Геологические условия развития карста хроника на территории Воронежской области (23012)

Посмотреть архив целиком

Геологические условия развития карста хроника на территории Воронежской области

С.А.Трегуб, А.И.Трегуб, Воронежский государственный университет

В соответствии с существующими представ-лениями [1,2] под термином «карст» понимаются процессы растворения легко растворимых пород, формы рельефа, которые при этом образуются, а также совокупность отложений, приуроченных к этим формам. Карст среди экзогенных процессов занимает особое место, которое определяется тем, что наблюдающиеся формы чаще всего полигене-тичны. Собственно растворение обычно определяет начальные этапы развития карстовых форм. По мере увеличения их размеров все большее значение при-обретают водная эрозия, гравитационные процессы, суффозия и пр. Их кооперативное действие приво-дит к нелинейности карстового морфогенеза, что существенно осложняет создание статических, ди-намических, а также прогностических и ретроспек-тивных моделей карстообразования.

Классификации карста весьма разнообразны [2]. В морфологическом отношении выделяют три группы карста: поверхностный, глубинный и ком-бинированный (провальный); по геологическому строению разрезов карстовых массивов: открытый (голый), покрытый и перекрытый [3]; среди основ-ных его литологических типов: галоидный, суль-фатный, сульфидный, силикатный и карбонатный [2]. Карбонатный карст, в свою очередь, делится на известняковый, доломитовый и меловой (мел-мер-гельный). В силу широкого развития карбонатных пород карбонатный карст наиболее распространен. Вместе с тем, среди других литологических типов он наиболее сложен в физико-химическом отноше-нии. В основе растворения карбонатных пород ле-жит преобразование карбоната кальция в бикарбо-нат. Оно регулируется содержанием в воде углеки-слого газа. Это содержание зависит от многих при-чин, среди которых температура воды является наи-более важной, поскольку напрямую обусловлена параметрами климата. Карбонатный карст по этой причине делится на ряд климатических типов, среди которых карст умеренного климата (классический карст) и карст влажных тропиков (тропический карст) занимают наиболее важное место [1,2]. Кар-стовые проявления принято делить на активные, развивающиеся в настоящее время, реликтовые, утратившие свою активность по той или иной при-чине, и погребенные.

Среди геологических условий развития кар-ста важнейшее значение имеют литологические, связанные с составом и характером распростране-ния потенциально карстующихся пород в разрезе и по площади; структурно-тектонические (и неотек-тонические, в частности), определяющие интенсив-ность трещиноватости пород, величину вертикаль-ного и горизонтального расчленения поверхности, запасы ее потенциальной энергии, общую актив-ность экзогенных процессов, мощность зоны аэра-ции, динамику подземного и поверхностного стока; палеогеографические (историко-геологические), обусловливающие возможность и специфику разви-тия карста в геологическом прошлом.

Степень изученности карбонатного карста на территории Воронежской области вряд ли можно назвать удовлетворительной. Если географическим аспектам формирования современных карстовых ландшафтов посвящено большое количество работ, охватывающих всю Восточно-Европейскую равни-ну или ее отдельные части [4-6], то геологии карста пока посвящены редкие публикации [7,8]. Вместе с тем геологические аспекты изучения карста наряду с географическими имеют важное значение при ин-женерно-геологических дрогеологи-ческих и геоэкологических исследованиях. Древние проявления карс, развивающиеся в парагезисе с другими процессми корах выветваня, тесно связаны с возникновением целого ряда месторожде-ний полезных ископаемыхВсе эт обусловливает настоятельную необходиостькомплексного под-хода к изучению карста, разработке новых методик картирования его проявлений как на новейшем эта-пе геологического развития территории, так и в от-даленном геологическом прошлом. В целом при изучении геологических условий развития карбо-натного карста территории Воронежской области можно наметить ряд наиболее важных направлений: 1 – картирование и морфологическая систематика как современных так и древних проявлений карста в мел-мергельном и известняковом вариантах; 2 – изучение и классификация карстовых отложений; 3 – исследование литологических свойств потенци-ально карстующихся пород в тесной связи с текто-нической и неотектонической структурой региона; 4 – выделение эпох карстообразования в истории формирования осадочного чехла.

