Карст Русской равнины

Чикишев Анатолий Григорьевич

Палеозойские породы повсеместно перекрыты сравнительно маломощным плащом четвертичных отложений (от 0,2 до 6 м) — моренными, озерно-ледниковыми, торфяно-болотными, элювиально-делювиальными и аллювиальными образованиями.

Рельеф — равнинный, пологоволнистый. Наиболее высокие участки отмечаются в пределах Северо-Эстонской и Ижорской возвышенностей (100–170 м), а наиболее пониженные — на западе (о. Сарема — до 20 м) и на востоке территории (Волховское плато). Равнинность территории местами нарушается холмисто-моренными и камовыми образованиями, связанными с четвертичными оледенениями и размывающей деятельностью ледниковых вод. Среди них выделяются Дудергофские высоты, расположенные на северо-востоке Ижорской возвышенности и достигающие 175 м. Они сложены смятыми в складки под действием ледника коренными породами, которые перекрыты маломощными моренными отложениями. К крупным

ледниковым формам относится также гряда Иллука-Ийзаку, в Принарвской низине. Она имеет вид беспорядочно разбросанных разнообразных по форме холмов, понижения между которыми заняты озерами и болотами.

Карстовые формы наиболее широко распространены на возвышенных и придолинных участках.

Влажный и умеренно прохладный климат Северной Прибалтики способствует интенсивному развитию карстовых процессов. Годовое количество осадков увеличивается к востоку от 560 до 640 мм. Наблюдения на Ижорской возвышенности показали, что 39–59 % от общего количества выпадающих осадков инфильтруется в толщу известняков, определяя их выщелачивание.

Зима — сравнительно мягкая, средняя температура –7, –8°. Высота снежного покрова около 0,5 м, а продолжительность его залегания 120–140 дней. Лето — теплое, средняя температура июля около 14°. Летние осадки, почти в два раза превышающие количество осадков холодного времени года, в питании подземных вод почти не участвуют, а расходуются в значительной мере на испарение. Это указывает на ослабление карстовых процессов в летние месяцы. Напротив, осенью, когда в связи с уменьшением испарения большая часть выпадающих осадков инфильтруется, карстовые процессы активизируются.

В связи с широким развитием карста речная сеть разрежена. На Ижорской возвышенности она вообще отсутствует. Наиболее крупные реки Кейла, Кунда, Нарва, Луга и Волхов приурочены к глубоким древним долинам. Среднегодовой сток Северной Прибалтики около 10 л/секxкм². Для всех рек характерно весеннее половодье и осенний паводок. Озер мало. Поверхностные воды пресные, гидрокарбонатно-кальциевые.

Ордовикские и силурийские отложения имеют общий горизонт подземных вод, залегающий на глубине 10–15 м. В связи с различной закарстованностью территории амплитуда колебания уровня подземных вод за короткий период (2–14 дней) может достигать 8–16 м. В сильно закарстованных известняках наблюдается наиболее низкое стояние уровня. Воды ордовикских и силурийских карбонатных отложений гидрокарбонатные магниево-кальциевые. Минерализация воды невысокая — 0,3–0,9 г/л, жесткость 4–5,4 мгxэкв. Поступающие в водоносный горизонт поверхностные воды отличаются значительной агрессивностью, что благоприятствует интенсивному развитию карстовых процессов особенно в весеннее время. В речных долинах и окраинных частях возвышенностей происходит разгрузка подземных вод, которые вытекают многочисленными карстовыми источниками, объединяемыми иногда в группы.

Растительность представлена южнотаежными хвойно-широколиственными лесами, под которыми формируются слабо- и среднеподзолистые, дерново-подзолистые и дерново-карбонатные почвы. В восточной части наиболее характерной растительной ассоциацией является ельник-кисличник, относящийся к зеленомошной группе. На богатых, хорошо дренируемых почвах развиваются сложные ельники, второй ярус которых формирует липа. К понижениям приурочены сосняки-долгомошники с моховым покровом из кукушкина льна. Хвойно-широколиственные леса, распространенные на западе территории, состоят из ели, березы, дуба, ясеня и клена. Леса в настоящее время сильно вырублены и большая часть территории занята пашнями и лугами. На карбонатных суглинках Ижорской возвышенности развиты остепненные разнотравно-злаковые луга. В некоторых местах встречаются верховые и низинные болота.

Карст в Северо-Прибалтийской провинции приурочен к известнякам и доломитам ордовикского, силурийского и девонского возраста. Карстовые формы отмечены вдоль вертикальных тектонических трещин, в толще карбонатных пород, но особенно широко они распространены в верхней ее части до глубины 25 м.

Энергичнее всего карстовые процессы развиваются в химически чистых известняках, тогда как в более кремнистых и глинистых образованиях они несколько ослаблены. Степень закарстованности доломитов в значительной мере определяется их структурными особенностями. В крупнокристаллических доломитах встречается довольно много каверн (до 20 %). Их диаметр иногда достигает 1–5 см. В мелкокристаллических доломитах каверны отмечаются редко, причем они обычно не превышают 1 мм.

