Карстовые процессы

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Естествознание»

по теме: «Карстовые процессы»

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Теория карстовых процессов

2. Изучение и контроль карстовых процессов

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Карстовые процессы распространены исключительно широко, по данным Г.А. Максимовича выходы карстующихся горных пород занимают около 50 млн. кв. км, то есть примерно треть площади суши. Еще недавно карст считался относительно редким явлением, но это убеждение было разрушено при детальном исследовании территорий, представление о которых ранее было поверхностным или отсутствовало вовсе. Кроме того, изначальное представление о касте, под которым понимался голый карст средиземноморского типа (в пределах бывшего СССР развит в Горном Крыму), было существенно расширено за счет изучения покрытого карста, распространенного на обширных платформенных территориях, тропического карста, карста в некарбонатных породах. Хотя карст в карбонатах составляет примерно 4/5 от всего известного количества случаев, гипсовый карст также имеет большое практическое значение; крупнейшие пещеры в пределах бывшего СССР (в Подолии) – Оптимистическая и Озерная заложены в гипсово-карбонатных толщах. Небольшая доля закарстованных территорий приходится на соляной карст. Поэтому, исходя из вышеизложенного, тема данной работы актуальна.

Цель данной работы – подробно описать карст. На основании цели в работе поставлены следующие задачи.

·     Дать определение карста с различных точек зрения.

·     Описать карстующиеся породы и условия развития карста.

·     Перечислить и проанализировать поверхностные и подземные карстовые формы.

·     Описать механизм изучения и контроля карстовых процессов.

·     Описать натечно-капельные и кристаллические образования в пещерах.

Работа состоит из введения, двух глав и заключения.

Первая глава посвящена теории карстовых процессов, вторая – анализу процесса наблюдения и контроля за карстами.

В заключении делаются выводы по теме работы.

1. ТЕОРИЯ КАРСТОВЫХ ПРОЦЕССОВ

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

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

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

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

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

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

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

а) Раскрытые тектонические трещины;

б) Пустоты в лавовых потоках;

в) Полости в гидротермальных и пегматитовых жилах.

Карстующимися породами являются:

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

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

·  мергели (известняк с глинистой составляющей более 5%);

·  меловые породы (разновидность известняка из останков планктонных водорослей);

·  доломиты, доломитизированные известняки (известняк с примесью минерала доломита СаMg[CO₃]₂);

·  гипсы (порода, целиком состоящая из минерала того же названия – гипс СаSO₄*2H₂O);

·  ангидриты (как порода состоят из минерала ангидрита (безводного гипса) CaSO₄ );

·  соленосные толщи;

·  конгломераты;

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

·  брекчии;

Отличается от конгломерата неокатанностью сцементированных обломков.

·  песчаники (сцементированный известковым цементом песок различного состава;

·  вулканические туфы (также содержат известковую составляющую, которая может легко растворяться).

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

С некоторыми уточнениями это:

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

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

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

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

Разрушение горных пород связано со следующими факторами:

·  Эрозия – механическое разрушение горных пород водными потоками.

·  Коррозия – химическое растворение горных пород водой (в том числе – биологическая коррозия – растворение горной породы органическими кислотами и другими продуктами жизнедеятельности).

·  Нивация – разрушение горных пород снежным покровом.

·  Гляциальные процессы – разрушение ледниками.

·  Суффозия – выщелачивание растворимых солей почвы и вмывание в глубину тончайших нерастворимых частиц горных пород токами воды.

·  Гравитационные процессы (обвалы и проч.).

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

Среди карров в генетическом аспекте следует различать: