Карст и его роль в формировании подземных форм карстового рельефа. Описание карстовых пещер Украины

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ГЕОЛОГИИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Общая геология

по теме: Карст и его роль в формировании подземных форм карстового рельефа. Описание карстовых пещер Украины

Выполнила:

Сотова Л.О.

Проверил:

Таранец В.И.

Донецк, 2012 год



Содержание

Вступление

1. Карст

1.1 Типология карста

1.2 Карстовые процессы

2. Роль карста в формировании поверхностных и подземных форм карстового рельефа

2.1 Поверхностные формы карстового рельефа

2.2 Подземные формы карстового рельефа

2.3 Формирование карста с Донецкой области

3. Описание карстовых пещер Украины

3.1 Расположения и районирование карста Украины

3.2 Карстовые пещеры Украины

Заключение

Список литературы



Вступление

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.

Задачи:

1. Раскрыть понятие карста;

2. Охарактеризовать роль карста в формировании поверхностных и подземных форм карстового рельефа;

3. Описать карстовые пещеры Украины.



1. Карст

Карст - сложный геологический процесс, в котором в зависимости от условий среды участвуют различные элементарные процессы.

Движущей силой карстового процесса является водообмен. Сущностью карстового процесса и важнейшим и уникальным свойством карстовых водообменных систем является прогрессирующее возрастание проницаемости пород и пространственной неоднородности и анизотропии емкостных и фильтрационных свойств карстовых коллекторов в результате активной циркуляции вод в растворимых породах и сопутствующего спелеогенеза. В результате развития карста происходит интенсификация водообмена и кардинальное изменение его структуры, а формируемая огромная пространственная неоднородность емкостных и фильтрационных свойств приводит к многоуровенности фильтрационной среды, к которой неприменимо допущение об условной сплошности.

Резкое возрастание структурной неоднородности геологической среды и неоднородности фильтрационных и физико-механических свойств пород в ходе карстогенной эволюции является главной причиной высокой чувствительности природных систем в карстовых регионах к различного рода антропогенным воздействиям и причиной возникновения разнообразных и острых геоэкологических проблем. Специфика природных условий и процессов в карстовых регионах требует особых подходов к природопользованию и охране геологической среды, в частности - к оценке уязвимости подземных вод. Особенности развития карста и его геолого-экологическая роли существенно различаются в различных типах карста.

1.1 Типология карста

Проблема типологии карста сложна и многогранна, ей посвящена обширная литература.

Оставляя за рамками данной работы ее всесторонний обзор, отметим несколько важных линий в развитии подходов к типологии карста. Б.Н. Иванов (1956) и И.Г. Глухов (1961) подчеркивали важность с точки зрения формирования подземных вод и развития карста наличия или отсутствия, а также проницаемости, некарстующегося покрова над растворимыми породами, предложив выделять в качестве основных типов карст открытый (покров отсутствует), полуоткрытый (присутствует проницаемый покров) и закрытый (присутствует слабопроницаемый покров). Б.Н. Иванов (1956) впервые высказал идею о придании этим типам эволюционного значения, рассматривая их как стадии развития карста на фоне восходящих неотектонических движений и геоморфологической эволюции.

В работах Дж. Квинлана (Quinlan, 1978) и Р.А. Цыкина (1990) разграничивается типологическая роль покровных толщ разного по отношению к карсту возраста: карст, сформированный до образования покрова и им перекрытый (палеокарст) и карст, сформированный после образования и при наличии покрова (собственно глубинный карст). Все эти идеи легли в основу схемы эволюционной типологии карста, разработанной Климчуком (Klimchouk, 1996) и Климчуком и Фордом (Klimchouk, Ford, 2000), рассматривающей типы карста в контексте общей геолого-геоморфологической эволюции и гидрогеологического цикла. В настоящее работе используются следующие критерии выделения основных типов карста по отношению к покровным отложениям.

В закрытом карсте процесс на поверхности не выражен, за исключением отдельных провальных форм, но может интенсивно развиваться под покровом с образованием полостей и карстовой проницаемости.

В полуоткрытом карсте (к нему относятся также территории со слабопроницаемым покровом, частично вскрытым эрозией) процесс выражен на поверхности в виде провальных и поглощающих форм. В открытом карсте некарстующийся покров отсутствует (за исключением почвенного) и на растворимых породах развиваются полноценные карстовые ландшафты. Характерной особенностью карстовых ландшафтов в открытом и полуоткрытом карсте является преобладание замкнутых форм, а также недоразвитость эрозионных систем и гидросети ввиду развитого дренирования подземными системами стока.

