende mineraler, stoffer transporteres og nye formasjoner akkumuleres. Følgelig er det i læren om karst en rekke problemer løst av geologiske vitenskaper. En diskusjon av disse problemene basert på omfattende faktamateriale er av vitenskapelig og praktisk interesse. Karst påvirker også i betydelig grad territoriets landskapstrekk, dets topografi, avrenning, grunnvann, elver og innsjøer, jord- og vegetasjonsdekke og befolkningens økonomiske aktiviteter. . I karstområdene er det fantastiske underjordiske hulepalasser, rikt dekorert av naturen.

Utvid begrepet karst

Beskriv de viktigste underjordiske og overflatekarstlandformene

Karakteriser faktorene som påvirker utviklingen av karstprosessen og dannelsen av karstlandformer

Finn årsakene til akkumulering av mineraler i karstformer.

Å studere kildene til materie i karstavsetninger

Beskriv mineralene i karstfacies-området

Kapittel 1.Generell informasjon

Karst konsept

Karstprosessen er en langsiktig prosess med oppløsning og utvasking av oppsprukket løselig bergarter av grunn- og overflatevann. Som et resultat av aktiviteten til karstprosesser oppstår de som negative former relieff på jordoverflaten, samt ulike hulrom, kanaler, grotter eller huler i dypet. Begrepet "karst" kommer fra en korrupsjon av det østerrikske navnet på Karst-platået i Slovenia, hvor disse fenomenene er uttalt og godt studert av europeiske forskere. Karst-fenomener er ekstremt utbredt. Ifølge geologiske forhold har omtrent en tredjedel av klodens landareal potensiale for utvikling.

Det er flere forhold som er nødvendige for utviklingen av karstfenomener.

For det første er dette tilstedeværelsen av bergarter som er løselige i naturlig vann, permeable for vann på grunn av brudd eller porøsitet.

For det andre, tilstedeværelsen av et løsningsmiddel, dvs. vann som er aggressivt mot stein.

For det tredje er tilstedeværelsen av forhold som sikrer vannutveksling utstrømningen av vann mettet med et oppløst stoff og en konstant tilstrømning av ferskt løsemiddel. Hvis den første tilstanden er bestemt av områdets geologiske struktur, så er den andre og delvis den tredje nært knyttet til den fysisk-geografiske situasjonen, den andre til jord-vegetasjonsdekket og klimaet, den tredje til geomorfologiske og hydrologiske forhold i tillegg til den geologiske strukturen og hydrogeologiske trekk.

Karstbergarter er typisk mono- og biminerale bergarter - steinsalt, gips, anhydritt, kritt, kalkstein, dolomitt, kalkstein - dolomittbergarter, varianter av marmor, magnolitt, karbonatitt. Den ledende rollen i denne listen spilles av karbonatbergarter, både på grunn av deres brede fordeling (omtrent 15 % av landarealet) og på grunn av kontrasten i sammensetningen mellom dem og løse sedimenter, som forårsaker sideinteraksjoner som fører til ytterligere karstifisering.

Begrepet oppløsning (løselighet) refererer til kjemiske forbindelser, inkludert mineraler. Det er to typer oppløsning av et stoff - kongruent, når alle komponentene overføres til løsning, og reaksjonen er reversibel, og inkongruent, når ikke alle komponentene i stoffet går i løsning. I dette tilfellet forblir en fast fase og reaksjonen er irreversibel. Begge typer oppløsning forekommer i hypergenese-sonen, men kongruent oppløsning er karakteristisk for karstifisering, og inkongruent oppløsning er karakteristisk for skorpedannelse og utlekkingsmetasomatisme.

Det skilles mellom åpen eller bar karst, når løselige bergarter kommer til overflaten, og lukkede karst, når de ligger dypt under jorden og er dekket fra overflaten av lag med uløselige bergarter.

Overflatekarstformer inkluderer groper, ponorer, karstnisjer, trakter, bassenger og felt, samt brønner og avgrunner.

Underjordiske karstformer er representert av huler og kanaler.

