Карст

Карст Мангистау (Мангышлака) в книге «Карст» 1981 год.

стр. 66-72
Туранская равнина, неточно называемая Туранской низменностью, соответствует в основном Туранской плите, которая относится к тектонической зоне эпигерцинской платформы. Это обширная пустынная равнина, осложненная местами невысокими кряжами с пустынными и полу-пустынными ландшафтами. Герцинские складчатые структуры основания платформы перекрыты мезокайнозойскими отложениями, в составе которых имеются известняковые и гипсоносные толщи. На участках местных поднятий герцинские структуры выступают на поверхность либо по оси антиклиналей мезокайнозойского чехла (Мангышлакское нагорье и др.), либо в виде изолированных низкогорных массивов (в центральной части пустыни Кызылкум), в строении которых принимают участие палеозойские известняки.
Таким образом, и в мезокайнозойском платформенном чехле, и в некоторых выступах основания платформы имеются растворимые водой породы. В тех и других наблюдаются карстовые явления, которые изучались Г.И. Доленко, С.Ю. Геллером, И. П. Герасимовым, Н.П. Лупповым, Б.А. Федоровичем, О.Ю. Пославской, Ю. Я. Кузнецовым, Е.Е. Немчиновой, Т.Е. Сумочкиной, Э.А. Агбальянцем, А. Алимовым, Г. М. Потаповой, А. Г. Чикишевым, Н.А. Гвоздецким и др.
Карстовые формы Туранской равнины в значительной части возникли в иной палеогеографической обстановке прошлого, в условиях более влажного, чем сейчас, климата. Развитие карста в современной пустынной обстановке лимитируется недостатком влаги, однако оно все же продолжается. Проблемы изучения карста в пустынях Средней Азии следующие:
1) отграничить действительно современные проявления карстовых процессов от древних форм, возникших в иной географической обстановке прошлого;
2) установить процессы и факторы, способствующие развитию карста в нынешних пустынных условиях, при крайне малом количестве атмосферных осадков (менее 200 мм, местами даже менее 100 мм за год).
Необходимо выяснить степень интенсивности современных карстовых процессов в пустынях Средней Азии. Для этого нужно изучить общую картину подземного стока, местные особенности циркуляции, химизм и агрессивность подземных вод в карстовых районах, определить, как влияет неравномерность (в пространстве и времени) поверхностного стока на развитие карста, каково значение рыхлых покровных отложений, и, наконец, выявить условия и возможности конденсации вод и их роль в карстовании.
П.М. Большаков (1962), ссылаясь на данные Н. И. Плотникова, указал, что глубинный (ниже местного базиса эрозии) региональный сток подземных вод обусловливает формирование естественных запасов пресных вод, обнаруженных по юго-западному склону хр. Каратау, в пустынях Кызылкум, Каракумы и др. На неравномерность поверхностного стока в пространстве и его влияние на развитие карстового процесса указывал Б.А. Федорович (1949, 1962). Можно отметить еще сезонную неравномерность стока, влияние весеннего промачивания грунта на развитие карста, а также увеличение поверхностного стока и инфильтрации при снеготаянии, весенних осадках и зимой при оттепелях.
Роль рыхлых покровных отложений в концентрации вод над карстующимися толщами отмечена О.Ю. Пославской (1954). По ее мнению, поверхностные образования способствуют накоплению влаги и препятствуют ее расходу. Под влиянием накопившейся влаги происходит выщелачивание лежащих ниже растворимых пород-известняков, гипсов. Там, где подземные полости древние, например на Устюрте, воды, накапливающиеся в рыхлом покрове и просачивающиеся сквозь него в известняки и гипсы, способствуют ослаблению кровли полости и образованию провала на поверхности.
