Карст Русской равнины

В пределах провинции карстуются докембрийские известняки и доломиты. Древние карстовые формы в виде воронок и крупных полостей были вскрыты во многих местах горными выработками. Особенно сильно докембрийские доломиты закарстованы в долине р. Желтой, где выявлены полости 1500 м длиной и 25 м шириной. Карстовые полости отмечены до глубины 600–800 м. Они выполнены песчано-глинистым материалом, иногда заполнены водой. Подземные воды растворяют также карбонатизированные кварциты и граниты, преобразуя их в губчатую породу, пронизанную мелкими кавернами и полостями.

Карстовые округа и районы. Украинская карстовая провинция подразделяется на два карстовых округа: Кременчугский и Криворожский, которые в свою очередь делятся на четыре карстовых района: Павлышский, Желторечинский, Радушнинский и Широкинский.

ПРИКАСПИЙСКАЯ КАРСТОВАЯ ОБЛАСТЬ

Прикаспийская карстовая область располагается на юго-востоке Русской равнины, совпадая территориально с Прикаспийской низменностью. В область входят две карстовые провинции: Западно-Прикаспийская и Восточно-Прикаспийская.

Западно-Прикаспийская карстовая провинция охватывает западную часть Прикаспийской низменности. Восточная граница ее идет по р. Урал, долина которой глубоко врезана в равнинную поверхность низменности.

Провинция размещается в пределах Прикаспийской синеклизы, характеризующейся глубоким (до 6000 м и более) погружением фундамента и широким развитием солянокупольных структур. Интенсивное развитие соляной тектоники обусловлено наличием мощного комплекса пермских соляных отложений и большой тектонической активностью Прикаспийской впадины. Поверхность сложена хвалынскими песками, суглинками и глинами. На участках выхода соляных куполов обнажаются более древние породы от неогена до перми. Рельеф — плоскоравнинный. Абсолютная высота поверхности не превышает 50 м, а южная часть территории лежит ниже уровня моря (до 28 м). Характерны многочисленные микрозападины до 10–100 м в диаметре и 0,2–2 м глубины. Некоторые соляные купола хорошо выражены в рельефе. Так, гора Большое Богдо, к югу от оз. Баскунчак, имеет высоту 149 м. Климат — резко континентальный. Средняя температура января –10, –12°, а июля 24°. Годовое количество осадков 200–300 мм. Реки небольшие и мелкие. Они дренируются обычно неглубокими бессточными понижениями. На светло-каштановых почвах распространена полупустынная злаково-белополынная растительность, которая на юге провинции сменяется пустынной полынно-солянковой растительностью, приуроченной к бурым пустынно-степным почвам и солонцам.

В пределах провинции карстуются каменная соль и гипсы перми. Развитие современных карстовых процессов отмечается лишь на отдельных сравнительно небольших участках, где солянокупольные структуры выходят на поверхность или залегают на небольшой глубине. Из карстовых форм встречаются воронки, котловины, балки и пещеры. Плотность воронок иногда 200–300 на 1 км². Карстовые процессы отмечаются также на обширных пространствах крупных галитовых озер, где соляная залежь сверху представлена слабоводопроницаемым пластом соли, а подстилающий слой обладает высокой фильтрационной способностью. Карстообразование определяется здесь восходящими со дня струями пресных вод, а также периодическим проникновением в соляную залежь поверхностной рапы, перемещаемой сильными ветрами. Современные карстовые процессы отмечаются и на значительной глубине от поверхности, где происходит выщелачивание солей и гипсов подземными водами. Примером современного карста является зона контакта гипсовоангидритовой толщи и соляной залежи на Эльтонском соляном куполе. Здесь же в настоящее время развиваются подземные карстовые воронки, расположенные на поверхности гипсово-ангидритовой толщи. К древним карстовым формам относятся воронки, котловины и полости. Некоторые погребенные котловины достигают 5–10 км длины и 50–100 м глубины. Наиболее глубокая котловина выявлена буровыми скважинами на крупном солянокупольном поднятии у пос. Дарьинского. Длина ее около 5 км, а глубина 100–120 м. Котловина выполнена плиоценовыми и четвертичными отложениями.

Западно-Прикаспийская карстовая провинция подразделяется на два карстовых округа: Волго-Узеньский и Узеньско-Уральский, которые в свою очередь делятся на два карстовых района и четыре карстовых участка. Лучше всего карст исследован на Баскунчакском участке, где карстуются гипсы, оконтуривающие с севера и с юга впадину оз. Баскунчак. Широко распространены разнообразные карстовые формы, особенно провальные воронки, достигающие иногда 150 м в диаметре и 15 м глубины. Отмечены пещеры. Наиболее крупная из них Большая Баскунчакская, расположенная на северо-западном берегу оз. Баскунчак, в балке Ак-Джар, имеет длину 350 м.

Восточно-Прикаспийская карстовая провинция охватывает восточную часть Прикаспийской низменности между р. Урал и Мугоджарами.