Факторы и процессы карстообразования в закрытых гидрогеологических структурах существенно отличны от таковых в гидрогеологических открытых обстановках, тогда как полуоткрытые структуры являются переходными от закрытого карста к открытому.

Районы открытого и закрытого карста характеризуются принципиально различными условиями питания и гидродинамическими профилями. В открытом карсте присутствуют все гидродинамические зоны, тогда как в закрытом карсте часто представлена только одна зона - полного насыщения, ее подзона напорных вод.

Кардинальные отличия в условиях питания и циркуляции подземных вод в закрытых и открытых условиях выражаются в формировании основных соответствующих генетических типов карста (спелеогенеза), различаемых в последние годы - гипогенного и эпигенного.

Гипогенные и эпигенные карстовые системы связаны с разными типами и сегментами региональных водообменных систем и, соответственно, формируются в различных гидродинамических, гидрохимических и термальных условиях.

Гипогенный карст формируется в условиях напорных водоносных комплексов за счет питания растворимых толщ подземными водами, поступающими преимущественно снизу от подстилающих пород. Он генетически не связан с поверхностью и поверхностым питанием и может развиваться на различных, в т. ч., значительных (до 1000 м. и более) глубинах. При раскрытии гидрогеологических структур и выведении гипогенного карста в неглубокое залегание (безнапорные, сдренированные условия) он становится реликтовым.

Гипогенные формы в условиях неглубокого залегания могут отчасти наследоваться и перерабатываться эпигенным карстообразованием. В гипогенном спелеогенезе действуют механизмы подавления обратной связи между расходом и скоростью роста каналов, т. е., подавляется тенденция к избирательному развития каналов, характерная для эпигенного спелеогенеза. При наличии соответствующих структурных предпосылок это приводит к формированию первазийной пустотности.

Карстовая пустотность гипогенного происхождения может намного превышать таковую в гидрогеологическим открытом карсте (примерно в 5 раз в плане и на порядок в объеме), но закарстованные площади обычно имеют кластерное распределение.

Основная гидрогеологическая роль гипогенного спелеогенеза состоит в развитии (усилении) вертикальной гидравлической связности горизонтов в слоистых водонапорных системах.

Эпигенный карст формируется в открытых (безнапорных) гидрогеологических условиях, в непосредственной генетической связи с поверхностью и поверхностым питанием, концентрированность которого возрастает в ходе эволюции карстового рельефа. Эпигенный спелеогенез приводит к развитию преимущественно древовидных полостных структур, обеспечивающих возрастание концентрации стока в направлении гидравлического градиента.

Проницаемость закарстованных пород отличается крайне высокой неоднородностью и анизотропией.

Типичные каналовые системы эпигенного происхождения демонстрируют невысокую площадную плотностью (в среднем 16 км/км²) и небольшие площадные (6,4%) и объемные (0,4%) показатели карстовой пустотности, но проводят практически весь сток, часто на большие расстояния (Климчук, 2008). В зрелых карстовых системах средние скорости карстовых вод измеряются сотнями и тысячами м/сутки, а движение вод почти всегда турбулентно.

Режим источников отличается большими вариациями расходов. Различные типы карста часто образуют смежные зоны, положение и развитие которых контролируется дифференцированными неотектоническими движениями.

Типичным примером является гипсовый карст юго-западной окраины Восточно-Европейской платформы (Западной Украины), где зоны полуоткрытого сденированного карста, полуоткрытого обводненного карста и закрытого карста сменяют друг друга в направлении от внутренних частей платформы к Предкарпатскому прогибу (рис. 1.1 и 1.2).

Рис. 1.1 - Зоны развития различных типов карста в неогеновых карбонатно-сульфатных отложениях в пределах юго-западной окраины Восточно-Европейской платформы (по Климчуку, 1999):

Где:

I-я зона = открытый и полуоткрытый сдренированный карст в подгипсовых отложениях;

II-я зона = полуоткрытый сдренированный карст;

III-я зона = полуоткрытый обводненный карст;

IV-я зона = закрытый (гипогенный, артезианский) карст.

