Карст Русской равнины

Чикишев Анатолий Григорьевич

Карстуются карбонатные, сульфатные и галоидные породы каменноугольного, пермского и мелового возраста. Карст Донбасса представлен разнообразными поверхностными и подземными формами. Буровыми скважинами выявлены древние погребенные карстовые образования, достигающие иногда больших размеров. На интенсивность современных карстовых процессов существенное влияние оказывают антропогенные факторы, особенно на участках подземной добычи каменной соли.

Донецкая карстовая провинция делится на два карстовых округа: Западно-Донецкий и Восточно-Донецкий, которые в свою очередь подразделяются на четыре карстовых района и 14 карстовых участков.

Западно-Донецкий карстовый округ охватывает западную половину Донбасса. В него входят два карстовых района: Бахмутский и Волновахинский.

Бахмутский карстовый район занимает северо-западную

часть Донбасса. Карстуются каменная соль, гипсы и ангидриты нижней перми. Карстовые процессы в каменной соли особенно интенсивно развиваются в окрестностях городов Славянска, Артемовска, Покровского, Володарского, Красной Горы, Деконского и Нового Карфагена, где соляные отложения выходят на поверхность или залегают близко от нее. Добыча соли методом подземного выщелачивания резко усиливает естественные карстовые процессы, ведет к проседанию и обрушению вышележащих нерастворимых пород, а также к образованию поверхностных и подземных карстовых форм. Поверхностные формы представлены воронками, провалами, котловинами, слепыми логами, глубокими трещинами и обширными мульдами оседания. Плотность карстовых воронок, достигающих иногда 30–40 м в диаметре и 15 м глубины, изменяется от 1–2 (Славянск) до 90 (Новый Карфаген) на 1 км². Длина мульд оседания, развивающихся на солепромыслах, составляет 0,5–1 км, а глубина 5–7 м. Скорость оседания дна в центральных частях мульд доходит до 200–285 мм/год. Вдоль края карстовых котловин и мульд в несколько рядов располагаются зияющие концентрические трещины шириной до 0,5 м. В некоторых местах карстовые понижения заполнены водой и образуют озера. Самое крупное из них разместилось в огромной котловине на месте бывшего рудника им. Шевченко, где во время Великой Отечественной войны, в связи с затоплением рудника, обрушилась поверхность земли на площади около 60 000 м². Высота подземных естественных полостей, выявленных в верхней части соляной толщи, составляет 3–3,5 м, а подземных полостей, созданных искусственным выщелачиванием соли, — 15–20 м и более.

Карстовые процессы развиваются также в перекрывающих соляные отложения гипсах и ангидритах. Особенно широкое распространение они имеют на Покровском и Пшеничном месторождениях гипса, где сульфатные образования выходят на поверхность. Поверхностные карстовые формы представлены здесь воронкообразными понижениями и типичными воронками просасывания, расположенными в некоторых местах цепочками. В забоях вскрыты полости высотой до 20 м. Древние подземные карстовые полости обычно выполнены песчано-глинистым материалом, содержащим обломки доломитов и гипса.

Интенсивное развитие карстовых процессов у Славянска, Артемовска, Нового Карфагена и в других частях Бахмутской котловины является причиной внезапных провалов и плавных просадок земной поверхности.

Волновахинский карстовый район расположен преимущественно на правобережье р. Кальмиус, в бассейне Сухой и Мокрой Волновахи. Карстуются известняки и доломиты нижнего карбона. Поверхностные карстовые формы представлены воронками, понорами и суходолами. В долине р. Сухая Волноваха (у с. Стыла), в верховье балки Мандрыкина и на левом берегу р. Кальмиус, на поверхности обнажающихся карбонатных пород наблюдаются карры. Воронки встречаются относительно редко и имеют в основном небольшие размеры. Отмечаются молодые провалы. Один из них, образовавшийся в 1961 г. у пос. Кипучая Криница, имел длину 28 м и глубину 8 м. Широко распространены суходолы. Река Сухая Волноваха безводна на протяжении 25 км. Интересны восходящие карстовые источники. Наиболее крупный — Кипучая Криница — имеет дебит 170 л/сек. Развиты небольшие (до 15 м длины) пещеры. Они иногда вскрываются карьерами при разработке известняков и доломитов (рис. 16). Буровыми скважинами до глубины 200 м выявлены древние погребенные карстовые образования — крупные карстовые воронки, колодцы и полости, выполненные песчано-глинистыми отложениями и обломками коренных пород. Некоторые воронки достигают 150 м в поперечнике и 30–60 м глубины. На Докучаевском известняково-доломитовом карьере был найден колодец шириной 1,5 м и глубиной 10 м, а в карьере у с. Раздольное вскрыта полость длиной более 500 м и поперечником до 4 м, заполненная крупнозернистым песком. Особое положение занимают древние карстовые останцы, обнаруженные при снятии рыхлых кайнозойских отложений. Их высота 20–30 м.

