Карст Русской равнины
Шрифт:
Воронки чаще всего встречаются на Русской равнине. Размеры их и форма самые разнообразные. Наиболее крупные достигают 200 м длины и 30 м глубины. Существует несколько морфологических и генетических классификаций карстовых воронок. По происхождению они могут быть отнесены к следующим основным генетическим типам: а) поверхностного выщелачивания (коррозионные или коррозионно-эрозионные), б) провальные (коррозионно-гравитационные), в) просасывания (коррозионно-суффозионные или коррозионно-суффозионно-эрозионные), г) сложные (коррозионно-суффозионно-гравитационные). и д) напорные, образованные восходящими источниками.
Воронки поверхностного выщелачивания встречаются лишь на выходах карстующихся отложений и образуются за счет выноса преимущественно в растворенном состоянии через подземные каналы выщелоченной на поверхности породы. Диаметр воронок поверхностного выщелачивания
Провальные воронки, образующиеся преимущественно путем обвала свода подземной карстовой полости, распространены весьма широко. В некоторых районах Русской равнины провалы особенно часты. Так, по ориентировочным подсчетам в окрестностях г. Кунгура (Уфимское плато) в среднем ежегодно один провал происходит на площади 10 км2, а близ г. Дзержинска (Среднее Поволжье) — на площади 50 км2. Размеры и морфологические особенности провалов в значительной мере зависят от литологии карстующихся пород, состава перекрывающих их рыхлых отложений, а также от глубины залегания подземных вод. Наиболее крупные формы возникают в условиях гипсового карста, особенно на участках глубокого залегания подземных вод. Карстовые провалы нередко достигают 20–30 м в диаметре и 10–20 м глубины. К самым крупным относится провал, который произошел в 1920 г. у д. Алифаново (низовье р. Сухоны). На месте его образовалась воронка диаметром 140 м и глубиной 50 м.
Большими размерами отличается также Пивоваровский провал, расположенный в центральной части Русской равнины (правобережье нижнего течения р. Клязьмы). Он образовался в результате обрушения кровли над огромной подземной полостью, приуроченной к толще гипса, залегающего на значительной глубине от поверхности. Глубина провала 40 м (рис. 1). К очень глубоким провалам относятся Акташский (Бугульминско-Белебеевская возвышенность), достигавший в 1939 г. 52 м глубины, и Бреховской (Сылвинский Кряж), имевший в 1953 г. глубину 45 м.
Карстовые провалы, образованные в рыхлых отложениях, первоначально очень глубоки (до 50 м и более), с резкими очертаниями и отвесными склонами. Скоро (уже через 15–20 лет), однако, они превращаются в неглубокие (5–7 м) пологосклоновые воронки, диаметр которых в несколько раз превышает диаметр провала. На это обратил внимание еще А. А. Крубер (1901), исследовавший карстовые провалы к югу от г. Тулы. Лишь на участках, где карстующиеся породы перекрыты толщей песчаников, размеры и форма провала мало изменяются в течение длительного времени.
Рис. 1. Пивоваровскнй карстовый провал, расположенный в низовьях р. Клязьмы, глубиной 40 м
Воронки просасывания наиболее распространены на Русской равнине. Они образуются путем вмывания рыхлых покровных отложений в трещипы и полости карстующихся массивов. Воронки просасывания, возникающие в толще покровных образований, отличаются обычно правильной конической формой; лишь на участках, где вмыв рыхлого материала происходит в нескольких местах, они приобретают сложную форму. Размеры воронок просасывания самые разнообразные, в отдельных случаях их диаметр составляет 200 м, а глубина 30 м.
Сложные воронки образуются как за счет провальных процессов, так и процессов просасывания. Эти воронки встречаются довольно часто и имеют самые различные размеры.
Напорные карстовые воронки, формирующиеся в результате выщелачивания карбонатных и сульфатных пород водами восходящих источников, встречаются во многих районах Русской равнины (рис. 2). Наиболее известны среди них котловины озер Табашинского, Голубого и Красного Ключа. Из озера Табашинского (Среднее Поволжье) длиной 800 м, шириной 400 м и глубиной 53 м вытекает речка Пижанка, что указывает на питание его подводными восходящими источниками. На дне Голубого озера, расположенного в Татарии, находятся две карстовые воронки, которые называются Большой и Малой Пучиной. Из Большой Пучины диаметром 50 м и глубиной 15 м начинается восходящий карстовый источник с дебитом 250 л/сек. Особый интерес представляет гигантский источник Красный Ключ (Уфимское плато), вытекающий из двух воронок. Диаметр основной воронки 70 м и глубина 38 м.