Рис. 1.2 - Геолого-карстологический профиль юго-западной окраины Восточно-Европейской платформы. Номенклатура зон соответствует рис. 1.1 (по Климчуку, Андрейчуку, 1984):

1.2 Карстовые процессы

Карстовый процесс начинается с проникновения воды в трещину, постепенного растворения породы и образования подземной полости, а также небольших воронок над трещинами и полостями.

В середине такой воронки есть отверстие - понор, через которое вода просачивается вниз.

Разрастаясь, воронки сливаются, и возникают котловины. Рыхлые породы под полостями проседают и со временем обрушиваются.

Теперь полости выглядят как провалы, которые, сливаясь, создают замкнутые бессточные котловины - полья. Обрамляют котловины останцы некогда сплошного карбонатного массива.

Карстовые явления широко распространены по всей планете. Встречаются они и в горах, например:

- в Доломитовых Альпах, горах Балканского полуострова, на Динарском нагорье;

- на равнинах (например, на Великих Американских равнинах, на Русской и Туранской равнинах).

Рис. 1.3 - Начало карстового процесса:



Рис. 1.4 - Развитие карстового процесса:

Наиболее эффектны формы карстового рельефа в жарких влажных тропиках. Тропический карст в Южном Китае, во Вьетнаме, Таиланде называют «башенным» - это останцовые горы в виде башен, столбов, пик, конусов, покрытые тропическим лесом.

Рис. 1.5 - Формы карстового рельефа в результате развития карстообразования:

В тропических карстовых котловинах расположены живописные озёра и морские заливы. Карст на острове Куба носит название моготе. Так по-испански называют крутостенные конические и куполообразные останцы известнякового массива. В основании моготе образуются ниши и небольшие гроты, где после тропических ливней скапливается вода. В Пуэрто-Рико карстовые останцы называют «пепино» - по-испански «огурец», что указывает на их коническую форму.

Рис. 1.6 - Останцовые горы в виде башен и столбов - результат карстового процесса:

Каспии, побережье Кипра и т. д., то на земной поверхности и склонах образуются полукруглые лунки, создающие причудливый кружевной узор. Ходить по такому участку непросто - острые края лунок могут поранить ноги, порвать лёгкую обувь.

У уреза воды нередко возникают гроты, ниши, являющиеся входами в подводные пещеры. В этих местах карстовые процессы усиливаются действием прибоя.

Для развития карста благоприятно обилие осадков, в том числе и ливневых, а также влажный климат. Однако в последние столетия человек тоже вносит свою видимую лепту в развитие карста. Сейчас склоны Динарского нагорья - белёсые и каменистые, покрытые кустарником, переходящим у подножий в редкие леса. Еще в XV-XVI веках эти склоны были покрыты густыми лесами с пышной средиземноморской растительностью, но их частично вырубили для строительства флота, значительные лесные массивы пострадали от пожаров и были сведены выпасом скота. Так склоны оказались не защищенными от снега и дождей, что привело к активизации карстовых процессов.

Но самыми известными, впечатляющими и загадочными формами карстовых процессов являются пещеры.



2. Роль карста в формировании поверхностных и подземных форм карстового рельефа

Процесс образования карста заключается в растворении горных пород природными водами. Соответственно, карст развивается в легкорастворимых породах, широко распространенных в осадочном чехле: карбонатных (известняки, доломиты, мело-мергельные толщи), сульфатолитах (гипсы, ангидриты), галолитах (каменная соль и др.).

Относительная растворимость в природных условиях известняка, гипса и каменной соли приблизительно представлена соотношением 1:102:104, что во многим определяет потенциальную интенсивность соответствующих литологических типов карста.

Вынос растворенного вещества из карстующихся пород сопровождается расширением первичных путей фильтрации подземных вод (трещин, пор) и формированием полостей - процессом спелеогенеза, который является системно образующим в карсте. По мере развития полостей инициируется и усиливается действие прочих элементарных процессов (суффозии, гравитационной деструкции и др.) и возникают различные формы их проявления (провалы, обвалы, просадки и др.). Это происходит как в карстующейся толще, так и в смежных отложениях (особенно перекрывающих). При относительно неглубоком залегании или обнажении карстующихся пород на поверхности образуется специфический карстовый рельеф, в котором доминируют замкнутые формы (воронки, слепые долины).

2.1 Поверхностные формы карстового рельефа

К поверхностным формам карста относят карры, воронки, котловины, полья.

