Карст

Карстовое явление (от назв. плато Карст, или Крас, Kras, в Югославии * a. karst; н. Karst; ф. karst; и. karst, carst), — нарушение целостности массивов растворимых г. п. под воздействием вод (рис. 1).

Рис. 1. Схема карстовых процессов в горном массиве: 1 — карры; 2 — воронки; 3 — естественные шахты и колодцы; 4 — пещерная галерея; 5 — вертикальная пещерная полость; 6 — сталактиты; 7 — сталагмиты и сталагнат (натёчная колонна); 8 — натёчные драпировки; 9 — подземные водотоки; 10 — сифон; 11 — подземный водопад; 12 — грот с карстовым источником типа воклюз; 13 — вход в пещерную систему.

Карстовые явления связаны с карбонатными (известняк, доломит, мел, мрамор и пр.) и некарбонатными (гипс, ангидрит, кам. соль) породами. В пределах материков обнажённые и погребённые карстующиеся карбонатные породы занимают до 40, гипсы и ангидриты ок. 7, кам. соль до 4 млн. км2. Карбонатные породы растворяются при участии свободной углекислоты или др. минеральных и органич. кислот. Растворение сульфатных пород и кам. соли может происходить в чистой воде, но наличие в воде растворённой соли, не имеющей общего иона с солью, образующей растворимую породу, повышает растворимость. Развитие К. происходит под совокупным воздействием поверхностных и подземных вод. Растворение г. п. часто сопровождается механич. размывом. Размыв может подготавливаться растворением спаек между зёрнами, что освобождает их от сцепления и облегчает смыв.

Для поверхности площадей развития К. характерны мелкие борозды и углубления — карры, замкнутые понижения (воронки, котловины, полья, естеств. колодцы и шахты, слепые овраги и долины), ниши в обрывах. В известняковом К. тропиков распространены останцы (моготе). Наиболее типичны воронки (конические, котло-, блюдцеобразные либо в виде ям неправильной формы) диаметром от 1 до 200 м и более и глубиной от 0,5 до 50 м, а иногда значительно больше. На дне воронок и др. понижений встречаются водопоглощающие отверстия — поноры, часто являющиеся началом шахт или колодцев, пропастей, иногда достигающих глубины более 1000 м (макс. глубина 1410 м — пропасть Жан-Бернар в Альпах, Франция). Котловины и воронки могут то заполняться водой, то осушаться (периодически исчезающие озёра). Котловины, имеющие площадь до неск. десятков и сотен км2, с исчезающими водотоками известны под назв. польев. В закарстованных массивах образуются разл. подземные ходы, полости, пещеры, к-рые часто развиваются вдоль трещин. Одна из крупнейших пещер мира Мамонтова с пещерной системой Флинт-Ридж (США, Кентукки) достигает 341 км суммарной длины; самая крупная пещера в СССР — гипсовая Оптимистическая (Подолия) дл. ок. 150 км. Суммарную длину более 100 км имеют пещеры Хёллох (Швейцария, Альпы), Джуэлл (США, Юж. Дакота) и Озёрная (СССР, Подолия), 9 пещер мира длиной более 50 км, 14 — более 40 км. Комплекс поверхностных и подземных карстовых форм наиболее полно выражен в том случае, когда поверхность растворимых г. п. обнажена (голый К.); менее выражен, когда эти г. п. перекрыты слоем почвы и дёрна (задернованный К.), нерастворимыми рыхлыми осадками (покрытый К.), полускальными и скальными образованиями (бронированный К.). В случае глубокого погребения растворимых пород под некарстующимися толщами образуется т.н. погребённый К.

Карстовые местности бедны поверхностными водотоками. Для них характерны исчезающие под землю пещерные реки, мощные источники (тип воклюз), иногда субмаринные источники (выходы пресной воды на дне моря). С карстовыми явлениями внешне сходны явления псевдокарста, возникающие во льду и мёрзлых грунтах (Термокарст), в мелкообломочных и пористых грунтах (кластокарст, глинистый К., лёссовый К., механич. К., суффозия, просадки). В их развитии осн. роль играют другие, не типичные для К. физ. процессы: таяние льда, механич. воздействие движущейся воды и пр.

К. осложняет добычу п. и., залегающих ниже или на уровне карстующихся пород. В этом случае карстовые воды обводняют горн. выработки (Кизеловское м-ние угля на Урале, Прибалтийский сланцевый басс. Северо-Уральские бокситовые м-ния, Миргалимсайское полиметаллич. м-ние в Казахстане). Наряду с этим повышенная водоотдача и водопроницаемость карстующихся пород может благоприятствовать размещению в них дренажных выработок и осушению через их толщу м-ний (Соколовское, Сарбайское железорудные м-ния в Казах. ССР и др.). Быстро развивающийся соляной К. затрудняет разработку кам. и калийных солей. В карстовых полостях часто накапливаются п. и., образуя м-ния бокситов (Югославия, СССР, КНР и др.), свинцово-цинковых руд (шт. Миссури, США), жел. руд (СССР), фосфоритов (шт. Флорида, США), нефти (США, Мексика, СССР) и др.

К. осложняет пром., жилищное и трансп. стр-во, сооружение ГЭС, водохранилищ и др. При добыче п. и. в закарстованных массивах особое внимание уделяется выбору системы разработки м-ний, водному режиму работ и др.

В р-нах развития К. применяются разл. способы противокарстовой мелиорации. К ним относятся: регулирование поверхностного и подземного стока; тампонирование карстовых пустот путём нагнетания цементного, глинистого и битумного растворов; спец. устройства и сооружения (фундаменты с учётом специфики территории, армирование, ограничение этажности и плотности застройки и др.); устройство противофильтрационных завес и др. Строит. и хоз. освоение закарстованных областей требует проведения комплексных инж.-геол. изысканий с применением съёмки, разведки, геофиз., стационарных, лабораторных и др. видов исследований. В практич. целях К. используется путём каптажа карстовых источников, дренирующих галерей, колодцев; разработки м-ний, формирование к-рых связано с палеокарстом; приспособления карстовых пустот для подземных хранилищ; освоения карстовых пещер как объектов для туризма.

Н. А. Гвоздецкий.