Рис. 2.
Котловины (или yвала) образуются за счет роста отдельных воронок или слияния нескольких карстовых воронок различного происхождения. Они нередко имеют сложное строение и большие размеры (более 200 м в диаметре и до 100 м глубины). Форма котловин обычно вытянутая, склоны иногда крутые. Примером крупной карстовой котловины может служить котловина, расположенная у д. Мутной (восточная окраина Русской равнины). Она представляет собой чашеобразное расширение долины р. Мутной (правый приток р. Чусовой) поперечником около 1 км и глубиной 100 м. Склоны котловины крутые.
Полья[1] — это огромные (длиной более 2000 м и глубиной 50–100 м) замкнутые котловины, характеризующиеся своеобразными гидрографическими особенностями. В классических карстовых регионах их отмечают ровное дно и крутые склоны. Полья имеют сложное тектонико-коррозионно-эрозионное происхождение. В условиях платформенных равнин они образуются путем слияния группы карстовых воронок и котловин. Примером такого полья на Русской равнине служит Ворсминская карстовая депрессия, расположенная на правобережье р. Кишмы (правый приток Оки). Площадь ее около 30 км2, глубина до 50 м. Поверхность этой огромной котловины изрыта неправильно чередующимися округлыми понижениями, молодыми карстовыми провалами и долинами небольших исчезающих рек. По своим размерам и гидрогеологическим особенностям приближаются к полью также Низковская, Дикоозерская и Мазуевская карстово-эрозионные котловины, расположенные на Уфимском плато. Наиболее крупная из них Дикоозерская достигает 4 км длины, 1,8 км ширины и 90 м глубины. На дне этих котловин находятся многочисленные озера и восходящие карстовые источники.
Карстовые рвы и желоба (богазы), представляющие собой вытянутые впадины, длина которых в несколько раз превосходит их ширину, по происхождению делятся на две разновидности: а) рвы, приуроченные к трещинам разгрузки (отседания, скола, бортового отпора), и б) рвы, образованные в результате обрушения и оседания глыб карстующихся пород над подземными полостями в зонах интенсивного стока подземных вод.
Карстовые рвы, связанные с трещинами разгрузки, широко распространены на крутых склонах речных долин во многих районах Русской равнины. Они представляют собой прямолинейные или извилистые углубления длиной до 50–200 м, шириной 1–20 м и глубиной 5–10 м. Стенки рвов нередко сложены коренными породами, а дно занято делювием. Другая разновидность рвов и желобов обязана обрушению или оседанию карстующихся пород и покровных отложений над подземными полостями в зонах интенсивного стока подземных вод. Они встречаются у основания склонов цокольных террас, на дне суходолов, реже на водоразделах, где оконтуривают иногда островные возвышенности. Такие рвы достигают 1000–2500 м длины, 10–200 м ширины и 10–15 м глубины. Образуясь в результате слияния цепей карстовых впадин, они по мере развития превращаются в карстово-эрозионные формы. Среди наиболее крупных рвов такого происхождения выделяется ров на правом склоне лога Баги-лева, расположенного на водоразделе рек Сылвы и Бабки (Уфимское плато) у д. Кайгородово. Протяженность его более 2 км, а ширина дна, осложненного карстовыми воронками, 50–100 м. К таким же рвам относится ров на юго-западном окончании Себеусадской структуры (Среднее Поволжье), протянувшийся с северо-востока на юго-запад на 5 км. Ширина его изменяется от 30 до 160 м, а глубина достигает 45 м. Ров образовался в результате слияния 23 воронок, 16 из которых в настоящее время заполнены водой. Самый крупный карстовый ров на Русской равнине отмечен в южной части Вятского увала на склоне Сотнурской возвышенности на левобережье р. Илеть. Длина его около 16 км, ширина 200–500 м, а наибольшая глубина 85 м. На дне и склонах рва широко распространены воронки и озера. Наиболее глубокое карстовое озеро Морской Глаз имеет диаметр 50 м и глубину 35 м.
Суходол, или сухая долина, — это типичная карстовая форма. Суходолы возникают там, где карстовые образования переводят поверхностный сток в подземный (рис. 3). Длина карстовых суходолов обычно не превышает 2–3 км. Самый крупный суходол на Русской равнине — на р. Яманъелге (Уфимское плато). Длина его около 60 км.
Рис. 3. Суходол р. Рагуши (Валдайская возвышенность)