Карры - комплекс узких глубоких борозд, отделенных друг от друга острыми гребнями с относительными повышениями 1-2 м. они образуются за счет растворения и механического разрушения поверхностными водами трещин пород.

Местность, покрытую каррами, называют карровым полем. Карровые поля в конечном счете превращаются в волнистые равнины с хаотическими скоплениями глыб известняка.

Рис. 2.1:

Воронки - это круглые обычно конусообразные понижения разного размера (до десятков - реже сотен метров в диаметре) и разной глубины (от первых метров до десятков метров).

Они широко распространены в условиях и голого, и покрытого карста, как и на междуречьях, так и по днищам балок.

По происхождению воронки бывают: поверхностного выщелачивания (в условиях голого карста), провальные - в результате обрушения кровли над подземными пустотами (в условиях и голого и покрытого карста) и просасывания (в условиях покрытого карста), когда в вертикальные каналы на дне, так называемые поноры (от слова "нора"), вместе с водой вовлекается нерастворимая порода.

В случае заиливания понора или повышения уровня грунтовых вод воронки могут превратиться в постоянные или временные озера, которым присущи сезонные колебания уровня воды.



Рис. 2.2:

Котловины - крупные замкнутые понижения, которые образуются при соединении множества воронок за счет разрушения перемычек между ними. У них обычно крутые фестончатые склоны, неровное дно, большие размеры:

- в длину километры;

- в ширину сотни метров;

- в глубину первые десятки метров.

Рис. 2.3:

Полья - обширные продолговатые замкнутые понижения, площадью более 200-300 км., глубиной сотни метров, с крутыми склонами, с холмами-останцами на днище, с ручьями и даже деревнями.

Самое крупное поле - Ливанское в Боснии (379 км.). По-видимому, они образуются при слиянии котловин вдоль линий тектонических разломов, т. е., предопределены тектоникой.

Полья напоминают грабены в миниатюре.



Рис. 2.4:

2.2 Подземные формы карстового рельефа

К подземным формам карстового рельефа относятся: карстовые пещеры, галереи, полости, ходы.

Пещера - полость в верхней части земной коры, сообщающаяся с поверхностью одним или несколькими входными отверстиями. Наиболее крупные пещеры - сложные системы проходов и залов, нередко суммарной протяженностью до нескольких десятков километров. Пещеры - объект изучения спелеологии. Немалый вклад в изучение пещер делают спелеотуристы.

Рис. 2.5:

Пещеры по их происхождению можно разделить на пять групп: тектонические, эрозионные, ледовые, вулканические и, наконец, самая большая группа - карстовые. Пещеры в привходовой части, при подходящих морфологии (горизонтальный просторный вход) и расположении (близко к воде) использовались древними людьми в качестве удобных жилищ. Карстовая полость - подземная полость, заложенная в растворимых горных породах. В зависимости от размера карстовые полости подразделяются на шахты, колодцы, пещеры, гроты и др.

Колодцы имеют цилиндрическую форму и размеры до 10 м. в поперечнике и до 50-60 м. в глубину. Они образуются в результате обрушения кровли над подземными пропастями.

Рис. 2.6:

Шахты - узкие глубокие (сотни метров) трубы. Стволы их могут быть прямолинейные, ломаные, изогнутые. Образуются в результате расширения каналов-трещин, причем нередко закладываются на пересечении нескольких систем трещиноватости.

Рис. 2.7:

Грот - поверхностная форма рельефа, неглубокая горизонтальная пещера со сводчатым потолком и широким входом. Либо часть пещеры, просторный зал, значительное расширение, которому предшествует узкий проход.

Рис. 2.8:

2.3 Формирование карста с Донецкой области

Донбасская карстовая область расположена на территории Донецкой и Луганской административных областей. Первые сведения о карсте Донбасса появлялись еще в 1930-40 годах.

Изучив дополнительную литературу и источники в интернете, я сочла нужным и интересным рассказать о следующих карстовых районах Донбасской карстовой области.

Южный карстовый район. В Южном карстовом районе (315 км²) известен карбонатный обнаженный и задернованный карст в сложных и доломитизированных известняках и доломитах. Мощность известняков и доломитов достигает 300 метров.

Наиболее закарстованы зоны в бассейнах рек Сухой и Мокрой Волновахи, в среднем течении р. Кальмиус.

