Сущность карстовых процессов

Карстовые процессы широко распространены по всей земной поверхности. С карстом приходится сталкиваться по существу всюду, где карбонатные или иные растворимые породы выходят на поверхность или залегают на небольшой глубине. На континентах занимаемая площадь этими породами составляет 40 млн. км².

Гипсы и ангидриты (обнаженные и погребенные) занимают в пределах неледниковой суши около 7 млн. км², а галогенные породы до 4 млн. км². Таким образом можно утверждать, что свыше 1/3 земной поверхности сложены породами, в той или иной мере подверженными процессами карстообразования. Эти растворимые горные породы развиты в пределах всех геоструктурных элементов, начиная от древних платформ и кончая молодыми геосинклинальными областями.

Образования карста или системы полостей в растворимых породах приводит к резкому изменению поверхностных форм рельефа и, что самое главное, к нарушению внутреннего строения всего объема подвергшихся коррозии пород. Массив закарстованных пород приобретает совершенно иные геотехнические и гидрогеологические свойства в сравнении с массивом тех же пород, не затронутым растворяющим воздействием движущихся подземных вод.

В области инженерной геологии исследователя интересует целый комплекс проблем, связанных с поведением рельефа растворимых пород, нарушением их сплошности и как следствие – прочностных и деформационных свойств массива, условий циркуляции, химизма и температуры подземных вод, а также потенциальным развитием карстовых процессов под влиянием техногенного воздействия. Особенно важное значение имеет изучение карста при гидротехническом строительстве, поскольку разнообразные пустоты, образовавшиеся в глубине породного массива, являются возможными путями повышенной фильтрации из водохранилищ, каналов и тоннелей.

Участки развития карста представляют большую опасность для нефтепроводов. Возможные локальные просадки грунта могут приводить к разрыву трубы. В летний период, когда усиливается выпадение осадков, происходит заметное разубоживание грунта и перемещение его в нижележащие карстовые полости.

В результате вблизи поверхности происходит резкое развитие суффозионных процессов, которые приводят к постепенному выносу частиц грунта из песчано-глинистых приповерхностных слоев. Тогда твердая матрица грунта становится менее заполненной. И под действием вертикальных течений грунтовых вод вымываются достаточно крупные частицы и происходит обвал с образованием карстовой воронки.

Одной из отличительных особенностей карста является неравномерность его развития в горных породах. Вследствие этого сделать с помощью бурения достаточно точную объемную съемку карстовых зон чрезвычайно тяжело, так как вероятность попадания скважины в карстовую полость невелика.

Поэтому необходимо проводить работы с очень высокой детальностью. Такую детальность могут обеспечить только геофизические методы. При этом приходиться решать две группы тесно связанных друг с другом задач. К первой группе относится характеристика геолого-гидрологической обстановки, благодаря которой развиваются процессы растворения горных пород. Ко второй – непосредственной выявление карстовых полостей и закарстованных зон, выяснение условий движения в них подземных вод, прогноз дальнейшего развития коррозионных и суффозионных явлений.