В основу районирования территории Воро-нежской области по условиям развития экзогенных процессов может быть положена неотектоническая структура этой территории [9]. Неотектонические движения (движения неоген-четвертичного време-ни) определили каркас современного рельефа, мощ-ность зоны гипергенеза и характер ее разреза в раз-личных частях территории Воронежской области. В структуре новейшего (неогенового и четвертичного) структурно-вещественного комплекса (СВК) основ-ными типами структурных элементов являются пликативные штамповые структуры (поднятия, де-прессии, структурные террасы) и разделяющие их области динамического влияния разломов (ОДВР) фундамента, которые образованы парагенезисом пликативных и дизъюнктивных элементов [10]. Во-ронежская область располагается на сочленении Окско-Донской впадины и Среднерусской антекли-зы - пликативных структур первого ранга (рисунок). Граница между ними отчетливо выражена во всех элементах неоген-четвертичного СВК: в рельефе поверхности, наборе генетических типов новейших отложений, их возрастном диапазоне и мощностях. Она также выражена в распределении скоростей современных вертикальных тектонических движе-ний. В структуре кристаллического основания платформы эта граница отчетливо коррелируется с зонами крупных разломов, которые разделяют гете-рогенные блоки докембрийского фундамента [11]. Длительная активность разломов в продолжение всего фанерозоя обусловила формирование в над-разломном пространстве осадочного чехла зон ин-тенсивной трещиноватости и, как следствие, повы-шенной проницаемости пород.

В пределах Окско-Донской впадины в разрезе осадочного чехла к потенциально карстующимися породам могут быть отнесены отдельные горизонты девона, представленные в значительной степени известняками и доломитами. В области Среднерус-ской антеклизы основное значение имеет мел-мергельная толща верхнего мела. Строение зоны гипергенеза территории Среднерусской антеклизы неоднородно и подчинено неоструктурному плану. Среди штамповых структур второго ранга здесь вы-деляются Еманчинское, Острогожское, Кантемиров-ское и Калачское поднятия, границы между кото-рыми представлены Потуданским, Чернокалитвин-ским и Павловско-Мамонским линейными прогиба-ми, сформированными над крупными зонами раз-ломов в фундаменте: Репьевско-Лискинской, Чер-нокалитвинской, Лосевско-Мамонской [12].

Еманчинское поднятие располагается на пра-вобережье Дона в бассейнах рек Трещевки, Ведуги, Девицы и Потудани. Семилукским прогибом [12] поднятие делится на две части: северную и южную. В северной части в строении разреза зоны гиперге-неза принимают участие два потенциально кар-стующихся карбонатных комплекса: верхнемеловой и девонский. Верхнемеловой комплекс представлен в основном туронским и коньякским ярусами. В литологическом отношении [13] туронский ярус сформирован мелом с большой примесью кварцево-го песка (особенно в нижних частях разреза), а коньякский более чистым, местами слабо глини-стым писчим мелом. Их общая мощность в конту-рах северной части Еманчинского поднятия дости-гает 15 м. Подошва карбонатного комплекса во многих местах вскрывается в склонах речных и ба-лочных долин, подстилаясь преимущественно пес-чаными отложениями сеноманского, альбского, апт-ского ярусов, а также неокомского надъяруса. Ме-ловая толща перекрыта почти повсеместно леднико-выми отложениями, субаэральными лессово-почвенными образованиями, комплексом склоновых отложений четвертичного возраста, а также непо-средственно современными почвами. Мощность перекрывающих отложений весьма изменчива, но обычно не превосходит 5 м. На значительных пло-щадях на склонах речных и овражно-балочных до-лин писчий мел выходит непосредственно на днев-ную поверхность. Такое строение разреза с учетом большого вертикального и горизонтального расчле-нения обеспечивает высокую степень дренажа под-земных вод и весьма благоприятные условия для возникновения и развития карста как в поверхност-ных, так и в глубинных формах; в открытом и по-крытом вариантах. Формирование глубинного кар-ста должно тяготеть к зонам повышенной трещино-ватости вдоль границ северной части поднятия. Среди сопутствующих экзогенных процессов усло-вия благоприятны для развития вертикальной суф-фозии, оползней отседания, плоскостной и линей-ной водной эрозии. Карстовые и указанные сопутст-вующие им явления сосредоточены в верхнем ярусе современного рельефа.

Второй комплекс потенциально карстующих-ся пород залегает под отложениями нижнего мела и образован верхней частью воронежского горизонта франского яруса верхнего девона, которая сложена преимущественно раскристаллизованными извест-няками мощностью до 1,5 м [13]. Выходы известня-ков вскрываются в правом борту долины Дона, а также в нижних частях склонов на уровне тыловых швов пойм в долинах Ведуги и Девицы. Их кровля часто образует поверхность структурной террасы, которая перекрыта деляпсием мощностью до 1 м. Известняки подстилаются преимущественно глини-стыми и карбонатно-глинистыми отложениями де-вона, создающими достаточно выдержанный по площади водоупор. Известняковый карст в сравне-нии с меловым имеет подчиненное значение.


Случайные файлы

Файл
24161.rtf
180194.rtf
26900-1.rtf
27342-1.rtf
187182.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.