Поверхностные карстовые формы представлены дырчатыми каррами диаметром 20-30 см. и глубиной 20 см. понорами и коррозионными карстовыми воронками. Самой большой по протяженности и глубине является пещера «Докучаевская» длиной 79 метров и глубиной 21 метр. Пещера имеет два входа - Верхний и Нижний. Расположена в старой части Докучаевского доломитового карьера в 10-ти метровом скальном обрыве на правом берегу реки Волновахи.

Рис. 2.9:

Пещера была показана местными жителями в 1986 году. В этом же районе расположено ещё множество гротов и полостей входы, которых чернеют в скальных стенах карьеров. Наиболее крупными исследованными полостями являются «Докучаевская-2» 17/5, «Докучаевская-3» 13/2 и грот «Докучаевский» 14/3.

Пещера «Докучаевская-2» расположена у подножия скалы в 25 метрах от пещеры «Докучаевская». Имеет протяженность ходов 17 м. и глубину 5 м.

Большая влажность и следы работы воды на отложениях глины говорят о том, что вся глина попадает в полость в период дождей и снеготаяния. Грот «Докучаевский» известен со времен, когда был вскрыт карьером. Вход его заметен еще при подходах к этому району, он чернеет в выходе скальных пород в 100 метрах от пещеры «Докучаевская». Имеет общую длину 14 метров, а амплитуду 2 метра. Пол грота покрыт слоем глины. Все эти полости, описанные выше, в литературе не упоминаются, кроме п. «Стыльская». Эта пещера, упоминалась в путеводителе «Заповедная природа Донбасса» 1987 года издания.

Северо-Западный карстовый район. В Северо-Западном карстовом районе (620 км²) развит сульфатный карст в нижнепермских гипсодоломитовых отложениях по долинам рек Бахмутки, Мокрой Плотвы и Горелый Пень. Поверхностные карстовые формы представлены здесь понорами, коррозионными и провальными воронками, заложенных на водораздельных пространствах и в долинах рек. Подземные карстовые формы в Северо-Западном районе редки. На сегодняшний день в районе известно 3 полости: пещера «Трипольская» 210 м., пещера «Обвальная» 30 м., пещера «Сквозная» 40 м.

Пещера «Трипольская» расположена на окраине с. Триполья, Артемовского района, в правом борту безымянного притока реки Мокрая Плотва. Заложена она в белом мелкокристаллическом гипсе по тектоническим трещинам и трещинам напластования. Пещера имеет довольно сложную конфигурацию. Её общая длина 210 м., средняя ширина 2, 2 м., средняя высота 1,6 м. Пещера начинается узкой косой щелью, которая приводит в Озерный зал пещеры вытянутый в северо-восточном направлении. Максимальная глубина 1,8 метра, средняя глубина 0,6 м. Пол и днище озера покрыты толстым слоем буровато-палиевых суглинков, которые поступают в полость с паводковыми водами. В юго-западной части зала свод понижается и уходит в воду, образуя закрытый сифон. Основной ход идет в северо-западном направлении от Озерного зала.

Пещера «Обвальная» находится в окрестностях села Новый Карфаген. Она заложена в устье оврага правого борта долины реки Мокрая Плотва. Пещера заложена в белых мелкокристаллических гипсах нижней Перми по тектоническим трещинам и трещинам напластования. Пещера представляет собой русло поглощенного ручья. Водосбором служит ряд карстовых воронок на водораздельном плато, собирающих атмосферные осадки, и пропускают их через полость в овраг. В пещере преобладают обвальные отложения, наносы песка и щебня. Длина обследованной части составляет 30 метров. В 5 метрах от входа в «Обвальную» расположен вход в пещеру «Сквозная». Пещера также представляет собой русло поглощенного ручья. Имеет второй вход на водораздельном плато в 40 метрах выше по склону. Длина пещеры составляет 45 метров. В Северо-Западном районе также часто образуются провальные воронки над подземными выработками гипса, которые вскрывают карстовые полости (с. Стряповка).

Значительные карстовые пустоты в районе ж/д станции Дроновка весьма осложняют эксплуатацию дороги на этом участке. Карстовые полости регулярно вскрываются гипсовыми карьерами в окрестностях Артемовска и других местах.



3. Описание карстовых пещер Украины

Пещеры - полости разнообразной формы и величины внутри горных пород, открывающиеся на земную поверхность одним или несколькими отверстиями. Образование пещер связано с интенсивной растворяющей способностью воды в трещинах породы.

