В зависимости от того, выходят ли карстующиеся породы на земную поверхность, или они перекрыты сверху некарстующимися отложениями, различают голый и закрытый (покрытый) карст. Голый карст чаще всего свойствен горным территориям, где наиболее интенсивно идут процессы денудации, закрытый - равни­нам. Наибольшее разнообразие форм рельефа и наибольшая активность карстовых процессов обычно свойственна голому карсту.

Дождевые или талые воды, стекая по поверхности известняка, разъедают стенки трещин. В результате образуется микрорельеф карров или шраттов- система гребней и разделяющих их рытвин или борозд. Борозды и гребни располагаются примерно парал­лельно друг друга, если четко выражено падение слоев и трещиноватость пород совпадает с направлением падения. При более сложной системе трещиноватости карры располагаются совершен­но неправильно, пересекаются, разветвляются и вновь сливаются. Глубина борозд может достигать 2,0 м.

Покрытые каррами пространства называют карровыми полями. По мере расширения трещин гребни становятся все уже, надла­мываются и распадаются на от­дельные обломки. Такие старые карровые поля представляют со­бой нередко хаотические нагро­мождения крупных и мелких об­ломков известняка с кое-где сох­ранившимися и выступающими над этими нагромождениями кар­ровыми гребнями.

Карры могут образоваться и в прибрежной полосе при воздей­ствии морского прибоя на карстующиеся породы.

При растворении известняков всегда остается нерастворимая часть, представленная глинистым материалом красного или кирпич­ного цвета. Этот элювиальный материал, накапливаясь на по­верхности пород, образует свое­образную кору выветривания, ха­рактерную для карстовых обла­стей,-так называемую терра-росса (красная земля). При зна­чительном накоплении в трещи­нах глинистый материал терра-росса может полностью закупо­ривать их и тогда процесс каррообразования прекращается. Сле­довательно, трещиноватость-одно из основных условий каррообразования,

При интенсивной вертикальной циркуляции воды процесс ра­створения карстующихся пород приводит к образованию понор- каналов, поглощающих поверхностные воды и отводящих их в глу­бину закарстованного массива. Величина и форма понор разнооб­разны и зависят от степени их разработанности. На поверхности поноры выражены зияющими трещинами или отверстиями, в глу­бине ими начинается сложная система каналов вертикальной цир­куляции воды.

Расширение устий понор в процессе дальнейшего растворения приводит к образованию карстовых воронок различных размеров и форм в зависимости от возраста, типа карстующихся пород и их залегания: от щеле- и колодцеобразных до блюдцеобразных (рис. 73).

Рис. 73. Типы карстовых отрица­тельных форм рельефа: А - блюдцеобразная западина просасывания; Б- воронка просасывания; В - карстовый колодец проваль­ного происхождения: /-некарстующиеся породы; 2-карстующиеся породы

В закрытом карсте воронки образуются не только за счет растворения, но и в результате механического выноса - суффо­зии- в поноры залегающих с поверхности нерастворимых пород. Такие воронки называют карстово-суффозионными или воронками просасывания. Карстовые блюдца, воронки и неглубокие колодцы в западноевропейской литературе носят название долины.

Карстовые формы рельефа могут быть беспорядочно разброса­ны 110 поверхности карстового массива или сосредоточены вдоль определенных линий, обусловленных направлением подзем­ного стока или залеганием карстующихся пород. Эти формы не яв­ляются «застывшими». Они могут переходить одна в другую. Так, карстовое блюдце в результате углубления, а карстовый колодец в результате выполаживания склонов могут превратиться в карсто­вую воронку (рис. 74).

Рис. 74. Превращение колодцеобразного провала (.4) в воронкообразную впадину (5) (по И. С. Щукину)

Если стенки понора продолжают растворяться, то канал ста­новится достаточно большим и превращается в естественный коло­дец или естественную шахту. Карстовые шахты и колодцы нередко достигают очень большой глубины (в несколько десятков или сотен метров). Одна из таких шахт в северной Италии, в окрестностях г. Верона, достигает глубины 637 м. Общее направление шахт близко к вертикальному, но имеются и значительные отклонения, отдельные участки шахт могут быть почти горизонтальными или наклонными. Шахты часто закладываются на пересечении несколь­ких систем трещиноватости. При дальнейшем растворении стенок шахты могут превратиться в достаточно широкие подземные ходы в пещеры.

Естественными колодцами нередко называют формы типа есте­ственных шахт, но меньших размеров. Некоторые исследователи закрепляют термин «колодец» за определенными формами, кото­рые образуются не за счет поверхностного выщелачивания, а путем обрушения свода над подземной полостью. В таких случаях возни­кают отрицательные формы рельефа цилиндрической формы, с вертикальными стенками и загроможденным обломками дном. Часто такие колодцы располагаются рядами, как бы отмечая на поверхности направление подземных галерей, над которыми они образуются.

Провальные, или поверхностные, воронки, сливаясь, образую". слепые овраги или формы довольно причудливых очертаний, получившие название «увала». Известны, например, увала до 700 м в поперечнике при глубинах до 30 м. Такие образования представ­ляют собой как бы переходные формы к еще более крупным кар­стовым ваннам - польям.

Полья - обширные, обычно плоскодонные и с крутыми стенка­ми карстовые понижения в несколько километров, а в некоторых случаях-в несколько десятков километров в поперечнике. Пло­щадь Попова полья в западной Герцеговине (Югославия) дости­гает, например, 180 км 2 . По ровному дну полья иногда протекает водоток, который в большинстве случаев появляется из одной стенки полья и скрывается в подземной галерее в противоположной стенке.

Происхождение польев не всегда ясно. Видимо, они образуются разными путями. Некоторые исследователи считают, что полье- это одна из поздних стадий развития карстового рельефа, образую­щаяся за счет слияния многих карстовых воронок и котловин. При этом, если в ходе развития карстового процесса достигается базис карстовой денудации-уровень грунтовых вод, дальнейшее развитие такой формы будет возможно только за счет отступания стенок, т. с. роста в ширину, что и приводит к образованию полья. Однако довольно часто встречаются полья с сухим дном, а то и с многочисленными карстовыми формами, либо приуроченными к поверхности дна полья, либо погребенными под продуктами вы­ветривания.

По всей вероятности, возможно не менее четырех различных слу­чаев образования польев. Прежде всего выделяют полья тектониче­ского происхождения-грабены или мульды, получающие черты карстовых образований со всеми свойственными им морфологиче­скими и гидрогеологическими особенностями, присущими карсту. Как правило, это наиболее крупные полья. Примером такого полья является уже упоминавшееся Попово полье в Югославии. Нередко в строении тектонического полья принимают участие и некарстующиеся породы.

Полья могут образоваться за счет размыва и выноса продуктов размыва нерастворимых пород, залегающих среди растворимых известняков. В этом случае размеры полья определяются массой нерастворимой породы, формой ее залегания. Стенки такого полья представляют собой отпрепарированные контакты между нераство­римой породой и известняками. По мнению Н. Л. Гвоздецкого, та­кое происхождение имеет, например, Шаорское полье в Западной Грузии.

Третий путь образования полья уже упоминался-это формиро­вание крупной карстовой котловины за счет слияния более мел­ких отрицательных форм рельефа. Очертания таких польев обычно бывают очень изрезанными.

Наконец, полья могут образоваться путем провала над подзем­ной долиной реки. О возможности подобного происхождения польев свидетельствует наличие таких своеобразных форм рельефа, как естественные мосты - остатки обрушившегося свода подземной

галереи, соединяющие два противоположных склона полья. Таково, например, происхождение Ракбахского полья в западной части Югославии. По дну этого полья протекает река, которая появля­ется с одной стороны полья и уходит вновь в подземную полость в противоположной части полья.

Г. Лун, исследовавший карст в Западном Тавре (Турция), при­шел к выводу, что полья Западного Тавра первоначально были речными долинами, но развитие карстового процесса привело к исчезновению рек. Дальнейшее расширение брошенных долин II превращение их в полья связано с коррелирующим воздействием на стенки котловин временно заливающих их вод. Накопление во­доупорных продуктов выветривания на дне польев, во-первых, спо­собствует задержанию временных вод, а во-вторых, препятствует дальнейшему развитию карста вглубь.

Карстом называются явления, возникающие в растворимых горных породах (известняк, доломит, гипс, реже соль, мел) под совокупным действием поверхностных и главным образом подземных вод. Явления карстообразования приводят к возникновению особых форм рельефа: карров, воронок, колодцёв, шахт, карстовых котловин, польев и др.
Условия образования карстовых форм: 1) наличие растворимых пород; 2) наличие трещин, делающих эти породы водопроницаемыми; 3) небольшой уклон поверхности, позволяющий воде не только стекать, но и просачиваться; 4) значительная мощность карстующихся пород; 5) их возвышенное положение или низкое положение уровня грунтовых вод, обеспечивающее вертикальную циркуляцию воды в породах; 6). достаточное, но не избыточное количество воды.
Когда карстующиеся породы находятся на поверхности, карст называют открытым (средиземноморским); если эти породы прикрыты другими «породами, некарстующимися, карст называется покрытым (среднеевропейским).
Карры (шратты) - глубокие борозды на обнаженной поверхности карстующихся пород, разделенные узкими, часто острыми гребнями. Расположены карры рядами, параллельными друг другу, или представляют сложные ветвящиеся лабиринты. Глубина карров колеблется от нескольких сантиметров до 2 м.
Образование этой формы карстового рельефа вызвано химическим и механическим воздействием воды дождей, тающего снега, моря (в полосе прибоя) на поверхность растворимых пород. Растворение протекает интенсивно в понижениях, по которым стекает вода.
Форма и размеры карров зависят от химического состава и характера трещиноватости пород, а также от климата. Лучше всего карры выражены в чистых известняках в сухих субтропиках. В этих условиях борозды и гребни более или менее симметричны и имеют примерно одинаковые размеры.
Скопления карров образуют труднопроходимые карровые поля . Co временем поверхность, покрытая каррами, изменяется: трещины расширяются, гребни разрушаются, возникают нагромождения глыб известняка, очень типичные для областей развитая открытого карста. Карровые поверхности почти всегда лишены растительности.
Карстовые воронки свойственны как открытому, так и покрытому карсту (рис. 109). Это наиболее типичная и широко распространенная форма карстового рельефа. Различают воронки поверхностного растворения и провальные, а также воронки «просасывания».

Воронки поверхностного растворения образуются в областях открытого карста в результате растворения стенок трещин, рассекающих поверхность. По форме они бывают блюдцеобразными и конусообразными. Блюдцеобразные понижения поверхности возникают при растворении стенок многочисленных мелких трещин. При растворении стенок глубокой трещины образуется конусообразная воронка с крутизной склонов 30-45°. На дне такой воронки находится понор - отверстие, через которое уходит стекающая в нее вода.
Провальные воронки - результат обрушивания кровли подземных пещер - имеют крутые, обрывистые склоны, на дне - нагромождение глыб обрушившихся пород. Co временем, если обрушивание приостанавливается, склоны воронки становятся более отлогими.
Воронки «просасывания» распространены в области покрытого карста. Образуются при вымывании стекающей в понор водой песчано-глинистых частиц из поверхностных нерастворимых пород. Если вымываемые частицы закупоривают понор, рост воронки замедляется или совсем прекращается. Внешне воронки просачивания напоминают конусообразные воронки растворения. Склоны их обычно покрыты растительностью.
Карстовые воронки при закупорке понора или при поднятии уровня грунтовых вод могут стать местом скопления воды и превратиться во временные или постоянные карстовые озера.
При расширении больших трещин в карстующихся породах возникают карстовые колодцы и шахты.
Карстовые колодцы - впадины цилиндрической формы, достигающие глубины десятков метров. Ширина карстового колодца обычно не меньше его глубины. Образуются они в результате обрушивания сводов подземной полости.
Естественные шахты похожи на трубу с изгибами и расширениями, спускающуюся на большую глубину от поверхности (самая большая глубина карстовой шахты около Триеста - 523 м). В карстовых колодцах и шахтах могут исчезать реки.
Обширные замкнутые котловины, встречающиеся в карстовых областях, получили название польев . Полья занимают площадь до нескольких сотен квадратных километров (например, Ливанское полье в Западной Боснии - 379 кв. км). Ровное дно польев ограничено уступами высотой в несколько сотен метров. На дне, выстланном наносами, могут возвышаться известняковые горы - останцы, протекать реки. При затоплении водой полья превращаются в постоянные или временные озера.
Образование польев может быть вызвано не только процессом карстообразования, но и тектоническими процессами, а также выносом нерастворимых пород, залегающих среди известняков.
Долины рек в карстовых областях обычно возникают в результате обрушивания сводов тоннелей над подземными реками. Их можно отнести к типу каньонов. Местами при обрушивании сводов возникают карстовые мосты.
В карстующихся породах наряду с особыми формами рельефа поверхности создаются разнообразные подземные полости - пещеры . Они возникают преимущественно в толщах известняков, гипса и каменной соли в результате расширения трещин под действием грунтовых вод. В растущих пещерах часто протекают водотоки, расположены озера. Когда грунтовые воды по трещинам уходят вниз, пещеры осушаются и перестают расти. Если сверху в пещеру просачивается вода, капельки которой испаряются с потолка и пола, пещеры, возникают натечные образования углекислой извести, постепенно заполняющей пещеру. С потолка в виде гигантских сосулек свешиваются сталактиты, с пола навстречу им поднимаются сталагмиты. Встречаясь, они сливаются в колонны. Во влажном воздухе пещеры (с рекой или озером) натечные образования не создаются.
Карстовые пещеры достигают особенно больших размеров в мощных толщах известняков, деформированных тектоникой.
Наибольшими размерами из всех известных пещер отличается пещера Хеллок (Швейцария, Альпы). Ее длина (без боковых ответвлений) - 78 км. Мамонтова пещера имеет длину 74 км, без ответвлений - 48 км. В России интересна Кунгурская пещера. Она образована в гипсе, залегающем среди пластов известняка и доломита. Сложный лабиринт наиболее ветвящихся изученных галерей пещеры протягивается на 4-5 км. Пещера имеет несколько этажей. На дне пещеры более 30 озер различных размеров. Площадь самого крупного из них около 200 кв. м, глубина - 4-6 м. Кунгурская пещера относится к типу холодных (ледяных) пещер.
Воздух холодных (ледяных) пещер имеет в течение всего года низкую температуру в связи с тем, что сообщается с наружным воздухом через отверстие (вход), расположенное в верхней части пещеры. Зимой холодный тяжелый воздух заполняет пещеру, летом он остается в ней и не успевает прогреваться. Попавшая в пещеру влага замерзает, образуя лед.
В противоположность холодным пещерам в теплых пещерах вход, расположен в нижней части. Холодный воздух, заполняющий пещеру зимой, летом стекает из нее, уступая место поднимающемуся вверх, теплому воздуху. В таких пещерах археологи нередко находят остатки стоянок древних людей.
Пещеры с двумя входами - верхним и нижним - называют сквозными (ветровыми). Температура воздуха внутри таких пещер близка, к температуре наружного воздуха.
Стадии развития карстового рельефа. В начальной стадии развития карстового рельефа (молодой карст) грунтовые воды залегают глубоко. Породы на поверхности почти лишены трещин и слабо пропускают воду. Существуют наземные водотоки. На поверхности обнаженного карста возникают карры, появляются воронки, колодцы. По мере расширения трещин и увеличения их количества просачивание усиливается, но часть воды еще остается на поверхности.
Просочившаяся вода скапливается над водоупорным слоем (слой может быть водоупорным временно, до расчленения его трещинами), образуя отдельные потоки.
В стадии зрелости процесс закарстования идет снизу и сверху. На поверхности возникают провалы, воронки сливаются в котловины, появляются полья. Почти вся вода с поверхности уходит по трещинам вниз, вертикальная циркуляция воды приводит к возникновению пещер. Грунтовые воды образуют сплошную сеть водотоков.
В стадии старости формы карстового рельефа теряют определенность; воронки уплощаются, полья расширяются, на поверхности скапливаются труднорастворимые продукты выветривания, засоряя поноры. Разрушенная поверхность снижается до уровня грунтовых вод, поэтому вертикальная циркуляция вод заменяется горизонтальной, вырабатывается нормальная речная сеть. Реки текут медленно, образуются болота. Поднятие поверхности или опускание уровня грунтовых вод может вызвать оживление процессов карстообразования и обновление рельефа.
Карстовые явления обусловлены прежде всего присутствием растворимых пород, поэтому.они возникают на разных широтах. Растворимые породы занимают около 34% поверхности суши, и даже если учесть, что карстовый рельеф развит далеко не на всей этой площади, широкое распространение его не подлежит сомнению. Карстовый рельеф широко развит по побережью Адриатического моря (от плато Карст до Греции), в Альпах, в Крыму, на Черноморском побережье Кавказа, на Урале, в Прионежье, во многих районах Сибири и Средней Азии, на Ямайке, на территории Северной Америки (штаты Кентукки и Теннесси, в Северном Юкатане, во внутренних районах Флориды), в Китае, Австралии и др.
Карстовые районы отличаются не только особым рельефом, они характеризуются общим своеобразием физико-географических условий, связанных прежде всего с особым режимом вод.
Пересеченность карстовых районов, бедность поверхности водой делают эти районы малопригодными для хозяйственного использования.

А сколько
стоит написать твою работу?

Тип работы Дипломная работа (бакалавр/специалист) Курсовая с практикой Курсовая теория Реферат Контрольная работа Задачи Эссе Аттестационная работа (ВАР/ВКР) Бизнес-план Вопросы к экзамену Диплом МВА Дипломная работа (колледж/техникум) Другое Кейсы Лабораторная работа, РГР Магистерский диплом Он-лайн помощь Отчёт по практике Поиск информации Презентация в PowerPoint Реферат для аспирантуры Сопроводительные материалы к диплому Статья Тест Часть дипломной работы Чертежи Срок 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Сдачи Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь цену

Вместе с оценкой стоимости вы получите бесплатно
БОНУС: спец доступ к платной базе работ!

и получить бонус

Спасибо, вам отправлено письмо. Проверьте почту.

Если в течение 5 минут не придет письмо, возможно, допущена ошибка в адресе.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского»

Кафедра общей геологии и полезных ископаемых.

КУРСОВАЯ РАБОТА

Карст и карстовые отложения

Выполнил : студент

1курса, геол. фак-та,

Гр.№151,днев.отд.

Соколов Егор Семенович

Научный руководитель:

ассистент Ямпольская О.Б.

Аннотация

Работа посвящена вопросам, связанным с карстом и карстовыми отложения. В ней раскрыто понятие карста. Описаны основные формы рельефа карста, факторы образования, причины аккумуляции минеральных веществ и их источники. Изложены классификация и способы исследования карста. Рассмотрены полезные ископаемые карстовой фации.