Karst-prosesser skaper ikke bare visse former for lindring, men deltar også i dannelsen av særegne forekomster. På overflaten og i bunnen av karst-relieffformer er det restformasjoner fra oppløsning - dette er et ikke-karbonat, hovedsakelig aluminosilikatmateriale som gjenstår etter oppløsning. Det kalles terra rossa (rød jord) På overflaten og i hulene er det skredansamlinger - produkter av kollapsen av buene til karsthulene eller fra blokker som ruller nedover bakkene til karstdaler og kratere. Grottene inneholder særegne alluviale sedimenter dannet av underjordiske elver. Det er også travertiner - sinterformer av kalkholdig tuff, samt særegne sinterformer - stalaktitter, som vokser fra taket av hulen og nedover. Deres tynne vev kalles ofte dryppsteinsgardiner. Stalagmitter vokser opp fra bunnen av hulene.

Karst former

Landformer dannet som et resultat av karstprosessen er delt inn i overflate og underjordisk.

overflateformer av karst

Overflatekarstformer inkluderer karre, renner og grøfter, trakter, tallerkener og fordypninger, bassenger, åkre og utspring.

I henhold til deres genetiske opprinnelse bør karre skilles ut i former som oppsto på den nakne overflaten av løselig bergart, og former som dannet seg under jord- og vegetasjonsdekke med påfølgende fjerning. Straffer av den andre typen finnes i mange land i verden.

Morfologisk er steinbrudd delt inn i rillede, vegg-, hull-, rørformede (i form av rørformede sylindriske fordypninger i gips) steiner, steinbrudd i form av spor, riller, meander og sprekker. En annen type er identifisert - strukturelle steinbrudd i en bratt kalksteinskråning er det utviklet steinbrudd i kjemisk relativt ren kalkstein, adskilt av smale rygger som tilsvarer svært kiselholdige lag.

I henhold til deres opprinnelse er spor- og sprekkbrudd spesielt utmerkede. Rillede steinbrudd dannes kun under påvirkning av atmosfærisk nedbør, som et resultat av de tre første fasene av kalksteinsoppløsning, uten deltakelse fra den fjerde fasen, mens andre typer steinbrudd dannes under påvirkning av alle faser av oppløsning: deres dannelse involverer også vann anriket med biogent karbondioksid på grunn av kontakt av atmosfærisk nedbør og smeltevann med jord og vegetasjonsdekke.

(Figur 1) rillede bærer

Fissure karries skiller seg fra andre i måten de fjerner oppløst stoff. Hvis det i de fleste andre typer karres utføres ved overflateavrenning, deltar også fjerning av oppløste stoffer via underjordisk rute gjennom sprekker under dannelsen av sprekker.

Karstgrøfter og grøfter (dypere og alltid med bratte sider) utvikles langs åpne tektoniske sprekker (ofte som et resultat av lossing i bratte skråninger) eller langs skråningens innsynkningssprekker, eller «side thrust»-sprekker. De strekker seg i titalls og hundrevis av meter, og noen ganger flere kilometer, og når forskjellige bredder og dybder. De er lukket i endene og kan ha mange fordypninger i bunnen. Rettlinjede grøfter i kalkstein, utviklet langs vertikale tektoniske sprekker, 2 ~ 4 m brede og opptil 5 m dype i Jugoslavia kalles bogaz.

Det er tre genetiske hovedtyper blant synkehull:

Overflateutvaskingstrakter, eller rene korrosjonstrakter. De dannes på grunn av fjerning av stein som er utlutet på overflaten gjennom underjordiske kanaler i oppløst tilstand.

Mislykkede trakter, eller gravitasjonelle. Dannet ved kollapsen av taket til et underjordisk hulrom, som oppsto på grunn av utvasking av karstbergarter i dybden og fjerning av stoffer i oppløst tilstand

Sugetrakter, eller korrosjonssufusjonstrakter. De dannes ved vasking og innsynkning av løse dekkeavsetninger i brønner og hulrom i karstingkjelleren, bærer partikler inn i underjordiske kanaler og fjerner dem gjennom dem i en agitert og suspendert tilstand.

(Figur 2)karst synkehull.