Расширяя их, вода создает сложную систему каналов. Там, где вода циркулирует в горизонтальном направлении, её растворяющий эффект наибольший - образуется магистральный канал. В него из соседних каналов-трещин стягивается вода и постепенно образуется подземная река в тоннеле.

При понижении базиса денудации поверхностных и подземных рек, последние могут проложить себе новое русло, на более низком уровне, при этом прежние галереи становятся сухими, а пещеры - многоэтажными.

В зависимости от количества и расположения входных отверстий пещеры делятся на проходные и слепые. Проходные имеют отверстия с двух концов (вход-выход), хорошо вентилируются и температура в них близка к температуре наружного воздуха.

Слепые пещеры имеют одно входное отверстие и по температурным условиям делятся на теплые и холодные в зависимости от расположения входного отверстия относительно полости пещеры. В теплых пещерах вход расположен в нижней части пещеры, так что холодный воздух, заполняющий пещеру зимой, летом стекает из нее, уступая место теплому воздуху. В теплых пещерах археологи нередко находят наскальные рисунки, утварь и даже останки древних людей.

Холодные пещеры имеют вход в верхней части. Зимой в них попадает холодный воздух и, будучи тяжелым, остается там и летом, не успевая прогреться, а попавшая зимой влага может превращаться в лед. Ледяные пещеры с температурой ниже 0°С распространены лишь в районах с морозными зимами. Например, в пермской области Кунгурская ледяная пещера в гипсах длиной 4,6 км.

Для пещер характерны натечные кальцитовые образования: сталактиты - сосульки, трубки, бахрома, свешивающиеся с потолка, и сталагмиты - столбы, поднимающиеся вверх со дна пещеры навстречу свисающим сталактитам. Соединяясь, они образуют сталагнаты - натечные колонны.

Все эти живописные формы при подсветке превращают пещеры в сказочные дворцы.

3.1 Расположения и районирование карста Украины

По оценкам Д. Форда и П. Уильямса (Ford and Williams, 2007) карбонатные породы, выходящие на земную поверхность или залегающие неглубоко под проницаемым покровом, занимают примерно 20% свободной от льда суши.

Около 10-15% континентальной суши характеризуется развитием открытого и полуоткрытого карбонатного карста, который выражается в особенностях гидрологии и рельефа.

Площади закрытого карста с более глубоким залеганием растворимых пород значительно более обширны, однако трудно поддаются глобальной оценке.

Площадь распространения гипсо-ангидритов и галолитов охватывает примерно 25% континентальной суши.

В Украине карстующиеся породы залегают под 67,3% территории. Карст развит во всех основных геоструктурных регионах Украины. Наибольшее распространение среди растворимых пород имеют карбонатные (известняки, мел), но на западе и востоке страны значительное распространение имеют эвапориты (гипсы, соли).

Крымско-Кавказская страна включает карстовую провинцию Крымского горно-складчатого сооружения с одной карстовой областью.

Рис. 3.1 - Распространенные карстующихся пород в Украине (по Дублянскому и Дублянской, 1992):

Карстующиеся породы:

1 = известняки;

2 = мел;

3 = карбонатные породы без разделения;

4 = гипсы и ангидриты;

5 = каменная и калийная соли;

6 = разновозрастные карбонатные породы фундамента;

7 = глины, аргиллиты;

8 = мергели;

9 = пески, алевролиты, песчаники;

10 = переслаивание пород;

11 = прослои карстующихся пород;

12 = некарстующиеся породы;

13 = стратиграфические границы;

14 = литологические границы.

Горно-Крымская карстовая область располагается в пределах мегантиклинория Горного Крыма и охватывает Главную, Внутреннюю и Внешнюю гряды Крымских гор. Ее южной границей является береговая линия Черного моря, а северной - глубинный разлом, отделяющий от Скифской платформы. Область подразделяется на четыре карстовых района, три из которых занимают осевую часть мегантиклинория, а один (Предгорный) совпадает с его северным склоном. Карпатская карстовая страна включает карстовую провинцию Восточно-Карпатского горно-складчатого сооружения с тремя карстовыми областями.

Центрально-Карпатская карстовая область охватывает Полонинско-Черногорскую зону Внутренних Карпат в пределах Закарпатской, Ивано-Франковской и Черновицкой областей.