Введение

Глава 1. Общие сведения

1.1 Понятие карста

1.2 Формы карста

1.3 Классификация карста и вопрос о его районировании

1.4 Методика карстовых исследований

Глава 2. Факторы карстообразования

2.2 Структура горных пород

2.3 Трещиноватость горных пород

2.4 Тектонические структуры и мощность карстующихся пород

2.5 Покровные образования и рельеф местности

2.6 Крутизна склона топографической поверхности

2.7 Сила тяжести

2.8 Подземные реки

Глава 3. Причины аккумуляции минеральных веществ в карстовых фациях

Глава 4. Источники вещества отложений карста

Глава 5.Полезные ископаемые карстовой фациальной области

5.1 Типы полезных ископаемых

5.2 Рудные полезные ископаемые

5.3 Нерудные полезные ископаемые

Заключение

Список литературы

Введение

Темой данной курсовой работы является карст. Я считаю, что о карсте должен знать каждый геолог, так как в учении о карсте (карстоведении) развиваются разные научные направления. Наиболее широко представлены географическое и геоморфологическое. Вместе с тем карст является результатом определенных преобразований горных пород. В ходе их осуществляются разрушение породообразующих минералов, транспортировка веществ и накопление новообразований. Следовательно, в учении о карсте имеется круг проблем, решаемых геологическими науками. Обсуждение этих проблем на основе обширного фактического материала представляет научный и практический интерес.Также карст существенно влияет на ландшафтные особенности территории, ее рельеф, сток, подземные воды, реки и озера, почвенно-растительный покров, хозяйственную деятельность населения. В карстовых областях находятся богато украшенные природой сказочные подземные дворцы-пещеры.

Раскрыть понятие карста

Дать описание основных подземных и поверхностных карстовых форм рельефа

Охарактеризовать факторы, влияющие на развитие карстового процесса и формирование карстовых форм рельефа

Найти причины аккумуляции минеральных веществ в карстовых формах.

Изучить источники вещества отложений карста

Описать полезные ископаемые карстовой фациальной области

Глава 1.Общие сведения

1.1 Понятие карста

Карстовый процесс представляет собой длительно развивающийся процесс растворения и выщелачивания, трещиноватых растворимых горных пород подземными и поверхностными водами. В результате деятельности карстовых процессов возникают как отрицательные формы рельефа на земной поверхности, так и различные полости каналы гроты или пещеры на глубине. Термин «карст» происходит от искаженного австрийского названия плато Карст в Словении, на котором эти явления ярко выражены и хорошо изучены европейскими исследователям. Карстовые явления распространены чрезвычайно широко. По геологическим условиям примерно третья часть площади суши земного шара имеет потенциальные возможности для их развития.

Существует несколько условий, необходимых для развития карстовых явлений.

Во-первых, это наличие растворимой в природных водах горной породы, водопроницаемой вследствие трещиноватости или пористости.

Во-вторых, наличие растворителя, т.е. воды, агрессивной 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 почвенно-растительным покровом и климатом, третье- с геоморфологическими и гидрологическими условиями помимо геологической структуры и гидрогеологических особенностей.

Типично карстующимися породами являются моно- и биминеральные породы - каменная соль, гипс, ангидрит, мел, известняк, доломит, изнестняково - доломитовые породы, разновидности мрамора, магнолит, карбонатит. Ведущую роль в этом списке играют карбонатные породы - как вследствие их широкого распространения (около 15% площади суши), так и за счет контрастности составов между ними и рыхлыми отложениями, что вызывает побочные взаимодействия, ведущие к дальнейшей карстификации.

Понятие растворения (растворимости) относится к химическим соединениям, в том числе и к минералам. Различают два вида растворения вещества - конгруэнтное, когда все его компоненты переводятся в раствор, причем реакция обратима, и инконгруэнтное, когда в раствор переходят не все компоненты вещества. В этом случае остается твердая фаза и реакция необратима. Оба типа растворения проявляются в зоне гипергенеза, но конгруэнтное растворение характерно для карстификации, а инконгруэнтное - для корообразования и выщелачивающего метасоматоза.

Различают открытый, или голый карст, когда растворимые породы выходят на дневную поверхность, и закрытый, когда они залегают глубоко под землей и с поверхности перекрыты толщами нерастворимых пород.

К поверхностным карстовым формам относятся кары, поноры, карстовые ниши, воронки, котловины и полья, а также колодцы и пропасти.

Подземные карстовые формы представлены пещерами каналами.

Карстовые процессы создают не только определенные формы рельефа, но и учувствуют в образовании своеобразных отложений. На поверхности и на дне карстовых форм рельефа располагаются остаточные от растворения образования – это бескарбонатный в основном алюмосиликатный материал, оставшийся после растворения. Он носит название терра-росса(красная земля).на поверхности и в пещерах имеются обвальные накопления – продукты обрушения сводов карстовых полостей или от скатывающихся по склонам карстовых долин и воронок глыб. В пещерах находятся своеобразные аллювиальные осадки, образуемые подземными реками. Имеются также травертины – натечные формы известкового туфа, а также своеобразные натечные формы- сталактиты, растущие от кровли пещеры вниз. Их тонкие переплетения часто называют сталактитовыми занавесями. Со дна пещер растут вверх сталагмиты.

1.2 Формы карста

Формы рельефа, образованные в результате карстового процесса, делятся на поверхностные и подземные.

1.2.1 поверхностные формы карста

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

Карры по генетическому происхождению следует различать на формы, возникшие на оголенной поверхности растворимой горной породы, и формы, образовавшиеся под почвенно-растительным покровом с последующим его удалением. Кары второго типа встречаются во многих странах мира.

Морфологически карры подразделяются на желобковые, стенные, лунковые, трубчатые (в виде трубообразных цилиндрических углублений в гипсах) каменицы, карры в виде следов, бороздчатые, меандровые, трещинные. Выделен еще один тип - структурные карры, на крутом известняковом откосе выработаны карровые углубления в химически относительно чистом известняке, разделенные узкими гребнями, которые соответствуют сильно кремнистым прослойкам.

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

(рис 1) желобковые карры

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

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

Среди карстовых воронок выделяют три основных генетических типа:

Воронки поверхностного выщелачивания, или чисто коррозионные. Образуются за счет выноса выщелоченной на поверхности породы через подземные каналы в растворенном состоянии.

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

Воронки просасывания, или коррозионно-суффозионные. Образуются путем вмывания и проседания рыхлых покровных отложений в колодцы и полости карстующегося цоколя, выноса частиц в подземные каналы и удаление через них во взмученном и взвешенном состоянии.

(рис 2)карстовая воронка.

Блюдца, западины – это нечетко выраженные мелкие воронки.

Котловины. Воронки всех генетических типов, сливаясь своими краями, образуют сдвоенные, строенные и более сложные ванны и котловины. Выделяют два основных типа котловин – сложные, которые образуются при слиянии нескольких больших воронок и имеют углубления на дне, и плоскодонные котловины. Выделяют следующие генетические типы котловин: поверхностного выщелачивания, провальные, просасывания, а также созданные в комбинации с другими процессами, например, эрозионными. Крупные котловины поверхностного выщелачивания часто образуются за счет корродирующего действия талых вод снежных и фирновых пятен. Многие из таких котловин – наследие перигляциальных условий последней ледниковой эпохи.

Полье - обширная замкнутая впадина с крутыми бортами, с плоским дном, которое достигло временного или постоянного предельного уровня карстования, с гидрографией карстового типа.

Полье возникает в результате развития и соединения карстовых котловин, образовавшихся из слившихся воронок.

Полья по своему происхождению до недавнего времени разделяли на: 1) тектонические, 2) возникшие путем подземного механического выноса нерастворимой породы, залегающей среди карстующиеся известняков или на контакте с ними, 3) образовавшиеся путем слияния группы смежных воронок и котловин (увала) при их росте в горизонтальном направлении, 4) провальные.

Крупные котловины чисто тектонического происхождения (грабены, синклинальные прогибы) нельзя считать польями. При образовании польев обязательны выщелачивание и вынос растворенного вещества через подземные каналы. Поэтому в первую группу следует включать тектонически-коррозионные и тектонически-коррозионно-эрозионные. К этой группе относятся полья Югославии. Полья третьего типа обычно небольшие, неправильной лопастной формы в плане. Они характерны не только для карбонатного, но и для гипсового карста, встречаются даже в платформенных условиях.

Останцевый карст представляет собой зрелую стадию расчленения приподнятого плосковерхого известнякового массива. Крутизна склонов останцев обусловлена вертикальной трещиноватостью известняков и ослабленностью склонового стока из-за их водопроницаемости. Большое значение имеет обваливание известняка по трещинам из-за подтачивания останцов снизу водами, которые заливают равнины в их основании, или грунтовыми водами, залегающими у базисной поверхности. В основании останцов из-за этого возникают развивающиеся в горизонтальном направлении коррозионные ниши. Подтачиванию останцов снизу боковой коррозией поверхностных вод способствует накопление на базисной поверхности водоупорных осадочных глин. Распределение реликтового останцового карста согласуется со смещением экватора в ходе геологической истории Земли. Поскольку в низких широтах влажнотропическая климатическая обстановка существует уже не один геологический период, распространенный там останцовый карст можно считать не только современным, но и древним.

Переход от поверхностных форм к пещерам типа гротов представляют навесы и ниши. Нередко они бывают интересны в археологическом отношении. Часто это поверхностные образования, которые возникли из-за более интенсивного выщелачивания отдельных слоев или пачек слоев стекающими по обрыву водами, при большом значении биохимического выветривания (под действием поселяющихся на периодически увлажняемых поверхностях низших растений). В речных долинах и на берегах морей в поверхностном выщелачивании основную роль играют речные и морские воды. На морских берегах растворяющее действие морской воды сочетается с абразией.