Tallerkener og fordypninger er vagt definerte små trakter.

Bassenger. Trakter av alle genetiske typer, smelter sammen med kantene, danner doble, trippel og mer komplekse bad og bassenger. Det er to hovedtyper av bassenger - komplekse, som er dannet ved sammenslåing av flere store kratere og har fordypninger i bunnen, og flatbunnede bassenger. Følgende genetiske typer bassenger skilles ut: overflateutvasking, svikt, sug og de som skapes i kombinasjon med andre prosesser, for eksempel erosjon. Store overflateutvaskingsbassenger dannes ofte på grunn av den korrosive virkningen av smeltevann fra snø og firneflekker. Mange av disse bassengene er en arv fra de periglaciale forholdene fra siste istid.

Polje er en enorm lukket forsenkning med bratte sider, en flat bunn, som har nådd et midlertidig eller permanent begrensende nivå av karstisering, med karst-type hydrografi.

Polje oppstår som følge av utbygging og sammenkobling av karstbassenger dannet fra sammenslåtte synkehull.

Etter deres opprinnelse, inntil nylig, ble felt delt inn i: 1) tektoniske, 2) dannet ved underjordisk mekanisk fjerning av uløselig bergart som ligger mellom karstkalksteiner eller i kontakt med dem, 3) dannet ved sammenslåing av en gruppe tilstøtende kratere og bassenger (rygger) under deres vekst i horisontal retning, 4) svikt.

Store bassenger av rent tektonisk opprinnelse (grabener, synklinale kummer) kan ikke regnes som felt. Når felt dannes, er det nødvendig med utvasking og fjerning av løst materiale gjennom underjordiske kanaler. Derfor bør den første gruppen inkludere tektonisk-korrosiv og tektonisk-korrosjon-erosiv. Denne gruppen inkluderer feltene i Jugoslavia. Felter av den tredje typen er vanligvis små, uregelmessig flikete i plan. De er karakteristiske ikke bare for karbonat, men også for gipskarst, og finnes selv under plattformforhold.

Resten av karst er et modent stadium av disseksjon av et oppløftet, flatt toppet kalksteinsmassiv. Brattheten i skråningene til restene skyldes den vertikale oppsprekkingen av kalksteinene og svekkelsen av skråningsstrømmen på grunn av deres vanngjennomtrengelighet. Veldig viktig har kalkstein som kollapser langs sprekker på grunn av undergraving av restene nedenfra av vann som oversvømmer slettene ved bunnen, eller av grunnvann som ligger ved bunnoverflaten. På grunn av dette utvikles korrosjonsnisjer i horisontal retning ved bunnen av restene. Erosjonen av restene nedenfra ved sidekorrosjon av overflatevann forenkles ved akkumulering av vannbestandige sedimentære leire på grunnflaten. Fordelingen av reliktrestkarst er i samsvar med forskyvningen av ekvator i løpet av jordens geologiske historie. Siden fuktige tropiske klimatiske forhold har eksistert på lave breddegrader i mer enn en geologisk periode, kan den gjenværende karst som er utbredt der, betraktes som ikke bare moderne, men også gammel.

Overgangen fra overflateformer til grotter av grotte er representert av baldakiner og nisjer. De er ofte interessante fra et arkeologisk synspunkt. Ofte er dette overflateformasjoner som oppsto på grunn av mer intens utvasking av individuelle lag eller lagpakker av vann som strømmer ned en klippe, med et høyt nivå av biokjemisk forvitring (under påvirkning av lavere planter som setter seg på periodisk fuktede overflater). I elvedaler og på strender spiller elve- og sjøvann hovedrollen i overflateutvaskingen. På havstrender den oppløsende effekten av sjøvann er kombinert med slitasje.

I prosessen med dannelse av dypere nisjer blir korrosjon på grunn av vann som siver gjennom sprekker i fjellet, og i tillegg kollapsen av steinblokker på grunn av utvidelse av sprekker på grunn av utvasking av deres fly betydelig.

I kalksteinsnisjer i subtropiske og tropiske regioner finnes drypp-dryppformasjoner. Dryppstein smelter sammen for å danne gardiner og draperier.