Поверхностный карст представлен воронками, понорами, курису, котловинами, суходолами и нишами. Воронки

преимущественно небольшие, редко до 20 м в диаметре и 4 м глубины. Средняя плотность их увеличивается к востоку от 0,1 до 2 на 1 км². На дне многих воронок водопоглощающие поноры. Интересны карстовые воронки с плоским дном и отвесными склонами высотой до 3 м. Длина и ширина их изменяется от 15 до 30 м. Эти воронки образовались в результате разрушения крупных четырехугольных блоков, отделившихся от карбонатного массива в связи с выщелачиванием пород вдоль тектонических трещин. Постепенное подтачивание этих глыб снизу текучими водами приводит к их оседанию, а затем и полному уничтожению. При слиянии ящикообразные воронки формируют сложные лабиринты понижений, на дне которых располагаются останцы коренных пород, находящиеся в разных стадиях разрушения. Курису обычно называют удлиненные карстово-эрозионные формы, представляющие собой нередко сочетание карстовой воронки с расширенной долинкой небольшого потока. Длина их чаще всего по превышает 30–50 м, ширина 5–10 м и глубина 1–6 м. В отдельных случаях курису достигают 200 м длины и 8 м глубины. Расположенные на дне курису поноры поглощают поверхностные воды. Котловины редки. Для них характерна небольшая глубина и пологие склоны, незаметно переходящие в равнинную поверхность. Диаметр наиболее крупных котловин до 800 м, глубина 5–10 м. Во многих районах отмечаются суходолы длиной 1,5–2,5 км.

Широко распространены карстовые источники, имеющие иногда значительный дебит. Так, расход Тайцких, Орловских и Демидовских источников составляет 40000 м³/сутки, при этом они выносят 3752 т карбоната кальция в год.

Подземный карст представлен в основном пещерами и полостями. Пещеры относятся преимущественно к типу коридорных, длина их не превышает 200 м. К трещинам напластования нередко приурочены трубообразные каналы диаметром до 0,4 м. Подземные полости, выявленные бурением, встречаются обычно до глубины 20–30 м. Поперечник их изменяется от 0,02 до 8 м. Около 60 % подземных полостей выполнено пластичной глиной. В некоторых местах вдоль тектонических трещин северо-восточного направления располагаются зоны, где известняки и доломиты сильно выщелочены и разрушены, причем промежутки между их обломками заполнены глинистым материалом.

Северо-Прибалтийская карстовая провинция по особенностям развития и распространения карста, характеру карстовых форм и их комплексов подразделяется на три карстовых округа: Западно-Эстонский, Северо-Эстонский и Ижорско-Волховский, которые в свою очередь делятся на 10 карстовых районов.

Западно-Эстонский карстовый округ находится на западе провинции, охватывая о-ва Хиума, Сарема, Муху и др. Большая часть территории сложена известняками и доломитами силура, лишь на севере о. Хиума распространены карбонатные образования ордовика. В пределах округа выделяется два карстовых района: Хиумский и Саремский.

Хиумский карстовый район занимает о. Хиума. Карст выражен сравнительно слабо и представлен преимущественно небольшими формами.

Саремский карстовый район территориально совпадает с о. Сарема. Поверхностный карст представлен воронками и понорами. Наиболее крупные карстовые воронки приурочены к доломитам. Для подземного карста характерны небольшие полости. Глубинный карст активизируется в связи с подтоком в сильно трещиноватые известняки и доломиты морских вод, на что указывает повышенная минерализация подземных карстовых вод (до 1,5 г/л).

Северо-Эстонский карстовый округ охватывает территорию Эстонской ССР, к северу от параллели Пярну — Тарту. Карст развивается в карбонатных породах ордовика и силура. В пределах округа насчитывается пять карстовых районов: Кейлаский, Энгесаугаский, Прандинавестинский, Пандиверский и Кундакохтлаский.

Кейлаский карстовый район располагается к югу и востоку от Таллина. Карст представлен воронками, понорами, котловинами, курису, суходолами, нишами и пещерами. Воронки преимущественно небольшие (редко до 20 м в диаметре и 4 м глубины). На дне их иногда развиты поноры. К северу от Костивере встречаются ящикообразные воронки с плоским дном и отвесными стенками высотой до 3 м. Формирование их связано с развитием в условиях высокого стояния уровня подземных вод и слабовыраженной зоны аэрации коррозионных процессов вдоль тектонических трещин. Абсолютная высота дна многих воронок совпадает с уровнем анцилового озера, что позволяет начало образования их отнести к анциловому времени, тогда как более глубокие воронки сформировались в послеанциловое время. Средняя плотность воронок не превышает 0,1 на 1 км².