В процессе образования более глубоких ниш существенное значение приобретают коррозия за счет вод, просачивающихся по трещинам в горной породе, и, кроме того, обрушение глыб породы из-за расширения трещин вследствие выщелачивания их плоскостей.

В известняковых нишах субтропических и тропических областей встречаются натечно-капельные образования. Сталактиты, сливаясь, образуют занавеси и драпировки.

Естественные мосты и арки чаще всего возникают при обрушении потолка пещерных тоннелей, а иногда и ниш.

1.2.2 подземные формы карста

Среди подземных карстовых форм можно выделить карстовые колодцы и шахты, пропасти и пещеры.

Карстовые колодцы и шахты – это вертикальные или крутонаклонные пропасти, различающиеся между собой по глубине; к шахтам относятся пропасти глубже 20 метров, достигающие несколько десятков, а то и сотен метров. Полости колодцев и шахт могут быть провальными (гравитационными), гравитационно-коррозионными, образованными путем выщелачивания водой карстующейся породы по трещинам и частичных обрушений; нивально-коррозионными, возникшими вследствие корродирующего действия (по трещинам) талых снеговых вод; коррозионно-эрозионными, которые образованы устремляющимися по трещинам вниз водными потоками, производящими размыв, подготавливаемый растворением по спайкам зерен горной породы; образованные подобным же действием восходящих по трещинам артезианских вод.

Карстовые пропасти представляют собой комбинации естественных шахт с горизонтальными и наклонными пещерными ходами. К ним относятся, в частности, глубочайшие карстовые пропасти мира, достигающие глубины 1000 метров и более.

Самыми крупными подземными формами карстового рельефа является карстовые пещеры. Они представляют собой систему горизонтальных или несколько наклонных каналов, туннелей, сложно ветвящихся и образующих огромные залы или грот, имеющие высоту в несколько десятков метров. Пещеры между собой могут соединяться туннелями, провалами или узкими щелями. По каналам нередко протекают подземные реки, а на дне пещер располагаются подземные озера. Подземы реки не только выщелачивают соприкасающиеся с ними горные породы, но и производят большое эрозионное воздействие.

Большинство карстовых пещер образуется при ведущей роли выщелачивания, часто при совместном действии растворения и размыва горных пород (размыва, подготавливаемого растворением по спайкам зерен). Значительна бывает и роль обрушения породы, особенно на зрелых стадиях разработки пещерных полостей. Некоторые пещеры возникли под действием термальных и минеральных вод. Пещерные полости так называемого «рудного карста» развились под действием на известняк сернокислых растворов, образовавшихся при окислении пирита и других сульфидов. Встречаются пещеры, представляющие собой в основе сильно раскрытые тектонические трещины, но моделированные процессами выщелачивания (подземные карры и пр.) и осаждения по стенам трещин натечно-капельных образований.

(рис 3) Натёчные образования в пещере Катерлох, Австрия.

Пещерные полости могут развиваться в зоне аэрации, т.е. в зоне вертикальной циркуляции просачивающихся вод. Однако большие карстовые пещеры зародились в основном при полном заполнении пещерных каналов подземными водами, в зоне полного насыщения, и вода в них циркулировала под гидростатическим давлением. Различают ряд стадий их развития, относящихся к эпохам полного и частичного заполнения водой – напорной эпохе и безнапорной. На основе переработки схемы Г.А. Максимовича Л.И. Маруашвили выделил семь стадий: три – в напорной эпохе эволюции (трещинная, щелевая, каналовая) и четыре в безнапорной (воклюзовая, водно-галерейная, сухо-галерейная, грото-камерная).

При восходящем развитии земной коры в условиях большой мощности известняковых толщ и складчатой структуры возникают многоэтажные системы пещерных галерей

Известны значительные многоэтажные пещерные системы. Палеозоологические и археологические данные свидетельствуют о более древнем возрасте верхних этажей в сравнении с нижними, указывая на некоторую аналогию развития пещер и террасовых уровней речных долин.

В морфологии пещерных полостей большая роль принадлежит трещиноватости карстующихся пород и натечно-капельным образованиям. При разработке пещерных тоннелей по вертикальным и круто наклонным трещинам они отличаются прямолинейностью, резкими «коленчатыми» изгибами. Под разными уклонами от них отходят ответвления. Нередко тоннели пересекаются, образуя сложные решетчатые лабиринты. Эволюция натечно-капельных образований зависит от уменьшения притоков воды в пещеру при переходе от воклюзовой к водно-галерейной и сухо-галерейной стадиям. Сначала развиваются наплывы на полу пещеры, гуры, затем сталагмиты с широким основанием, сменяющиеся далее палкообразными. И лишь когда приток воды снижается до 0,1 – 0,01 куб. см в сек, появляются сталактиты. При общем снижении обводненности пещеры в процессе ее эволюции на одной и той же стадии наблюдается в разных частях пещерной полости неодинаковые притоки воды, отчего появляются различные формы натечно-капельных образований.

Пещеры-ледники характеризуются ледяными натечно-капельными и кристаллическими образованиями. Выделено семь типов карстовых полостей-ледников, различающихся по условиям возникновения пещерного холода, накопления снега и льда. Три типа относятся к области вечной мерзлоты, где пещерный лед представляет собой ее особую форму .

(рис 4)Ледниковая пещера на краю ледника Фолл, Шпицберген.

1.3 Классификация карста и вопрос о его районировании

На международной спелеологической конференции в Брно (1964 г.) была предложена классификация карста СССР, основанная на совмещении шести морфолого-генетических и пяти литологических типов. Теперь эта классификация дополнена и здесь будет также говориться о типах карста, которые не встречаются на территории бывшего СССР, но известны в других странах, преимущественно в тропических широтах.

Выделенные морфолого-генетические типы существенно отличаются друг от друга морфологически и генетически различными поверхностными, а иногда и подземными карстовыми формами и их сочетаниями. Литологические различия учитываются уже при выделении типов, потому что разная растворимость горных пород, скорость растворения и быстрота насыщения растворителя, различия в процессах растворения карбонатных и некарбонатных пород, их разные изменения от температурных, а поэтому и климатических условий – все это влияет на особенности развития карста, его морфологию и инженерно-геологическую оценку.

Полученные при совмещении морфолого-генетической и литологической классификаций типы карста группируются в два класса равнинного и горного карста (с подклассами низкогорного, среднегорного и высокогорного).

М.М. Свитинг выделяет четыре основных типа карста:

настоящий карст (холокарст);

флювиокарст;

гляциально-нивальный карст, включая карст области вечной мерзлоты;

аридный и семиаридный карст (причем последний тип рассматривается в главе о тропическом карсте и характеризуется лишь особенностями его тропических и субтропических вариантов).

Наметки подобной общегеографической классификации давались ранее, однако представляется, что выделенные Свитинг общегеографические типы карста слишком широки, каждый из них включает по несколько типов более дробной классификации Гвоздецкого, учитывающей не только общую физико-географическую обстановку развития карста, но также и характер и толщину покрова над карстующимися горными породами (выделение одного типа флювиокарста этого не дает) и очень важные литологические особенности.

Гвоздецким были выделены следующие морфолого-генетические типы карста: 1) погребенный, или ископаемый карст; 2) бронированный карст; 3) покрытый карст; 4) задернованный карст; 5) полузадернованный и частично задернованный карст; 6) голый карст; 7) останцовый тропический карст (на территории бывшего СССР только реликтовый); 8) карст, развивающийся в условиях вечной мерзлоты; 9) морской карст.

Основные литологические типы, с которыми совмещаются морфолого-генетические, следующие: 1) известняковый карст; 2) доломитовый карст; 3) карст в мраморах; 4) меловой карст, в том числе в мелоподобных мергелях; 5) гипсовоангидритовый карст; 6) соляной карст.

Полученные путем совмещения обоих классификаций типы карста именуются следующим образом: голый известняковый карст, покрытый гипсово-ангидритовый карст, погребенный меловой карст, причем такие типы могут быть отнесены к равнинному или горному классу.

Все морфолого-генетические типы карста, выделенные на территории СССР, встречаются и в других странах. Например, карст, сочетающийся с вечной мерзлотой, развит на Шпицбергене, в Канаде.

Останцовый тропический карст современный, хотя и достаточно древний по началу своего формирования, развит в тропических широтах. Он представлен несколькими подтипами: башенным, коническим и куполовидным карстом. Башенный (с плосковерхими крутосклонными останцами) и конический карст нередко называют заимствованными из немецкого языка международными терминами – «турмкарст» и «кегелькарст». Иногда останцы поднимаются среди краевых равнин, в других случаях они не связаны с ними и тогда сочетаются с многочисленными впадинами.

В тропических широтах распространены также морфолого-генетические типы, аналоги которых имеются и в карсте умеренных широт. К особому морфолого-генетическому типу тропического карста должен быть отнесен карст коралловых рифов, приподнятых над уровнем океанского прибоя.

Своеобразный вариант голого карста встречается в суббореальном поясе в области ледникового сноса, с которым здесь связана оголенность известняковой поверхности.

Поскольку карст существенно влияет на отдельные компоненты географического ландшафта и физико-географический комплекс в целом, то это позволяет рассматривать закарстованные территории в качестве особых географических ландшафтов. Их классификационный ранг определяется степенью влияния карста на разные компоненты ландшафта и ландшафт в целом. А эта степень влияния зависит в первую очередь от типа карста.