Границами области являются фронты региональных шарьяжей, отделяющие ее от Закарпатского прогиба на юге и от Предкарпатского прогиба на севере. В ее пределах выделяются три района: Утесовый, Раховско-Чивчинский и Складчато-флишевый. Карстующиеся породы известны в среднем и верхнем палеозое (прослои известняков, мраморизованных и доломитизированных известняков в кристаллических сланцах и аргиллитах), триасе (известняки и доломиты с подчиненными прослоями песчаников, мощность до 50 м.), средней юре (прослои известняков до 20 м. среди мергелей и аргиллитов), верхней юре (известняки, 60-90 м.), верхней юре - нижнем мелу (слоистые известняки с кремнями, 60-120 м.). В Закарпатская карстовая область охватывает Закарпатскую низменность в пределах Закарпатской области.

Выделяются Мукачевский и Тячевский карстовые районы, разграниченные Хустским разломом. В обеих районах палеозойские и мезозойские карбонатные породы залегают под мощной (до 3 км.) некарстующейся толщей.

Прикарпатская карстовая область) находится в пределах Предкарпатского передового прогиба в Львовской, Ивано-Франковской и Черновицкой областях. Отделяется на юге от Карпат по фронту региональных шарьяжей и на севере от Восточно-Европейской платформы по региональной флексурно-разломной зоне. В ней выделяются Стебникский, Калушский и Коломыйский карстовые районы.

Восточно-Европейская карстовая страна в пределах Украины включает 5 карстовых провинций с 12-ю карстовыми областями. В карстовой провинции Донецкого складчатого сооружения выделена Донбасская карстовая область которая охватывает Донецкий кряж в пределах Донецкой, Харьковской и Луганской областей.

Тут выделены два карстовых района. Северный район располагается в зоне сочленения Донецкого складчатого сооружения с ДДВ и характеризуется развитием преимущественно сульфатного и соляного карста в пермских отложениях. Известны полости в гипсах (пещера Трипольская, 135 м.), широко развиты просадки, провалы и мульды оседания. Карстовое образование происходит как в естественных условиях, так и под воздействием добычи соли камерным способом и подземным выщелачиванием. В карстовой провинции Украинского щита выделяется две карстовые области.

Северо-Приднепровская карстовая область охватывает западную часть Приднепровской возвышенности в пределах Житомирской, Киевской, Винницкой, Хмельницкой, Черкасской, Одесской и Кировоградской областей. В ней выделены три карстовых района: Новоград-Волынский, Бердичевский и Уманский. Карстующиеся породы представлены в основном средними сарматскими известняками, переслаивающимися с песками и глинами, залегающими непосредственно на кристаллических породах щита.

В карстовой провинции Днепрово-Донецкой впадины выделяются три карстовые области.

Днепровская карстовая область располагается на юго-западном борту ДДВ и охватывает Днепровскую низменность в пределах Киевской, Черниговской, Черкасской, Полтавской и Днепропетровской областей. Тут выделяются два карстовых района: Переяславский и Павлоградский, разделенные Кременчугско-Сомовским разломом. Карстующиеся породы известны в составе пологой моноклинали: в карбоне (известняки с прослоями песчаников и аргиллитов мощностью до 150 м., толщи переслаивания известняков с песчаниками и с алевритами мощностью по 200 м.), верхней юре (известняки, переслаивающиеся с глинами и алевролитами мощностью до 120 м.) и верхнем мелу (писчий мел до 50 м.).

Днепровско-Донецкая карстовая область располагается в ДДВ и охватывает Черниговское Полесье и Полтавскую равнину в пределах Черниговской, Сумской, Харьковской, Полтавской и Днепропетровской областей. Донецко-Воронежская карстовая область располагается на северо-восточном склоне Украинской антеклизы и охватывает Новгород-Северское Полесье и южный склон Средне-Русской возвышенности в пределах Черниговской, Сумской, Харьковской и Луганской областей.



3.2 Карстовые пещеры Украины

1) Млынки - одна из самых больших горизонтальных пещер в Украине. Протяженность около 35 км. Находится в Тернопольской обл., Чортковский район, с. Залисся. Основу пещеры составляет гипсовая порода. Несколько миллионов лет назад вся пещера была монолитным дном Сарматского моря. Постепенно в породе образовывались трещины, в глубь которых попадала вода и вымывала полости, которые теперь превратились в многочисленные ходы. Стены пещеры усыпаны многочисленными кристаллами - белыми, желтыми, красными и черными. Млынки - горизонтальн пещера, хотя и в ней встречаются вертикальные массивы.