Naturlige broer og buer oppstår oftest når taket i grottetunneler, og noen ganger nisjer, kollapser.

Under karst forstå prosessen med utvasking av bergarter hovedsakelig fra underjordiske, delvis overflate- og sjøvann og totalen av spesifikke denuderingsprosesser som oppstår som et resultat (etsende) lettelse former. I dette tilfellet har vann en viss mekanisk effekt på bergartene, men det viktigste er fjerning av stoffer fra bergarten i oppløst tilstand. Navnet "karst" (fra tysk. Ka^5^) kommer fra det rette navnet på Karst-platået i Dinariske fjell. Nå bærer den det slovenske navnet Kras. Karstprosesser og landformer er utbredt over hele kloden. Dessuten, i ekstratropiske breddegrader, utvikles hulekarst, mens i ekvatorial-tropiske breddegrader dominerer konveks restkarst.

Utviklingen av karst forenkles av en rekke forhold, først og fremst tilstedeværelsen av lettløselige bergarter: enten karbonat (kalkstein, dolomitt, kritt, etc.) eller ikke-karbonat (salt, gips). Gips har størst løselighet, men kalkstein er mer utbredt, så karst forbindes først og fremst med kalkstein. I samsvar med ulike karstiske bergarter er det karbonat, gips Og salt karst. Den kjemiske renheten til bergarten er også viktig: jo mindre uløselig rest den inneholder, desto mer betydelig blir utvaskingen. Karst er foretrukket av oppsprekking av bergarter, noe som letter forholdene for vann å trenge inn i dem. Bergbrudd er større i fjellet enn på slettene på grunn av betydelige tektoniske forkastninger. Tykkelsen på karstlagene er også viktig - med sin store tykkelse manifesterer karstprosesser seg i alle former, inkludert dannelsen av huler, mens de i tynne kun danner trakter, tallerkener og andre små relieffformer. Karbondioksidinnholdet i vann er av stor betydning, som et resultat av at det blir kjemisk aggressivt og øker løseligheten til bergarter titalls ganger. Små overflateskråninger er å foretrekke, der mindre vann renner og mer siver ned i bakken. Det er nødvendig med tilstrekkelig, men ikke for mye nedbør, siden den lave posisjonen til grunnvannstanden sikrer vertikal sirkulasjon av overflatevann som siver ned i bakken.

Som allerede nevnt, er karst-topografien betydelig forskjellig i tempererte og tropiske breddegrader. På tempererte breddegrader er karstprosesser avhengig av dybden av grunnvann, som for karst er grunnlaget for denudering. På dette grunnlaget skiller de liten Og dyp karst. Liten karst er preget av et raskt utviklingstempo, men mindre ulendt terreng. Dyp karst tar lengre tid å utvikle, men samtidig dannes dype forsenkninger på overflaten og tallrike huler.

I henhold til plasseringen av karstformer skilles de flate Og dyp (under jorden) karst. I sin tur er overflatekarst, avhengig av eksponeringen av karstbergarter på overflaten, delt inn i to typer: åpen(bart, Middelhavet), når karstbergarter ligger direkte på overflaten, karakteristisk for fjellområder, hvor barheten av berggrunnen er bedre; Og dekket(Østeuropeisk), når karstingstein ligger på en viss dybde under løse ikke-karstingavsetninger.

TIL overfladisk Formene for karst inkluderer karr (shratta), trakter, bassenger (uvala) og felt.

Bære- et kompleks av smale furer 1-2 m dype, atskilt fra hverandre av skarpe rygger. Karr er former for mikrorelieff som dannes på grunn av oppløsning og mekanisk ødeleggelse av bergsprekker av overflatevann. Området dekket med karami kalles carr felt. Carr-feltene blir etter hvert til bølgende sletter med kaotiske ansamlinger av kalksteinsblokker. De er livløse, vanskelige å passere, og kan ikke engang brukes til beite.

