Карст как гидрогеологический процесс

Лекция №24 Роль глубинных разломов в формировании подземных вод.

П/в зон тектонических нарушений представляют особый интерес для водоснабжения в горно-складчатых районах, где отсутствуют выдержанные водоносные горизонты со значительными ресурсами п/в- Урал, Центр.Казахстан, низкогорья Ср.Азии, районы молодого горообразования с интенсивно расчлененным рельефом. К зонам тект.нарушений приурочены локальные месторождения п/в.

На Урале меридианально вытянутые разломы (Западная фронтальная зона, Восточно-Уральская зона) шириной неск.км, длиной неск.десятков км и более. Наиболее водообильные участки, сложенные известняками и комплексом порфирито-туфогенных пород.

Широтные зоны разломов- преимущественно в осадочных и вулканогенных отложениях. Меньшие размеры и меньшая водообильность, чем у меридианальных разломов.

Повышенной водообильностью отличаются окраины серпентинитовых массивов в кремнистых сланцах, по контактам габбро-диоритов с диабазами.

В зонах тектонических нарушений водоносные зоны имеют локальное распространение, линейно вытянуты среди поля слабо проницаемых пород. Ширина зон 0,5-2,-3км, реже до 5-6км и более (Исовская зона в Качканарском районе). Протяженность зон 5-8км, реже неск.десятков км и более.

Наиболее водообильны в зонах разломов карбонаты (100-500м²/сут. до 1000 м²/сут.), комплексы интрузивных пород (100-200 м²/сут., 400 м²/сут.), вулканогенно-метаморфические породы (менее 100-300 м²/сут.).

Фильтрационная анизотропия- большая ось протягивается вдоль простирания тектонической зоны.

Основные источники питания: атм.осадки, фильтрационные потоки из рек, озер, прудов, боковой приток из слабопроницаемых зон по бортам раздробленных тектонических зон, поступление глубинных напорных вод. Естественные запасы сравнительно невелики. При эксплуатации запасов тект.нарушений необходимо устанавливать взаимосвязь п/в с поверхностными источниками загрязнения.

Карст -это многосторонний геодинамический процесс химического и отчасти механического воздействия подземных и поверхностных внерусловых вод на растворимые проницаемые горные породы (карбонаты, сульфаты, хлориды), приводящий к проявлению поверхностных и подземных скульптурных и аккумулятивных форм, сопровождающийся образованием и разрушением подземных полостей и обвалов, провалов земной поверхности, а также местными землетрясениями

Карст – геол. явление, связанное с растворением подземными и поверхностными водами растворимых ГП с образованием характерных форм: пещер, каналов, каверн...

Карстующиеся породы распространены на 1/3 поверхности суши (51млн.км²).

Карстовый процесс сопровождается размывом пород, суффозией, деформациями поверхности земли и оснований зданий и сооружений (провалы, оседания, воронки), изменением свойств грунтов покрывающей толщи, формированием особого характера циркуляции и режима подземных и поверхностных вод и специфического рельефа местности.

По составу закарстованных пород следует выделять три типа карста: карбонатный (труднорастворимые породы — известняк, доломит, мел, мрамор); сульфатный (среднерастворимые породы — гипс, ангидрит) и хлоридный, или соляной (легкорастворимые породы — галит, сильвин, карналлит). По условиям залегания необходимо различать два вида карста: открытый — карстующиеся породы залегают с поверхности и покрытый (имеющий преимущественное распространение на территории России) — карстующиеся породы покрыты сверху нерастворимыми породами.

Режим карстовых вод отличается большими колебаниями дебита и уровня, что обусловлено строением пустот и неустойчивым характером питания. Очень резко изменяется дебит источников: мах. и мин. его значения разнятся в десятки и сотни раз. Местами отмечаются значительные колебания уровня карстовых вод. Минерализация и t не испытывают таких колебаний. Дебит отдельных крупных карстовых источников составляет 10-ки м³/с, а иногда достигает 150 м³/с (Воклюз, Франция), крупнейший карстовый источник в России- Красный Ключ (Башкирия), его дебит в межень 12-15, а в период снеготаяния 50 м³/с.