Происхождение карстовых полостей и их морфология

Основные условия развития карста
Соколов (1962)
+ Время

Проницаемость пород
Smith et al. (1976) modified
k - гидравлическая проводимость [м/день] = показывает, насколько легко вода движется по порам и трещинам
не-трещиноватые породы

Проницаемость пород
Smith et al. (1976) modified
трещиноватые породы
k - гидравлическая проводимость [м/день] = показывает, насколько легко вода движется по порам и трещинам

Проницаемость пород
Smith et al. 1976, modified
k = hydraulic conductivity [m/day]
породы и зоны разломов

Результат закарстования
Smith et al. 1976, modified
k = hydraulic conductivity [m/day]
пещеры и другие полости
Возрастание водопроводимости и усиление циркуляции
Изменение структуры циркуляции (фокусированный поток, анизотропия)

КЛАССЫ КАРСТА

Классы карста
Tóth (1999), modified by Klimchouk (2007)
Эпигенный карст
Гипогенный карст
Эпигенный карст

Эпигенный (“обычный”) карст
Гипогенный карст
Soil CO2
Deep-seated CO2
Gravity
Buoyancy

Эпигенный карст

Вадозная зона (зона аэрации)
Фреатическая зона (зона насыщения)
Эпифреатическая зона
(колебания зеркала подземных вод)

Эпикарст
Концепция эпикарста:
Mangin 1973
Bakalowicz 1974
Williams 1975-1983
Klimchouk 1976-2010
10-15 m

Эпикарст
Williams (1983)
Фокусировка потоков по мере «созревания» эпикарста
Положительная обратная связь

Эпикарст
Эпикарст
Массивный
известняк
Пещера
Разлом
Al-Fares et al. (2002)
Георадар

Пещеры вадозной зоны
Вадозной колодец
Пещера зеркала подземных вод
Muruk cave (Photo: Sounier)
Miao Keng cave, China (Photo: Shone)

Пещеры вадозной зоны
Audra et al. 2002
Система Коза Ностра-Бергерхёле в массиве Тенненгебирге (Зальцбург, Австрия)

Пещеры вадозной зоны
Древовидная структура – концентрация потока
Меандры, вадозные каньёны
Palmer (1999)
Lauritzen (1995)
Скаллопс
Photo: Losson & Quinif (2001)
Пещера Крэйвис, Миссури, США

Пещеры эпифреатической зоны
Palmer (2001)
Пещера Хёльлох в Швейцарии (фото Widmer & Ballmann)

Пещеры фреатической зоны

Структуры пещер
Palmer (1999)

Второстепенные спелеогенетические процессы
Тектоника
Эрозия
Обрушение
Абразия (берега)

Ордынская пещера, Урал
Ханг Сон Дунг (Пещера Горной Реки), Вьетнам
Эрозия
Обрушение

Гипогенный карст
Сеноте Эль Закатон, Мексика
Gary & Sharp (2009)

Гипогенный карст
Klimchouk (2007)
Морфологические признаки
восходящего потока
Klimchouk (2007)
Подавляется обратная связь
между интенсивностью потока и ростом канала – нет фиксирования потока
43 km

Гипогенный карст
Photo Lukas Plan
Дополнительный процесс:
коррозия конденсации над поверхностью термальных вод
Две Гипогенный пещеры, Венгрия
Dublyansky (2004)

Гипогенный карст

Важный механизм: коррозия смешивания