Trakter utbredt i forhold med både bar og dekket karst, både i mellomløpene og langs bunnen av slukene. Disse er runde, vanligvis kjegleformede fordypninger forskjellige størrelser(opptil titalls, sjeldnere hundrevis av meter i diameter) og forskjellige dybder (fra noen få meter til titalls meter). Små, flatbunnede trakter kalles tallerkener. Basert på deres opprinnelse er traktene: overflateutvasking(i nakne karstforhold), mislyktes- som et resultat av kollapsen av taket over underjordiske hulrom (i både nakne og dekkede karstforhold) og pro-suging(i forhold med dekket karst), når vertikale kanaler i bunnen, den såkalte blasfemi(fra ordet "hull"), er uløselig stein involvert sammen med vann. Ved tilslamning av ponoren eller økning i grunnvannstanden kan synkehullene bli til permanente eller midlertidige innsjøer, som er preget av sesongmessige svingninger i vannstanden.

Ved tilkobling av mange trakter på grunn av ødeleggelse av hoppere mellom dem, dannes omfattende lukkede fordypninger - bassenger, eller uvala. De har vanligvis bratte skråninger, ujevn bunn, store størrelser: lengde - kilometer, bredde - hundrevis av meter, dybde - noen titalls meter.

De største karstformene er i Lya ligne en graben i miniatyr. Dette er omfattende langstrakte lukkede forsenkninger med et område på mer enn 200-300 km, hundrevis av meter dypt, med bratte bakker, med bakker-rester i bunnen, med bekker og til og med landsbyer. De største feltene er libanesiske med et areal på 379 km 2 i Bosnia, Popovo - 180 km i Hercegovina. Tilsynelatende dannes de når bassenger smelter sammen langs tektoniske forkastningslinjer, det vil si at de er forhåndsbestemt av tektonikk.

Underjordisk former for karst - brønner, sjakter, avgrunner, huler.

Karst brønner dannes som et resultat av takets kollaps over en underjordisk avgrunn. Brønnene er sylindriske i form og måler opptil 20 m i bredde og dybde.

Gruver- smale, dype (hundrevis av meter) rørkanaler. Deres stammer kan være rette, ødelagte, buede. De dannes som et resultat av utvidelse av sprekkkanaler, og dannes ofte i skjæringspunktet mellom flere bruddsystemer.

Kombinasjoner av naturlige gruver med horisontale og skrånende huler kalles vanligvis karstavgrunner. Den dypeste karstavgrunnen i verden er Jean Bernard, 1535 m dyp i Savoy-alpene i Frankrike.

Grotter- hulrom av forskjellige former og størrelser inne i bergarter, som åpner seg mot jordoverflaten med ett eller flere hull. Dannelsen av grotter er assosiert med den intense oppløsningsevnen til vann i bergsprekker. Ved å utvide dem skaper vann et komplekst system av kanaler. Der vannet sirkulerer i horisontal retning, er dets oppløsningseffekt størst - det dannes en hovedkanal. Vann trekkes inn i den fra nærliggende sprekkkanaler, og det dannes gradvis en underjordisk elv i tunnelen. Når hvelv kollapser, dannes grotter. Med en nedgang i grunnlaget for denudering av overflate og underjordiske elver sistnevnte kan bane en ny kanal for seg selv, på et lavere nivå. Samtidig blir de tidligere galleriene tørre, og grottene blir fleretasjes.

Avhengig av antall og plassering av inngangshull, er grotter delt inn i åpne og blinde. Gjennomføring (gjennom) grottene har åpninger i begge ender (inngang og utgang), er godt ventilert, og temperaturen i dem er nær temperaturen på uteluften. Blind grotter har ett inngangshull og i henhold til temperaturforhold deles de inn i varme og kalde avhengig av plasseringen av inngangshullet i forhold til hulrommet. I varm I huler er inngangen plassert i den nedre delen, slik at den kalde luften som fyller hulen om vinteren strømmer ut av den om sommeren, og gir plass til varm luft. I varme grotter finner arkeologer ofte bergmalerier, redskaper og til og med restene av eldgamle mennesker. Kald grottene har en inngang på toppen. Om vinteren kommer kald luft inn i dem, og fordi den er tung, forblir den der om sommeren uten å ha tid til å varme seg opp, og fuktigheten som kommer inn om vinteren kan bli til is. Isgrotter med temperaturer under 0 °C er vanlige bare i områder med frostige vintre. For eksempel, i Perm-regionen er det Kungur isgrotte i gips, 4,6 km lang.