Отличие районирования карста от большинства других видов природного районирования заключается в прерывистости его распространения. Выделение региональных единиц, особенно более высокого таксономического ранга, основывается на выделении несплошных ареалов.

Поскольку само существование карста определяется литологическими условиями, то в основу районирования должны быть положены геологические (литологический и тектонический) факторы. Но, кроме того, необходимо учитывать и физико-географические условия, во многом определяющие особенности карста, зачастую его морфолого-генетический тип и классификационный ранг географического ландшафта закарстованной территории.

Может быть предложена следующая таксономическая система районирования карста: карстовые страна – область – провинция – округ – район. Внутри района при детальном исследовании рекомендуется выделять типологические единицы (участки разных типов карста), однако при необходимости в качестве индивидуальных единиц могут выделяться также подрайоны и микрорайоны.

1.4 Методика карстовых исследований

Карстовый процесс не является непрерывным. Вековые, сезонные, даже суточные изменения режима температур, осадков и влажности воздуха влияют на его интенсивность. Поднятия и опускания вызывают смены периодов активизации и затухания закарстования. При движении вод от области питания к базису карстования происходит осаждение переносимых солей. Об этом свидетельствуют вторичная минерализация пустот в горных породах, кольматаж и заполнение макро- и микротрещин, натечные образования большой мощности в подземных полостях. Помимо неравномерности карстового процесса во времени весьма четко проявляется его неравномерность в пределах геологического пространства, обусловленная неоднородностью вещественного состава, структур и текстур горных пород, а также тектонической трещиноватостью.

Основными задачами карстолого-спелеологических исследований являются учет, прогноз и разработка мероприятий, предотвращающих вредное воздействие карста на хозяйственную деятельность человека. Изучение литологии и трещинной проницаемости карстующихся пород, как основных условий развития карста, должно способствовать решению этих задач.

Выделение типов и разновидностей пород, в различной степени подверженных закарстованию, проводится в первую очередь по их вещественному составу. Особое значение имеют количественные соотношения и структурные связи растворимых породообразующих минералов. Их определяют всеми современными методами, начиная с микроскопических и кончая химико-аналитическими, рентгеноструктурными, термическими, окрашивания, люминесцентными и инфракрасной спектроскопии. Особую роль играет выяснение характера вторичных процессов, изменяющих проницаемость пород: доломитизации, перекристаллизации, сульфатизации.

Важным моментом является анализ нерастворимых примесей. При этом необходимо не только выяснить минералогию нерастворимого остатка, в зависимости от которой уменьшается или увеличивается водопропускная способность породы, но и установить гранулометрический его состав, который определяет соотношение коррозии и эрозии в карстовом процессе. Структурные и текстурные характеристики породы, зависящие от ее вещественного состава, условий отложения и преобразования осадка, исследуются при литолого-фациальном анализе, проводимом как в полевых условиях, так и камерально. Под микроскопом изучаются большие шлифы, где можно наблюдать переход одних участков микроструктур в другие, выяснить характер вторичных процессов. В таких шлифах необходимо определять поровую и микротрещинную проницаемость. Для выделенных разновидностей пород следует определять вводно-физические и инженерно-геологические характеристики. После статистической обработки характеристик пород, полученных в полевых и лабораторных условиях, можно выделить ряд факторов, влияющих на скорость карстообразования, морфологию карстопроявлений и интенсивность карстового процесса.

Результаты аналитических работ позволяют построить ряд карт и схем. Эти карты могут служить основой для карстологического районирования и прогнозирования хода современных геодинамических процессов.

Исследование трещиноватости горных пород проводится поэтапно. Каждые последующий этап может быть результативным лишь при условии выполнения предыдущего этапа и получения соответствующих вторичных материалов.

На первом этапе при проведении полевых исследований собирают фактический материал. Традиционные методы изучения трещин позволяют выявить и задокументировать элементы их ориентировки в пространстве, характер поверхностей, размеры элементов трещин (протяженность, зияние), состав и степень заполнения, данные по водоотдаче. Непосредственным измерением могут быть получены характеристики густоты трещин, однако в большинстве случаем для этого необходимы пересчеты на угол среза фронтом обнажения. Обязательной является фиксация приуроченности трещин к элементам тектонической структуры и литологическим комплексам пород, а также расположения трещин в пределах обнажения и размеров исследуемых площадок.

В настоящее время все большее значение приобретают фотометоды: фототеодолитная съемка и аэрофотосъемка, позволяющие не только сократить время проведения полевых исследований, но и повысить точность измерения крупных трещин, дешифрируемых на снимках, а также оконтуривать и привязывать с высокой точностью к картам участки с разнотипной трещиноватостью. Эти методы дают возможность изучить крупные и редкие трещины, обнаруживаемые по изменению отражающей способности грунтов, малым формам рельефа, характеру распределения растительность. Зачастую карстовые формы рельефа приурочены к таким трещинам (либо к их пересечениям), а полости и пещеры ориентируются вдоль них. Первичным материалом в этом случае является фотоснимок и элементы его привязки к местности и аппаратуре. Чтобы перейти к статистической обработке данных о трещиноватости необходим камеральный этап дешифрования снимка и схема зафиксированной на нем информации с применением стереокомпараторов.

В последнее время широкое распространение получили методы морфоструктурного анализа территорий по крупномасштабным топографическим картам. Их можно рассматривать как родственные фотометодам, однако, поскольку при этом используются вторичные материалы (карты, построенные с применением стереофотограмметрии), отражающие главным образом элементы рельефа, гидрографической и эрозионной сети, то в этом случае могут быть выделены еще более крупные линеаменты. Для изучения проницаемости горных пород целесообразно применять петрографические методы изучения трещиноватости в шлифах и пришлифовках, когда объектом исследования являются малые и микротрещины.

Второй этап изучения трещиноватости заключается в статистической обработке первичного материала, что позволяет перейти к характеристике трещиноватости как совокупности тесно связанных между собой генетически и приуроченных к определенным геологическим телам трещинных систем. Применяемые методы определяют детальность и достоверность выводов при последующем анализе трещиноватости. Важное значение приобретает учет точности исходных данных. Моделировка поверхностей трещин приводит к снижению точности их ориентировки, что вынуждает при составлении распределений трещин ранжировать замеры по классам увеличенной ширины.

Статистическая обработка первичного материала позволяет сгруппировать материал в соответствии с геологической задачей, получить описательные характеристики трещиноватости, выполнить графические построения, рассчитать статистику распределений и выявить основные системы трещин, вычислить значения густоты трещин различных направлений и суммарной густоты, оценить обусловленную трещиноватостью анизотропию свойств разреза. К сожалению, изучение трещиноватости часто носит описательный характер, реже – сравнительный характер и завершается составлением роз-диаграмм азимутального типа. Остаются неиспользованными возможности выявления связей трещиноватости с тектонической структурой района, с вещественным составом и инженерно-геологическими характеристиками пород, с обвовдненностью разреза. На третьем этапе анализируется трещиноватость. При этом используются результаты статистической обработки, рассматриваемые на фоне тектонической структуры, литологических, инженерно-геологических либо гидрогеологических характеристик разреза исследуемого участка. На данном этапе выбирается рабочая гипотеза, вычисляются статистики связей, и проверяется коррелируемость статистик распределений трещин с характеристиками изучаемых явлений, оценивается согласие распределения с рабочей гипотезой, анализируются не учтенные рабочей гипотезой влияния, устанавливаются закономерные, обычно стохастические, реже функциональные связи между трещиноватостью и изучаемыми явлениями. В результате можно получить математическую модель явления или одномерный (профиль), двумерный (разрез, план) либо трехмерный (карта) графический материал, характеризующий эту модель.

На заключительном этапе составляется прогноз исследуемого явления. Прогноз может использоваться для построения карт на участки, недостаточно охарактеризованные первичным материалом, но позволяющим оценить вероятность применимости полученной модели. Более сложным является прогноз динамики процесса, поскольку полученная модель не всегда допускает возможность непосредственной экстраполяции во времени.

Изучение параметров и характеристик трещиноватости, трещинной проницаемости, трещинной анизотропии разреза, а также выявление связей и влияния трещиноватости на гидрогеологические и инженерно-геологические характеристики карстующихся толщ, является необходимым, но не достаточным условием для составления прогноза хода карстового процесса и выработкой схемы мероприятий для снижения либо предотвращения вредных его воздействий на народное хозяйство и окружающую среду. В связи с этим большое значение приобретает специальное литологическое изучение скорости карстования различных генетических и структурных разновидностей карстующихся пород, влияния нерастворимых примесей на карстовый процесс, а также выявление при изучении вторичной минерализации пород и заполнителей трещинно-полостных систем признаков активизации либо затухания карста. В данном случае также целесообразно применение аппарата статистической обработки получаемых первичных материалов.

Внедрение в геологическую практику компьютерной техники позволяет резко сократить трудоемкость вычислительных операций и повысить эффективность карстолого-спелеологических исследований.

Глава 2. Факторы карстообразования

Среди факторов, определяющих процесс карстообразования, Н.А. Гвоздецкий выделяет следующие: химический состав горных пород, их структуру, трещиноватость, покровные образовании и рельеф, силу тяжести, подземные воды, тектонические структуры, мощность карстующихся пород.

2.1 Химический состав горных пород

Можно утверждать, что, при прочих равных условиях, степень закарстованности больше там, где больше содержится в ней нерастворимых примесей. Влияние других факторов, как то: трещиноватости породы, количества, скорости движения и агрессивности циркулирующих вод, может сильно затушевывать влияние химического состава породы и иногда резко изменять картину.