Температура воздуха в пещера 9-12 градусов в любое время года. Воздух там чистый и даже полезный для здоровья. Средняя глубина от поверхности - 30-60 метров, и 300 м. над уровнем моря.

Рис. 3.2:

2) Карстовая пещера «Оптимистическая» находится в Тернопольской области. Вход к пещере находится в лесу, 1 км., к западу от с. Пещера находится в пределах Приднестровского карстового района Подольско-Буковинской карстовой области, в южной части междуречья Серет-Ничлава (левые притоки Днестра). Этот район является одним из классических примеров гипсового карста Предкарпатья. В пещере «Оптимистическая» широко распространенные пещерные отложения разных типов - обвально-гравитационные и провально-гравитационные, инфлювиальные (глинистые отложения, привнесенные в пещеру водными потоками), хемогенные (разнообразные вторичные минеральные образования - кристаллы, сталактиты, геликтиты и прочие).

Данная пещера является длиннейшим гипсовым лабиринтом мира и наиболее длинной пещерой Европы. Суммарная закартографированная длина ходов составляет приблизительно 238 км., сама пещера занимает площадь около 2 гектаров, что обусловлено многочисленностью и извилистостью ходов. Ходы залегают на глубине около 20 м. Температура воздуха в пещере постоянная в продолжение всего года. Она составляет 9,5-10,5^оС и не зависит от колебаний температуры воздуха на поверхности.

Рис. 3.3:

3) Карстовая пещера Атлантида открыта летом 1969 г.

Расположена в Каменец-Подольском районе Хмельницкой области на территории национального природного парка «Подольские Товтры» в с. Завалье.

Общая длина пещеры около 2400 м., это единственная в пределах Подолии пещера с четко выраженным трехэтажным строением, этажи объединены крутыми переходами. Пещера состоит из многочисленных залов и коридоров, на стенках которых, а также на сводах и основаниях, развиты натечные формы гипса разной окраски. Встречены волокнистые кристаллы гипса длиной до 1,5 м. Пещера уникальна по разнообразию вторичной гипсовой минерализации. В галереях магистрального этажа пещеры сформирована толща рыхлого заполнителя мощностью до 6 м. Стены пещеры не скользкая глина, а во многом кристальные образования.

Рис. 3.4:

4) Пещера «Кристаллическая» на данный момент это одна из немногих открытых пещер для туристических вылазок находится в селе Крывче, Борщевского района Тернопольской области. Вход в пещеру расположен на крутом склоне долины. Пещера представляет собой вымытую подземными водами 20 млн. лет назад разветвленную гипсовую систему ходов, общей протяженностью 23 км., из них покрыты белоснежными или окрашенными в разнообразные цвета кристаллами гипса, что в свою очередь и послужило названию пещеры - «Кристаллическая». Среднегодовая температура в пещере 12 градусов с влажностью 95%, особенность пещеры заключается в том, что в ней наблюдается повышенная ионизация воздуха и практически полное отсутствие бактерий.

Круглый год в пещере стоит температура +10 градусов. По сравнению с другими посещенными нами пещерами, Кристальная, пожалуй, самая красивая. Свободные галереи ведут в огромные залы, где порода причудливо застыла, создавая необычные фигуры. Кристаллы гипса на потолке и стенах переливаются в свете ламп в причудливых узорах.



Заключение

Из данной работы следует, что карст - это совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами. В этой работе были рассмотрены и описаны: геологический ландшафт карстовый

1) Типология карста;

2) Карстовые процессы;

3) Поверхностные и подземные формы карстового рельефа;

4) Формирование карста с Донецкой области;

5) Расположения и районирование карста Украины;

6) Карстовые пещеры Украины.

Карст является серьезной и актуальной темой для геологов, потому что его изучение в значительной степени связано с практическими запросами страны. По мере изучения карста, выявляется огромная его и хозяйственная отдача: в карстовых районах залегают полезные ископаемые, с ним связаны запасы нефти, газа, пресной воды, а также минеральных термальных вод.



Список литературы

1. Горошков Г.П., Якушова А.Ф. Общая геология. - М.: Изд.: МГУ, 1973. - 587 с.

2. Якушова А.Ф., Хаин В.Е., Славин В.И., Общая геология. - М.: Изд.: МГУ, 1988. - 437 с.

3. Электронные ресурсы.

Размещено на Allbest.ru

...