Провинция находится в пределах Прикаспийской синеклизы, которая на востоке переходит в Предуральский краевой прогиб. Древний кристаллический фундамент залегает на большой глубине (до 5000–6000 м). Ярко выражена солянокупольная тектоника. Территория сложена верхнемеловыми мело-мергельными породами и палеогеновыми песчано-глинистыми отложениями, на которых залегают четвертичные суглинистые элювиально-делювиальные образования. На участках соляных куполов на поверхность выходят отложения перми, триаса, юры и нижнего мела. Рельеф — плоскоравнинный. Широко распространены микрозападины. Климат — резко континентальный. Средняя температура января –12, –14°, а июля 24°. Годовое количество осадков 200–300 мм. На светло-каштановых и бурых пустынно-степных почвах распространена злаково-полынная и полынно-солянковая растительность.

Карстуются каменная соль и гипсы перми. Среди карстовых форм особенно широко распространены воронки. Буровыми скважинами выявлены древние карстовые котловины и полости.

Восточно-Прикаспийская карстовая провинция делится на два карстовых округа: Урало-Илекский и Уил-Эмбенский, в которые входят Ирубайский и Кызылуйский карстовые районы.

Карст широко распространен на Индерском участке, приуроченном к Индерскому поднятию, представляющему собой крупную диапировую структуру, ядро которой сложено соляно-гипсовой толщей. Карстуются залегающие на каменной соли гипсы пермского возраста. Они на значительном пространстве выходят на поверхность и подвергаются воздействию экзогенных факторов. Преобладают карстовые воронки. Плотность их местами составляет 250–300 на 1 км². Встречаются также поноры, котловины, балки и небольшие пещеры. Интересны карры, имеющие вид бороздок шириной 1–3 см и длиной 5–15 см. К древним карстовым формам относятся воронки и котловины. Наиболее крупная котловина достигает 10 км длины, 5 км ширины и 10 м глубины. Буровыми скважинами вскрыты многочисленные карстовые полости. Особенно сильно закарстована нижняя часть гипсовой толщи, находящаяся в зопе горизонтальной циркуляции подземных вод. В залегающем под гипсовой шляпой соляном массиве карст не отмечен.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Карст существенно влияет на изменение отдельных природных компонентов и на ландшафты в целом. Он определяет формирование в районах распространения карстующихся образований специфических природных комплексов, которые Н. А. Гвоздецкий рассматривает как особые географические ландшафты. Большое влияние оказывает карст также на хозяйственную деятельность человека.

Наличие карста является серьезным препятствием для гидротехнического строительства, поскольку создает условия для возможной утечки воды из водохранилища. Это осложняет наполнение его до проектной отметки, а также ставит под угрозу разрушения построенную плотину. В Советском Союзе накоплен богатый опыт гидроэнергетического строительства в карстовых районах. Он основан на специальном инженерно-геологическом изучении закарстованных территорий и выявлении основных закономерностей развития карста.

Предварительные карстологические исследования имеют важное значение при выборе строительных площадок под промышленные и бытовые объекты, а также для проведения железных дорог и шоссейных магистралей. Известны случаи разрушения зданий и различного рода строений в результате провалов над подземными полостями. В связи с этим наибольшее внимание уделяется работам по прогнозированию вероятности образования провалов. Особенно большие трудности создаются при прокладке железных дорог на участках распространения растворимых пород.

Роль карста учитывается в горнодобывающей промышленности, поскольку наличие подземных карстовых полостей способствует усиленному притоку карстовых вод в горные выработки, что в значительной мере осложняет эксплуатацию месторождении полезных ископаемых. Так, в шахтах Донбасса максимальные притоки воды достигали 2100 м³/час. Естественно, такой большой приток воды сильно затрудняет эксплуатацию месторождения и требует больших затрат на установку мощных водоотливных средств. Особенно опасны внезапные прорывы воды, приводящие к обрушению кровли и затоплению горных выработок. Применение разведочных и дренажных скважин, а также других мероприятий позволяет в настоящее время успешно вести горные работы на месторождениях, расположенных в сильно закарстованных породах.

В то же время к карстовым формам нередко приурочены залежи железных и никелевых руд, золота, платины и других ценных металлов, бокситов, фосфоритов, огнеупорных и керамических глин. Сильно закарстованные толщи карбонатных отложений часто являются коллекторами нефти и газа.

Карст, определяя быстрое поглощение поверхностных вод, во многих районах воздействует на сельское и лесное хозяйство.

Быстрый рост экономики, сопровождающийся в некоторых районах существенными изменениями рельефа, режима и химического состава природных вод, а также почвенного покрова и растительности, оказывает большое влияние на активизацию естественных карстовых процессов. Это приводит на некоторых участках к созданию качественно новых антропогенно-карстовых комплексов, а также вызывает нередко дополнительные трудности при хозяйственном освоении территории. В этой связи особое значение приобретает проблема организации антропогенного мониторинга^[5], который, по мнению автора, наряду с другими специализированными системами, должен включать научно-организационные мероприятия, направленные на эффективное управление сопутствующих (стихийных) карстовых и других процессов, обусловленных хозяйственной деятельностью человека и не поддающихся в настоящее время контролю и регулированию.