Однако бывают исключения из выше сформулированного правила. Изучение воздействия подземных вод на мергели и другие нерастворяющиеся породы показало, что следует различать понятия растворения и разрушения породы. Под разрушением понимают суммарный результат выщелачивания из горной породы растворимых веществ и механического выноса током воды нерастворимого остатка. Бывает, что разрушение породы идет во много раз интенсивнее растворения. Там, где движение воды замедляется, нерастворимый остаток оседает, взвешенные частицы мути отстаиваются, – происходит отложение карстовой или пещерной глины

Разрушение породы в сравнении с растворением имеет особенно большое значение при образовании карстовых форм, а также в том случае, когда горная порода состоит из неодинаково растворимых минералов.

Если горная порода состоит из минералов с неодинаковой растворимостью и скоростью растворения, процесс ее разрушения усложняется. В известковистых доломитах, например, доломит и кварцит растворяются с разной быстротой в зависимости от их количественного соотношения в породе и скорости движения воды. При содержании доломита около 2 проц. скорость растворения кальцита меньше, чем доломита, при увеличении количества доломита соотношения скоростей растворения становится обратным и в первую очередь выщелачивается кальцит. Поэтому при растворении сильно доломитизированных известняков и известковистых доломитов. В виде остаточного продукта выщелачивания накапливается рыхлый доломит.

Отмечено, что в подобных литологических условиях карстовый процесс проявляется в разработке мелких многочисленных каверн, в высокой пористости породы, ничтожной ее прочности и в конечной стадии процесса – разрушении скальной породы с превращением ее в рыхлую мучнистую массу.

2.2 Структура горных пород

На влияние химического состава горной породы, выражающегося в наличии или отсутствии значительного количества нерастворимой примеси, накладывается влияние структуры породы, которое затушевывает влияние химического состава при мелких его вариациях.

Большое значение имеет пористость, дающая возможность проникновения воды внутрь блоков пород, заключенных между трещинами, и даже просачивания сквозь нетрещиноватые толщи. Пористость сильно увеличивает поверхность соприкосновения воды с породой, что способствует разрушению породы путем растворения.

При лабораторных исследования растворимости доломитов было установлено, что наиболее растворимы среднезернистые и особенно разнозернистые породы. Значительно труднее растворимы микрозернистые и крупнокристаллические карбонатные породы. Но растворимость мелких кристаллов выше, чем крупных, и плохая растворимость мелкокристаллических пород связана с их малой пористостью.

2.3 Трещиноватость горных пород

Трещиноватость горных пород является основным условием развития карста. Известняки являются плотной водонепроницаемой породой, циркуляция воды в них может происходить только по трещинам. Такими же плотными водонепроницаемыми породами в большинстве случаев являются гипсы и другие карстующиеся породы. Вот почему трещиноватость пород играет исключительную роль в процессе закарстовывания.

Влияние трещиноватости на развитие карста подчеркивалось очень многими исследователями карстовых форм, особенно исследователями пещер.

Геологические памятники природы как обнажения редких горных пород и минералов. Геоморфологические участки речных долин с широким развитием скалистых обнажений. Пещеры и карстовые формы рельефа. Уральская карстовая страна как одна из крупнейших в России.

Понятие карста и описание основных подземных и поверхностных карстовых форм рельефа. Факторы, влияющие на развитие карстового процесса и формирование карстовых форм рельефа. Характеристика основных карстовых областей в пределах Красноярского края.

Денудации как разрушение пород, а аккумуляция – накопление, повышение земной поверхности. Характеристика процессов дефляции, развевания и корразии. Опасность оврагов и оползней. Денудационная деятельность подземных вод, моря и ледниковых процессов.

Сущность и основные факторы, провоцирующие развитие карст-процессов в природе, их результаты. Характеристика карстовых пещер, стадии их развития, классификация и разновидности. Карстовые колодцы, шахты и пропасти. Условия, возможности образования карста.

Инженерная геология в проектировании и строительстве промышленно-гражданских сооружений и их эксплуатации. Показатели физических свойств грунтов, их единицы измерения. Грунтовые воды. Закон Дарси, коэффициент фильтрации. Трещинные подземные воды.

Изучение сущности и происхождения карста (карстовых явлений) - ряда явлений, вызванных растворением (выщелачиванием) некоторых горных пород. Отличительные черты карстовых явлений в Ново-Афонской пещере на Кавказе. Особенности пещерной фауны, спелеофауны.

Общая характеристика Земли как планеты: строение, основные элементы поверхности суши и дна океанов. Главные породообразующие минералы, их классификация. Геология деятельность подземных вод; карстовые и суффозионные отложения; интрузивный магматизм.

Инженерное освоение и преобразование геологической среды. Физико-географический очерк Алтае-Саянского региона. Стратиграфия и тектоника. История геологического развития. Докайнозойские и кайнозойские этапы развития. Гидрогеологические условия.

ГЛАВА. Происхождение и изменения карбонатных пород СЕДИМЕНТОГЕНЕЗ. Карбонатными породами, как известно, нередко сложены значитель-ные по мощности толщи. Принято считать, что исходным материалом для образования карбонатных пород служили растворенные в водах соли каль-ция и магния. При избыточ...

Описание географического положения и климатических условий Гафурийского района. Проведение сезонных измерений высоты и обхвата ледника Аскинской пещеры. Выявление возможных причин изменения ледяных сталагмитов в неорганизованной рекреационной нагрузке.

Классификация коллекторов терригенного и карбонатного состава. Гранулометрический состав пород. Трещины диагенетического происхождения. Закономерности в расположении и ориентировке трещин в горной породе. Методы определения остаточной воды в пластах.

Подвижность и непостоянство физических состояний земной коры, газообразной и водной оболочек, процессы, действующие на рельеф. Особенности рельефа Земли, морфология равнин и горных стран. Геоморфологические процессы, происходящие на земной поверхности.

Разница в использовании термина "элювиация" в геологии и почвоведении. Формы рельефа, связанные с процессами карстования. Основные факторы, которые определяют современные осадконакопления. Таблица факторов, вызывающих собственно-гравитационные процессы.

История развития и становления рельефа на юге Ивановской области. Геоморфология территории: ледниковые формы рельефа и морфология речных долин. Характерные проявления экзогенных геологических процессов и факторов, влияющих на них. Карстовые процессы.

СЛОВАРЬ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТЕРМИНОВ Общегеологические термины Базис денудации – подошва склона, с которого процессами денудации сносятся вниз продукты выветривания.

Экзогенное и эндогенное происхождение подземных вод. Физико-географические явления, связанные с деятельностью подземных вод: оползень, суффозия, карст. Особенности водного баланса, режимы зоны аэрации. Температурный и гидрохимический режимы грунтовых вод.

Более разнообразен. Работа рек проходит в подземельях, глубина которых достигает нескольких километров.

Подземный рельеф - это бесчисленные пещеры и пропасти, шахты и воронки. Воды, текущие здесь в полной темноте, редко прорываются на поверхность. Подземные озера, словно черные зеркала. Они полны тайн, в них скрыт пещерный жемчуг. Это такой своеобразный мир, природа которого изучена еще плохо. Это мир сталагмитов и сталактитов. Все это называют карстовым рельефом, или просто карстом. Термин «карст» происходит от названия плато Карст (Крас), которое расположено на одном из полуостровов в Адриатике. Почти безводное плато изобилует воронками, сухими котловинами, провалами, трещинами, бездонными колодцами. - комплекс форм, созданный природой в результате растворения водой и выпадения в осадок растворенного материала. Формы карстового рельефа обладают размерами от первых сантиметров (карры, лунки, борозды и пр.) до многих сотен метров и километров. О неровностях рельефа величиной менее 1 см известно мало.

Карстовый рельеф обычно формируется в областях, сложенных водорастворимыми породами. Чаше всего ими являются известняки, доломиты, гипсы, ангидриты, мраморы, соленосные глины и соль. Растворение происходит с большой скоростью, из-за чего эту группу даже называют карстующимися породами. Но растворению подвержены и сланцы, песчаники, граниты, кварциты, базальты и др. Скорость растворения у них в десятки тысяч раз меньше, чем у карстующихся пород.

Карстообразование происходит потому, что есть не только горные породы и , поддающиеся растворению, но и проточные воды и трещины в горных породах. Человек видит поздние стадии образования карста, поскольку наблюдения за миграцией воды по тончайшим трещинам невозможны. Механизмы образования карстового рельефа на первых стадиях, скорее всего, связаны с проницаемостью горной породы. Наиболее распространенными формами карстового рельефа являются воронки, блюдца, шахты, колодцы, карры, долины, полья, пещеры, котлы, плотины и занавеси, террасы, сталактиты, сталагмиты и т. д.

Карры образуются обычно на поверхности трещиноватых известняков и доломитов дождевыми водами, струйки которых создают промоины. Огромные карровые поля находятся в , их глубина достигает нескольких метров. Карстовые воронки на поверхности встречаются чаше. Их диаметр — от 1 до 500 м, а глубина — от 0,5 до 45 м. Цепочки воронок нередко сливаются, образуя карстовые долины.

В Родопах (Южная ) находятся удивительные создания природы - скальные мосты. Они представляют собой огромные арки, перекинутые через крупные долины, по дну которых сейчас протекает едва заметный ручеек. Это остатки древних подземных долин, пересекавших эту часть Родоп 1,5 млн. лет назад. Многие тысячелетия подземные воды растворяли мраморы, разрушали стены пещер и создавали фантастический мир подземелий. Наконец стены пещер не выдержали и обрушились, отодвинув русло подземной реки в сторону. Высота «чудесных мостов» достигает 30 м, а ширина - 50 м. Здесь, в нишах бывших , открыты стоянки древнего человека, обнаружены каменные топоры, керамика.

