Лаборатория геологии техногенных процессов
Горбунова К.А., Максимович Н.Г. Типы разгрузки карстовых вод в районах гипсо-ангидритового карста // Европейска регионална конференция по спелеология: Сб. от материали-София,1981.-С.439-441. /0,2/
ТИПЫ РАЗГРУЗКИ КАРСТОВЫХ ВОД В РАЙОНАХ ГИПСОВО-АНГИДРИТОВОГО КАРСТА
К. А. Горбунова, Н. Г. Максимович
Карст проявляется в зонах активного водообмена. Основным условием его развития является движение карстовых вод в толще пород от области питания к области разгрузки. Под разгрузкой понимается выход карстовых вод из карстующегося массива. Изучение районов гипсово-ангидритового карста позволило выделить несколько типов разгрузки карстовых вод.
1. Наземная или родниковая разгрузка. Дебиты родников из гипсов и ангидритов обычно невелики, редко достигают сотни литров в секунду Наибольшие дебиты наблюдаются на контакте гипсов с карбонатными и другими некарстующимися породами, в зонах тектонических нарушений Родники восходящие и нисходящие, вытекают у подножья склонов, на дне карстовых депрессии, в карстовых воронках. Они имеют минерализацию 1—3 г/л и сульфатно-кальциевый или сульфатно-кальциево-гидрокарбонатный состав
Родники из сульфатных отложений по дебиту относятся к 4—8 редко к 3 (очень большие) классам (Максимович, 1963).
В карстовых районах Башкирии родники из гипсово-ангидритовых отложений кунгурского яруса пермской системы разделяются по величине дебита на две группы. К первой группе относятся родники с дебитом 0,1—3 реже до 5 л/с выходящие по берегам рек из гипсов с малой площадью развития. Вторую группу составляют восходящие родники на дне воронок в днищах небольших рек, приуроченные к зонам фациального замещения карбонатных пород сульфатными (бассейн рек Ар и Бирь) или к местам сочленения последних с неоген-четвертичными отложениями в долинах рек (левобережье р. Белой). Дебит их достигает 400 л/с (Гидрогеология СССР, 1972)
В карстовых районах Пермской области дебиты родников из гипсово-ангидритовых отложений кунгурского яруса изменяются от десятых долей до 50—80 л/с. При групповом выходе суммарный дебит достигает 200 л/с (Горбунова. 1965). В долине р. Иргины, у подножья восточного закарстованного склона, выходит 11 нисходящих и восходящих родников с суммарным дебитом в летний период 8 л/с. Минерализация воды 2,0—2,6 г/л состав — сульфатно-кальциево-гидрокарбонатный.
На левобережье р. Советянки, у подножья г. Крутой, вытекает 7 восходящих и нисходящих родников с дебитом от 2 до 54 л/с, с минерализацией во воды от 0,9 до 1,9 г/л преимущественно сульфатно-гидрокарбонатно-кальциевого и сулфатно-кальциевого состава. Расход р. Советянки ниже по течению выхода родников возрастает на 240 л/с.
Восходящие родники на дне Низковской карстовой депрессии дают начало р. Кишертке с расходом 26 л/с. Они имеют минерализацию 2,0 г/л и сульфатно-кальциевый состав. В районе с. Усть-Кишерть восходящий родник на дне карстовой воронки обладает дебитом 12—14 л/с, минерализацией 1,8 г/л и сульфатно-кальциевым составом.
Сульфатные источники выносят из карстующихся пород на поверхность огромное количество солей. Источники с водами сульфатно-кальциевого, сульфатно-гидрокарбонатно-калциевого и гидрокарбонатно-сульфатнокальциевого состава и минерализацией более 0,6—1,0 г/л отлагают известковые туфы (Горбунова. 1965).
II. Субаквальная или подводная разгрузка карстовых вод в руслах рек на дне озер.
1. Разгрузка карстовых вод из гипсово-ангидритовых отложении в руслах приводит к резкому возрастанию расходов, увеличению минерализации воды и содержания в ней сульфатов. Например, в русле одного из притоков р. Иргины (Пермская область) на участке подтока карстовых вод минерализация речной воды достигает 0.9 г/л, а состав изменяется на сульфатно-гидрокарбонатно-кальциевый. Места разгрузки карстовых вод выделяются на гидрохимических профилях рек по изменению состава воды.
2. Разгрузка карстовых вод в озерах — карстовых, старинных и других отражается на их термическом режиме, составе воды и донных отложении. Карстовые озера с выходами на дне карстовых вод бывают как бессточные, так и сточные или родниковые. Они представляют большой интерес для гидрогеологов (Максимович, 1969; Горбунова. 1979).