Grotter er preget av sintrede kalsittformasjoner: dryppstein- istapper, rør, frynser som henger fra taket, og stalagmitter- søyler som reiser seg opp fra bunnen av hulen mot de hengende dryppsteinene. Ved å kombinere dannes de stalagnerer- sintringssøyler. Alle disse pittoreske formene gjør hulene til eventyrpalasser.

Det største karsthulesystemet i verden er Flint Ridge-Mammoth, 341 km lang i de vestlige foten av Appalachene, i kalkstein, oppdaget i 1809. Grottene er utbredt i Alpene, Dinariske fjell, Appenninene, Krim, Kaukasus, Sør-Kina, i Appalacherne, Tien Shan, Podolsk Upland og andre steder.

Grotter er interessante naturobjekter med et spesielt klima, hydrografi og organisk verden. Internasjonal turisme er assosiert med hulene: det er mer enn 150 store huler men turistkomplekser (Jugoslavia, Tsjekkia, USA). Arkeologiske funn er ikke uvanlig i varme grotter. Underjordiske gasslagre er installert i huler, sopp (champignon) dyrkes og bronkial astma behandles i salthuler. Vitenskap studerer huler i ulike aspekter - deres morfologi, hydrologi, klima, opprinnelse, turist og økonomisk bruk. speleologi.

Karstlandskap med tempererte breddegrader har spesifikke naturtrekk. Først av alt er dette dominansen av konkave lukkede relieffformer på overflaten og tilstedeværelsen av hulrom i berglag som når størrelsen på store huler. De hydrogeologiske forholdene er særegne - dårlig utvikling av overflatevann: det er få elver og innsjøer, territoriene er nesten vannløse selv i et fuktig klima. Små elver kan gå inn i porene og deretter dukke opp igjen nedstrøms på overflaten. Så det dannes et system av intermitterende elvedaler, hvis elementer er blinde daler som ikke har en munn, og poseformede daler med lukkede øvre rekkevidder. Grunnvann i karstområder er preget av sterke svingninger i vannstanden. I elvedalene er det kraftige «Vaucluse»-kilder (oppkalt etter Vaucluse-kilden i Sør-Frankrike) med en stor, men variabel vannføring, som når 30-50 m 3 /s. Jord- og vegetasjonsdekket er også unikt. Humus-karbonatjord på kalksteinseluvium har en nøytral eller alkalisk jordløsning, en høy prosentandel av humus, og er vanligvis knust stein. Blant plantene er det mange tørkebestandige planter, kalsefytter er typiske.

I karstområder er hydraulisk konstruksjon vanskelig på grunn av mulig lekkasje av vann fra reservoarer, bygging av jernbaner og motorveier på grunn av uunngåelige feil, bygging av sivile og industrielle anlegg, spesielt kjernekraftverk, på grunn av mulig deformasjon av bygninger.

Karst-relieff får en spesiell karakter i det fuktige klimaet på ekvatorial-tropiske breddegrader. Tropisk karst er outlier karst i form av kupler, tårn, avkuttede kjegler mot bakgrunnen av en jevn overflate. Tropisk karst er en mer moden form for karst-denudering, når karst-lagene, vanligvis kalksteinslag, i stor grad har blitt ødelagt som følge av intens utvasking og bare rester gjenstår. Konstant varmt vær bidrar til dette fuktig klima, og derfor utvikler karstprosessen seg på overflaten hele året. I tillegg eksisterer det gunstige forhold for karst der over flere geologiske perioder - millioner av år. På grunn av den intensive utviklingen av organisk liv, er det en overflod av karbondioksid og følgelig større aggressivitet av overflate- og grunnvann. Og en annen nødvendig betingelse er et tykt lag av kjemisk ren massiv oppsprukket kalkstein. Ellers utvikles konkave karstformer, som i tempererte breddegrader.