Восточно-Донецкий карстовый округ, находящийся на востоке Донецкого кряжа, делится на два карстовых района: Тузловский, где карстуются мело-мергельные породы верхнего мела, и Краснодонский, в угольных шахтах которого в известняках среднего карбона выявлены крупные (до 6 м высотой) подземные карстовые полости, приуроченные к тектоническим нарушениям и трещиноватым зонам.

Рис. 16. Вход в карстову пещеру, вскрытую при разработке карбонатных пород на Докучаевском карьере

МОЛДАВСКО-УКРАИНСКАЯ КАРСТОВАЯ ОБЛАСТЬ

Молдавско-Украинская карстовая область располагается в южной части Русской равнины, охватывая Подольскую и Приднепровскую возвышенности, а также Причерноморскую низменность. В ее пределах выделяется три карстовые провинции: Подольско-Молдавская, Причерноморская и Украинская.

Подольско-Молдавская карстовая провинция размещается на крайнем юго-западе Русской равнины, захватывая в основном Подольскую возвышенность.

Территория отличается довольно сложным геологическим строением. Восточная часть ее представляет собой юго-западный склон Украинского кристаллического массива, сложенного рифейскими и нижнепалеозойскими породами, моноклинально залегающими на глубокометаморфизованных породах рифея. Западнее линии Кременец— Теребовля — Устечко, где в осадочном чехле отмечается пологая флексура, связанная с глубинным разломом, фундамент платформы резко опускается и образует Галицко-Волынскую впадину, основание которой сложено рифейскими породами. Мощность осадочного чехла, представленного песчано-глинистыми, карбонатными и галогенными отложениями палеозоя, мезозоя и кайнозоя, постепенно увеличивается к западу и достигает наибольших значений в центральной части Галицко-Волынской впадины (4000–4500 м).

Наиболее древние породы осадочного чехла — глинистые сланцы, известняки и песчаники силура и девона — в пределах впадины находятся на глубине 1000–1200 м, тогда как в восточных частях территории они выходят на поверхность. На силурийских и девонских образованиях залегают известняки, мергели и песчаники юры и верхнего мела. Верхнемеловые отложения мощностью 900 м формируют в западной части территории Львовскую мульду, ось которой совпадает с наиболее погруженными участками Галицко-Волынской впадины. Верхнюю часть осадочной толщи слагают сильно трещиноватые и значительно закарстованные породы неогена.

Коренные породы от докембрия до сармата разбиты двумя системами тектонических трещин. В некоторых местах встречаются зияющие трещины с неровными стенками, которые особенно характерны для сарматских известняков. Наряду с тектоническими трещинами развиты трещины выветривания и трещины механической разгрузки.

В гидрогеологическом отношении территория относится к Волыно-Подольскому артезианскому бассейну, в пределах которого по условиям формирования и динамики подземных вод выделяются две области: область свободного водообмена с безнапорным движением подземных вод, охватывающая юго-западную окраину Русской равнины, и область затрудненного водообмена с напорным движением подземных вод, приуроченная к контакту платформы и прогиба. Питание водоносных горизонтов связано с инфильтрацией атмосферных осадков. Дренаж поверхности осуществляется Днестром и его многочисленными притоками.

Подземные воды встречаются во всех развитых здесь породах. Для верхнетортонских известняков и гипсов, расположенных в условиях активного водообмена, характерны азотно-кислородные гидрокарбонатно-кальциево-магниевые (с минерализацией 0,6–0,8 г/л) и сульфатно-кальциевые (с минерализацией 1,8–2,0 г/л) воды, а затрудненного — напорные сульфатно-кальциевые сероводородные воды трещинно-карстового типа. Наиболее обводнены ратинские известняки. В районах их распространения дебит источников достигает 30–40 л/сек. Нижнетортонские литотамниевые известняки и песчаники обводнены пресными азотно-кислородными гидрокарбонат-но-кальциево-магниевыми водами. Воды нижнетортонских отложений в районе перехода Русской платформы в Предкарпатский прогиб становятся сульфатно-кальциевыми с минерализацией 2–3 г/л и обогащаются сероводородом (до 100 мг/л). В меловых отложениях буровыми скважинами и колодцами вскрыты хлоридно-натриевые воды повышенной минерализации. Общая минерализация вод мелового водоносного горизонта увеличивается в юго-западном направлении и в зоне контакта платформы и прогиба достигает 40 г/л. Воды юрских отложений на глубинах 300–350 м обычно имеют сульфатно-натриевый состав. Глубже они сменяются хлоридно-натриевыми с более высокой общей минерализацией, доходящей на глубине 650–700 м до 100 г/л.