Группа родниковых озер расположена в центральной части Дурнятской депрессии в Пермской области: Черное с поперечником 65 м и глубиной 16 м, Роголек (80 х 99 м) глубиной 61 м. Каменка с диаметром 59 м и глубиной 7,7 м. Котловины их являются устьями восходящих родников сульфатно-кальциевых вод с минерализацией 1,8—2,0 г/л. Из озер вытекают ручьи, впадающие в проточное оз. Белое (84 х 123 м). наибольшая глубина которого 46 м. На его дне выходят соленые хлоридно-натриевые воды с минерализацией 13 г/л. Сток из озера в виде рек Исток и Паштиха составляет в летний период около 500 л/с (Бутырина. 1975).
В районе г. Бирска (Башкирия), где карстуются гипсы и ангидриты кунгурского яруса, из родникового озера начинается ручей с расходом 175 л/с. В южном Приангарье оз. Провалите имеет глубину 35,5 м, поперечник котловины составляет в нижней части 5—9 м, в верхней — 27 м. Сток из озера сульфатно-кальциевой воды с минерализацией 3,9—4,2 г/л достигает 100—120 л/с (Вологодский, 1975). Сточные озера диаметром 20—100 м встречаются в долинах карстовых рек и сухих логов на Беломоро-Кулойском плато.
Карстовые озера с подземным питанием характеризуются увеличением минерализации и содержания сульфатов с глубиной, низкими температурами во всей толще воды, иногда гомотермией, постоянным режимом. Донные илы обогащены карбонатами, выпадающими из воды в осадок при минерализации более 0,6—1,0 г/л. В некоторых озерах сульфаты восстанавливаются до сероводорода.
Карстовые воды разгружаются и в старичные озера. В районе с. Усть-Кишерть (Пермская область) расположена группа озер-стариц, имеющих повышенные минерализацию и содержание сульфатов. Наиболее интересным из них является оз. Кислое с плошадью 87 тыс. м2 и глубиной 2,1 м. Минерализация озерной воды изменяется от 1,5—1,8 г/л летом до 2,1 г/л зимой, состав сульфатно-кальциевый. Дно озера сложено сероводородным илом.
III. Подземная или скрытая разгрузка карстовых вод в контактирующие с гипсами и ангидритами грунтовые воды или другие водоносные горизонты. В местах разгрузки карстовых вод увеличивается минерализация грунтовых вод до 1—3 г/л, повышается содержание сульфатов, появляются сульфатно-гидрокарбонатно-кальциевые или сульфатно-кальциево-гидрокарбонатные гидрофации. От мест подтока карстовых вод вниз по грунтовому потоку минерализация постепенно уменьшается. Подобные явления установлены для карстовых районов Пермской области (Горбунова, 1965, 1977). На территории г. Кунгура минерализация грунтовых вод над гипсами повышается до 1,5—2,8 г/л (Лукин, Ежов, 1975). В районе г. Дзержинска, в окрестностях оз. Свято, наблюдается значительный подток минерализованных карстовых вод в грунтовые воды аллювиальных отложений (Вопросы изучения, 1962). В карстовых районах Башкирии на участках разгрузки карстовых вод из кунгурских гипсов минерализация грунтовых вод увеличивается до 2,5—3,5 г/л. В долине р. Ангары грунтовые воды аллювиальных отложений в местах подтока карстовых вод имеют минерализацию 1,5—3,0 г/л.
Карстовые воды могут подпитывать и другие водоносные горизонты.
В некоторых районах гипсово-ангидритового карста на небольших площадях наблюдаются все виды разгрузки карстовых вод (район с. Усть-Кишерть в Предуралье). Места разгрузки карстовых вод обнаруживаются гидрохимическими методами по изменению состава и минерализации воды.
ЛИТЕРАТУРА
Бутырина К. Г. Карстовые озера центральной части Пермской области. В сб.: «Вопросы физич. географии Урала». Пермский ун-т, 1975, вып. 2.
Вологодский Г. П. Карст Иркутского амфитеатра. М. Наука. 1975. Вопросы изучения карстовых явлений в районе г. Дзержинска. М., Изд. АН СССР, 1962. Гидрогеология СССР. Т. XV. Башкирская АССР. М., Недра, 1972.
Горбунова К. А. Особенности гипсового карста. Пермь, 1965.
Горбунова К. А. Карст гипса СССР. Пермский ун-т, 1977.
Горбунова К. А. Морфология и гидрогеология гипсового карста. Пермский ун-т, 1979.
Лукин В. С, Ежов Ю. А. Карст и строительство в районе Кунгура. Пермское кн. издат., 1975.
Максимович Г. А. Основы карстоведения. Пермский ун-т, 1963. Т. I.
Максимович Г. А. Основы карстоведения. Пермский ун-т, 1969. Т. II.
|
|
|