Плато Карст (территория и ) - каменистая пустыня, поражающая своим унылым видом. Здесь нет воды и не видно зелени. Поверхность его покрыта трещинами, ямами, рытвинами и воронками. Есть тут и реки, но они текут под поверхностью земли в темных и сырых подземных руслах. Помимо безводья на каждом шагу путешественника ожидают глубокие трещины, провалы, бездонные колодцы. Встречаются участки, где воронки буквально, как оспины, изрыли поверхность. Их количество достигает 150 штук на квадратный километр. Красно-бурые глины с щебнем, обнаруженные на дне воронок, являются продуктом не только химического растворения известняков, но и смыва по трещинам карстующегося массива, а также пыли, приносимой ветром.

Шахты и колодцы представляют собой узкие, почти вертикальные каналы, образованные при расширении трещин. Диаметр колодцев различен - от 0.3 до 350 м, глубина может достигать 1300 м. Карстовые долины, занимаемые руслами как подземных, так и наземных рек, характеризуются резкой ступенчатостью продольного профиля. Странные реки появляются из пещеры, текут на протяжении нескольких километров по поверхности и вновь скрываются в пещере. Эти долины - без поймы, без террас, без паводков и наводнений. Особым видом карста являются полья - замкнутые или полузамкнутые котловины. Площади польев достигают 500 - 600 км2, глубина - сотен метров, ширина - 10 - 15 км. Одно из них - в северо-западной части Динарского нагорья - занимает площадь 380 км2. Ось котловины совпадает с направлением горных хребтов и ориентировкой складчатых структур. В периоды сильных ливней тонкие частички грунта смываются и постепенно все трещины заполняются водой. Это ведет к прекращению фильтрации, а атмосферные осадки способствуют заиливанию котловин.

Карстовые пещеры находятся глубоко под землей. Они очень разнообразны по размерам и конфигурации, что объясняется не только залеганием карстуюшихся пород, но и определенной стадией их развития. В пещерах среди многочисленных форм карста, связанных с накоплением растворенного вещества, известны в основном сталактиты и сталагмиты. Известковые сосульки - сталактиты - достигают высоты в несколько метров и толщины 1,5 - 5 м. В процессе роста сталактитов в воде уменьшается содержание СаСОз. Выпавший в осадок углекислый кальций цементирует обломочный материал и образует карбонатные натеки. Сталагмиты - известковые столбы и конусы - растут снизу вверх и достигают высоты 15 - 20 м. Все это происходит очень медленно. Подсчитано, что сталагмит в Карлсбадской пещере высотой 19 м формировался около 50 млн. лет. К натечным формам карстового рельефа относятся плотины, перегораживающие подземные ходы. За подобными плотинами возникают озера. Но возраст плотин более молодой, чем сталагмитов, - 9 - 10 тыс. лет. Под воздействием теплых влажных муссонов известняковые породы подвергаются карстованию, в результате чего возникает много причудливых пейзажей: то над пропастью поднимаются отвесные скалы, то в горах зияют глубокие пещеры, то через реки перекинуты каменные мосты. Все это называется башенным карстом. В некоторых районах, где известняковые породы подверглись разрушениям, образовались округлые долины с ровным днищем. В таких долинах на одинаковом отдалении друг от друга возвышаются конусообразные известняковые холмы, а у их подножия амфитеатром располагаются ступенчатые поля, что делает каждый холм похожим на гигантский замок с крепостными стенами и сторожевыми башнями. Иногда в долинах видны небольшие холмы с острыми вершинами, издали напоминающими огромные стога сена. Карстовые долины, как правило, очень широкие, а посреди них нередко встречаются глыбы известняков.

В теплых и влажных условиях тропиков карстовый рельеф принимает причудливые формы. Выделяются куполовидные холмы и гряды, башни, острые конусы, карстовые равнины. Системы округлых куполов рассечены ущельями, возникшими по тектоническим трещинам. Периферия куполов обрамлена башенным карстом. Карстовые котловины и равнины разделены зазубренными грядами и глубокими ложбинами. Обломки известняков, упавшие со склонов башен или куполов, быстро разрушаются.

Густая растительность, покрывающая склоны, способствует активности вод с содержанием кислот разного состава. Поэтому, как правило, у подножий карстовых холмов или небольших гор не происходит накопления обломков. Выветривание превращает их в песок и глину, которые в дождливые периоды быстро выносятся струями воды. Наибольшая интенсивность карстовых процессов - во влажных областях, а наименьшая - в сухих.

Текучей водой растворяются не только карбонатные и соленосные, но и силикатные породы, в которых этот процесс протекает в тысячи раз медленнее. Растворяются песчаники, граниты, сланцы и другие кристаллические породы. Речная вода, протекающая по таким породам во влажных тропиках, содержит много растворимого кремнезема. Формы рельефа, связанные с силикатным карстом, разнообразны. На в Южной Америке в кварцитах наблюдаются провалы, колодцы, шахты, воронки. На плато Гуайкуинима в в кварцитах обнаружена даже система пещер протяженностью около 2 км с горизонтальными ходами и глубокими колодцами.

Гигантские шахты диаметром 350 м и глубиной более 500 м наблюдаются на плато Рорайма, сложенном древними кварцитами. На основании анализа кварцитов, в которых есть силикатный карст, можно сделать вывод, что здесь происходит растворение, как зерен кварца, так и силикатного цемента. Причем процесс должен не прекращаться десятки и сотни миллионов лет.

Формы силикатного карста образуются в результате, как растворения горных пород, так и их биохимического выветривания.

Карстовые формы поверхностные и подземные , совокупность морфоскулыгт. форм рельефа с избират. разрушением растворимых пород на его поверхности и под землей.

Поверхностные карстовые формы.

Карры — мелкие карстовые формы. Образуются под воздействием дождевых и талых снеговых вод на обнаж. поверхности растворимых пород. Имеют вид разнообразных углублений — лунок, бороздок, канавок, щелей, дыр глубиной неск. сантиметров и более. Подобные формы характерны для горных районов с тропич. и субтропич. климатом, но встречаются (чрезвычайно редко) и в пределах Чел. обл., в долинах pp. Увелька (район карстового лога Казачий Стан, Увел. р-н) и Янгелька (Пещерный лог вАгапов. р-не).

Воронки — наиб. распростран. карстовые формы. На терр. Чел. обл. встречаются повсеместно во всех районах, на участках, слож. различными осадочными карстующимися породами. Образуются в процессе растворения, постепенного углубления и расширения трещин или верх, части поноров, а также при обрушении кровли над подземными карстовыми пустотами — пещерами и каналами. Форма карстовых воронок разнообразная: чаще встречаются округлые, реже овальные или неправильной формы. Две воронки при слиянии образуют в плане восьмерку, неск. воронок — сложную лопастную форму. Вертикальный разрез воронок также различен — блюдце-, конусо-, чаше- и колодцеобразной форм. Иногда в бортах больших воронок развивается неск. малых. По размерам воронки делятся на небольшие (1—5 м в поперечнике) и ср. (5—25 м); редко встречаются большие воронки (25—100, а также 100—200 м и более). В вост. части Чел. обл., в лесостепной и степной зонах, обычны блюдцеобразные воронки глуб. до 5 м, реже встречаются конусообразные и провальные (Агапов., Касл., Увел. р-ны). На зап. склонах возвышенностей в горно-лесной зоне (Ашин., Катав-Иванов., Сатк. и Нязепетров. р-ны) наиб. распространены конусо- и колодцеобразные, часто провальные воронки со скальными обнажениями глуб. до 25 м и более. Особенно мн. подобных образований на Шалашовско-Миньярском плато (Ашин. р-н) и Шемахинском карстовом поле (Нязепетров. р-н). Здесь на 1 км 2 насчитывается 100 и более воронок. При заиливании трещин и поноров, имеющихся на дне воронок, глинистыми водонепроницаемыми отложениями последние могут превращаться в карстовые озера.

Карстовоэрозионные овраги , лога и суходолы. Образуются в случае линейного расположения карстовых воронок вдоль разрывных тектонич. трещин в процессе растворения и размыва карстующихся пород. Наиб. известны в Чел. обл.: Казачий Стан и Жемерякский карстовый лог в Увел. р-не; Пещерный и Каменный лога в Агапов. р-не; суходол р. Сухая Шемаха и Козитовый овраг в Нязепетров. р-не; Кургазак-ский, Барсучий лога и суходол р. Каменки в Сатк. р-не; суходол р. Сим в Катав-Иванов. р-не; Киселевский, Ериклинский, Старошалашовский лога, Широкий и Сухой долы в Ашин. р-не; Провальный лог на терр. Усть-Катавского гор. округа.

Карстовые котловины и полья — наиб. значит. по размерам поверхностные карстовые формы в виде обширных продолговатых замкнутых понижений. Дно их обычно ровное, заполнено отложениями, принес. ручьями и реками, а также красноземом, оставшимся в виде нерастворимого осадка после выщелачивания известняков. Над ровным дном польев иногда возвышаются известняковые холмы или карстовые останцы. Размеры котловин, как правило, более 100—200 м, польев — значит. больше (от 2—3 до десятков и сотен квадратных километров). Подобные формы характерны в осн. для вост. и юго-вост. районов области, являются древними по возрасту, погребенными под более поздними отложениями. Содержат в себе большие запасы подземных вод и различные полезные ископаемые. Одним из примеров таких форм служит карстовая депрессия дл. 3 км с полостями, кавернами и крупными трещинами, заполн. водой, обнаруж. под 40—50-м слоем аллювия р. М. Кизил и его притоков (Аналык и Кирсы) в Магнитогорской карстовой области.

