Понятие, факторы и причины развития карста (на примере пещеры Хэйтэй Забайкальского края)
Информация - Геодезия и Геология
Другие материалы по предмету Геодезия и Геология
?икает опасность для сооружений и затрудняется использование территории. К ним относятся:
. неоднородность литологического строения и состава карстующихся пород, наличие в них нерастворимых слоев и примесей, текстурные особенности;
. трещиноватость массива пород (литогенетическая, тектоническая, экзогенная и иная), ее интенсивность и пространственное распространение;
. тектонические структуры - складчатые и особенно разрывные, определяющие пути движения основных потоков подземных вод;
. новейшая геологическая история районов, характер и интенсивность неотектонических движений, обусловливающих формирование рельефа и положение местных и региональных базисов дренирования подземных вод;
. рельеф карстовых районов, наличие покрова четвертичных глинистых пород и растительности, влияющих на поверхностный сток и инфильтрацию атмосферных осадков;
. климатогидрологические факторы, отражающиеся на гидрогеологической обстановке карстующихся массивов пород;
. техногенные факторы, разнообразные по характеру влияния, интенсивности и последствиям, изменяющие уровни и режим подземных вод, их состав, агрессивность и водообмен.
Проблема изучения карста в инженерной геологии занимает ведущее положение. Закарстованность массива пород и карстовые процессы ранее нередко были прямым противопоказанием для возведения ответственных сооружений. По мере познания закономерностей карста, особенно его интенсивности, опасность стала оцениваться более объективно, и в настоящее время строительство в карстовых районах не противопоказано. Однако из этого следует, что карст перестал быть сложным и даже опасным геологическим процессом, которым можно пренебречь, детально не изучать; за подобное несерьезное отношение иногда приходилось расплачиваться, особенно в районах распространения легкорастворимых пород.
2.2 Причины развития карста
Карст возникает в результате действия поверхностных и подземных вод на практически растворимые горные породы. Однако он может и не возникнуть или протекать очень медленно, несмотря на соприкосновение вод с растворимыми или даже легкорастворимыми горными породами. Для того, чтобы коррозионный карстовый процесс получил развитие, Необходимо определенные причины нарушения химического равновесия между действующими водами и растворяющимися породами. Условия, при которых возникает нарушение такого химического равновесия и происходит реализация коррозионного процесса, и следует назвать причинами образования карста.
Впервые довольно полное определение причин образования карста дал Ф.П. Саваренский (1933 г.).Д.С. Соколов, развивая идеи Ф.П. Саваренского, дал наиболее полное, точное и теперь, по-видимому, общепризнанное определение условий образования карста. Этими условиями являются: наличие растворимых горных пород, их водопроницаемость, движущиеся воды и их растворяющая способность. Сочетание этих условий вызывает нарушение химического равновесия в системе растворимые горные породы - вода и неизбежность возникновения и развития коррозионного процесса и образования карста.
Гидродинамическая зональность каста прослеживается в вертикальном и горизонтальном направлениях, обусловленная рельефом, литологическим разрезом массива пород и положением базиса дренирования карстовых вод. В общем случае в однородном по литологии и водопроницаемости карстующемся массиве равнинно-платформенных областей выделяются гидродинамические зоны (рис.1). Вертикальные (по Д.С. Соколову): I - аэрации; II - сезонных колебаний; III - полого водонасыщения с обособлением под зоны непосредственной разгрузки у дренирующего водотока; IV - глубокого обычно замедленного движения подземных вод. Горизонтальные (по А.Г. Лыкошину): А - присклоновую; Б - придолинную и В - приводораздельную. Указанная схема гидродинамической зональности развития карста относится к постоянному уровню дренирования подземных вод; если он изменяется, например, при эрозионном врезе из-за тектонического поднятия карстующегося массива, то это влечет формирование новой зональности, обычно наложенной на предыдущую.
Интенсивность карстовых процессов неодинакова в разных зонах, что обусловлено различным водообменном в них и растворяющей способностью подземных вод, изменяющейся на путях движения. Наиболее энергично карстовые процессы происходят в зонах: сезонных колебаний уровня подземных вод, в которые периодически и глубоко в массив проникают маломинерализованные воды реки или водохранилища, где за время низких уровней накопились различные более растворимые продукты выветривания; присклоновой, в которой большие градиенты и скорости инфильтрации определяют интенсивный обмен ненасыщенных солями вод; непосредственной разгрузки под или вблизи дренирующего русла в том случае, если подземные воды на пути к нему не потеряли растворяющей способности. Наиболее полно гидродинамическая зональность проявляется в зрелую стадию развития карста.
Существенное усложнение в рассмотренную схему гидродинамической зональности карста вносят тектонические нарушения (разломы, крупные трещины и др.), которые могут быть как дренами, так и зонами разгрузки напорных вод. В общем виде влияние тектонических разрывов на пути движения вод и интенсивность карстовых процессов представлена на рис.2. Сосредоточенный поток подземных вод к трещинам и разломам определяет вблизи них повышенную закарстованность. На схеме (см. рис.2Б) показано, что