Карстовые озера . Возникают в результате заполнения водой отрицат. форм карстового рельефа. Характерны для вост. склонов Юж. Урала и Заурал. возвыш. равнины. Расположены на стыке денудационно-эрозионной платформы Вост. Приуралья и Зап.-Сиб. низм., по линии шир. 1,5—2 км, проходящей от р. Синары через Чел. до гг. Троицк, Карталы и пос. Бреды. Выделяют 3 осн. типа карстовых озер: питающиеся поверхностными водами, питающиеся подземными водами и со смешанным питанием. Карстовые озера поверхностного питания возникли в результате закупоривания поноров на дне карстовых воронок, карстовых долин и карстово-эрозионных оврагов. Озера подземного питания наполняются карстовыми источниками на дне и, как правило, имеют поверхностный сток, дающий начало постоянным ручьям и рекам. Они приурочены к глубоким карстово-суффозионным и карстовым провальным воронкам и шахтам, дно к-рых расположено ниже уровня подземных вод. Озера подземного питания в результате роста площади поверхностного водосбора могут превращаться в озера со смешанным питанием. Постоянно и периодически затопляемые полья также имеют смешанное питание. В Чел. обл. наиб, известны крупные карстовые озера: Бо-ровушка в Еткул. р-не (площадь акватории 0,16 км 2) Круглое в Красноарм. р-не, в окрестностях одноим. деревни (площадь 0,052 км 2).

Поноры — естеств. отверстия на поверхности закарстов. массивов, в зоне вертикально нисходящей циркуляции вод. Имеют вид открытых зияющих отверстий и являются неотъемлемым элементом морфологии карстового ландшафта. Образуются из трещин карровых углублений путем растворения и механич. разрушения карстовых пород. Различают поноры: временно и постоянно поглощающие воду (отводят ее в глубь массива), открытые и закрытые под водопроницаемыми отложениями; по типам: щелевидные, цилиндрич. (колодцеобразные) и воронкообразные. Воронко- и колодцеобразные поноры в поперечнике обычно не более 0,6—1 м. Из воронкообразных поноров обычно развиваются карстовые воронки, а при соответствующих условиях — карстовые котловины. Из цилиндрич. поноров развиваются карстовые колодцы, а при многократном поднятии района, а также углублении или расширении карстового колодца последний превращается в карстовую шахту. Поноры достаточно широко распространены в карстовых районах Чел. обл., особенно в ее горной части, где они поглощают (полностью или частично) поверхностный сток ручьев, малых и больших рек. Наиб. крупными являются поноры: в русле р. Гремячей (приток р. Сухая Шемаха) в Нязепетров. р-не; вдоль ручья Покровского в Кургазакском логу и в долине р. Каменки в Сатк. р-не; у пещеры Верхняя Провальная яма в окрестностях г. Усть-Катава; в долине р. Сим у пещеры Игнатиевской в Катав-Иванов. р-не; в Широком долу в окрестностях г. Аша; в Сухом долу у пещеры Комсомольской и в русле р. Ати (у пос. Сухая Атя) в Ашин. р-не.

Карстовые ниши , навесы и гроты — разнообразные по форме и размерам углубления в обрывистых обнажениях карстующихся пород, не имеющие затемн. участков. Относятся к классу малых карстовых форм и по сути являются переходными между поверхностными и подземными формами карста. Ширина и высота подобных форм (от 1—2 до 10 м) намн. превышают их длину (глубину). Достаточно часто встречаются на терр. Чел. обл. в береговых обрывах или любых скальных обнажениях. К наиб. известным относятся гроты: Б. и М. Сер-пиевские (Катав-Иванов. р-н); Туннельный и Железнодорожный в хр. Казарменный гребень (Ашин. р-н), Катавские (окрестности г. Усть-Катава); Бийский (окрестности с. Айлино, Сатк. р-н); навесы Солнечная Лоджия и Зеленый у дер. Сикиязтамак (Сатк. р-н). Во мн. гротах, открытых солнечным лучам, сухих и теплых, археологами вскрыты культ. слои и выявлены следы пребывания древних людей (Б. и М. Серпиевские гроты, Араслановский грот на р. Уфе у с. Арасланова Нязепетров. р-на и др.).

Карстовые арки и мосты — сквозные отверстия в скалистых выходах карстовых пород преим. плотного состава (известняки, доломиты, мрамор). Образуются при поднятии горных массивов и врезании в них магистральных речных артерий, имеющих вид больших и длинных тоннелей. Разрушение карстовых тоннелей (частичное или полн.) происходит путем обрушения их кровли и сводов. На уцелевших участках карстовых тоннелей остаются естеств. мосты, самые узкие из к-рых наз. карстовыми арками. В процессе вскрытия речных потоков, протекающих в тоннелях, в зоне горизонтальной циркуляции при обрушении участков кровли наблюдается след. генетич. ряд: естеств. тоннель — естеств. тоннель с провальными окнами — естеств. мост в каньонообразной долине — естеств. мост в долине с более пологими склонами — естеств. арка. В Чел. обл. из подобных карстовых форм известен Каменный Мост. Он находится в междуречье Сухой Шемахи и Гремячей, близ ж.-д. ст. Сказ в Нязепетров. р-не; образовался в результате обрушения над речным тоннелем. Ряд др. карстовых арок и мостов образовался после обрушения сводов и боковых стен пещер. Они встречаются в долинах pp. Уфа, Лй, Сим, Юрю-зань, Урал и их притоков. Наиб. известные из них: карстовые арки на прав. берегу р. Ай в окрестностях дер. Ст. Пристань (Сатк. р-н) и т. н. Скала-кольцо (Каменное Кольцо) на прав. берегу р. Сим у с. Серпиевка (Катав-Иванов. р-н). Большой карстовый мост образовался в результате обвала свода над пещерой Ледяной Провал в междуречье Уфы и Куказа-ра, в 11 км от г. Нязепетровска.

Подземные карстовые формы.

Пещеры — естеств. полости в массивах, доступные для человека, имеющие не освещ. дневным светом участки с термодинамич. условиями, отличающимися от метеорологич. условий на поверхности, и имеющие длину (глубину), намного превышающую ширину и высоту. Образуются в зонах горизонтальной и сифонной циркуляции карстовых вод в результате растворяющей, размывающей и выносящей деят-сти этих вод при значит. участии подземных обвалов. Различают горизонтальные, наклонные и вертикальные пещеры. Горизонтальные пещеры подразделяются на коридорные, разветвл. и лабиринтовые, к-рые, в свою очередь, делятся на прямолинейные, извилистые, ветвистые, параллельные, переплетающиеся и сетевидные. К наклонным пещерам относятся полости, имеющие значит. уклон (от 15 до 60е), но в то же время лишенные к.-л. крупных вертикальных уступов; они подразделяются на восходящие и нисходящие. Вертикальные пещеры в чистом виде встречаются сравнительно редко. Обычно это верх, или ниж. части комплексных пещер, имеющих каскадное, шахто-или спиралеобразное строение (колодцы, шахты и пропасти). Все эти типы и виды пещер (кроме пропастей) широко представлены во всех районах Чел. обл., имеющих участки карстующихся пород.

Колодцы — вертикальные каналы более 1 ж в поперечнике и глуб. до 20 м, доступные для человека, без к.-л. значит. расширений и ответвлений. Встречаются на всей терр. Чел. обл., на участках карстующихся пород, но преим. в горных районах. Наиб. известны карстовые колодцы: Таганайский и Стешкин (Ашин. р-н); Волкова поляна и Аратский (Катав-Иванов, р-н); Чернецова и Ручейный (Сатк. р-н); неск. небольших колодцев в Пещерном логу (Агапов. р-н).

Шахты — вертикальные, доступные для человека, сложные по морфологии карстовые полости глуб. 20 м и более со значит. расширениями, уступами и горизонтальными ответвлениями. Образуются в зоне вертикальной циркуляции карстовых вод при дальнейшем углублении и расширении карстовых поноров и колодцев путем выщелачивания и механич. воздействия вод. Карстовые шахты в Чел. обл. получили преимуществ. развитие на зап. склонах Юж. Урала в пределах Зап.-Урал. и Центр.-Урал. карстовых провинций. Это шахты Гулевскогол Еловая и Новогодняя в Нязепетров. р-не; Могильная, Большая Покровская яма (Шахта-47) и Малая Покровская яма (Шахта-30) в Сатк. р-не; Нижняя Провальная яма на терр. Усть-Катавского гор. округа; Олимпийская и ЛЭП в Ашин. р-не. На вост. склонах Юж. Урала отмечена только 1 карстовая шахта — Южная в Агапов. р-не. В Тагило-Магнитогорской, Вост.-Урал. и Заурал. спелеопровинциях в пределах Чел. обл. в карстовых районах, к-рые претерпели опускание, иногда в ходе бурения или горных карьерных работ вскрываются древние погребенные карстовые формы: пещеры, колодцы, шахты, депрессии, впадины и полья. Они заполнены песком, водой, глиной и др. отложениями, в т. ч. рудными (железо, никель и пр.), россыпными (золото) и т. д. Все это формы древнего мезокайнозойского карста, погребенного под более поздними отложениями и не выраж. в совр. рельефе.