П.М. Большаков (1962) собрал много фактов, указывающих на существенную роль конденсационной влаги в развитии карста. Ведь конденсационные воды не насыщены растворенным веществом, а потому агрессивны. Если покровные отложения состоят из эоловых песков, следует учитывать роль не только термической конденсации на их поверхности, но и внутрипочвенного поглощения водяных паров посредством сорбции. По данным П.И. Колоскова, гигроскопическое поглощение, или сорбция, в песке кроме так называемой «гигроскопической воды» может давать также воду пленочную и капиллярную. Этот процесс (как и возможная в утренние часы подповерхностная термическая конденсация) не дает гравитационной воды, которая могла бы достигнуть растворимых пород, но за счет сорбированной влаги большее количество метеорных вод, а также вод поверхностной термической конденсации может просочиться через почву и верхний слой грунта. Во влагооборот, участвующий в карстовом процессе, включается и та влага, которая иначе ушла бы на образование пленочной и капиллярной воды в сухом грунте.
Факты во всяком случае говорят о том, что в пустынях Туранской низменности карст распространен довольно широко-почти всюду, где есть растворимые горные породы, и что наряду с формами, унаследованными от прежних геологических эпох, существуют мезо- и микроформы, несомненно обязанные действию современных карстовых процессов, которые, кроме того, участвуют и в развитии крупных форм рельефа — отступании обрывистых стен плато и обрывов бортов впадин, в их расширении ит.д.
Карстовые явления отмечены в останцовых горах и возвышенностях пустыни Кызылкум, где в палеозойских известняках есть небольшие пещеры, открытые гроты, ниши, навесы, закарстованные трещины, карры, небольшие воронки поверхностного выщелачивания, карстовые источники. Ниши и каверны местами встречаются в гипсированных известняках палеогена. В сильно загипсованных и засоленных глинистых отложениях развиваются карстово-суффозионные явления (А. Алимов, Т.Е.Сумочкина; Материалы…, 1963: Е.Е.Немчинова).
Н. П. Луппов считал, что в образовании примыкающей к Устюрту Сарыкамышской котловины большую роль сыграли карстовые процессы. Влияние карстовых и суффозионных процессов на ее разработку отмечал И. П. Герасимов.
Из карстовых провинций Туранской равнины интересна Мангышлак-Устюртская. Карст связан здесь с неогеновыми известняками и гипсами (известняки главным образом сармата и гипсы тортона), участвующими в строении верхнего структурного яруса плато Устюрт и южного Мангышлака. Слабая дислоцированность этого структурного яруса проявляется в пологих складчатых деформациях.
На Устюрте встречаются разнообразные формы карста: мелкие блюдца и западины, поноры, воронки, крупные провалы с вертикальными или нависающими бортами («аны»), колодцы, пещеры, котловины и долинообразные понижения. По мнению Ю. Я. Кузнецова и других исследователей, крупные карстовые формы рельефа на Устюрте в основе являются реликтовыми образованиями, связанными с более влажными климатическими условиями прошлого. По Ю. Я. Кузнецову (1963), интенсивное карстообразование шло в нижнем плиоцене. Тогда же были созданы карстовые котловины и большие подземные полости, своды которых впоследствии обрушились (очевидно, не без участия процессов выщелачивания по трещинам), что привело к возникновению свежих крупных провалов на поверхности. Провалами открываются и многочисленные на Устюрте пещеры (преимущественно карстово-гравитационные). Самые крупные — пещера-шахта Болоюк глубиной 120 м, длиной свыше 140 м и Сарыкамышская пещера 200 м длиной (Ю.Я. Кузнецов, 1963; Материалы…, 1963; Чикишев, 1971).
К современным формам, созданным исключительно за счет карстовых процессов, относятся блюдцеобразные западины и пологие плоскодонные котловины, возникшие в результате поверхностного выщелачивания известняка (Типы карста…, 1965: Ю. Я. Кузнецов). Одна из таких котловин изучена нами совместно с В. Г. Поляковым на западной окраине плато Устюрт близ колодца Маната (ил. 49). Ее размеры в плане 400 на 200 м, а борта частью в виде четких уступов до 6 м высотой, частью же пологие, с превышением бровки над дном всего на 1,5—2 м. У Западного чинка Устюрта, на краю плато, наблюдались также лунковые карры, маленькие карстовые блюдца, длинные пологие западины, рвы и цепи глубоких колодцев, приуроченные к трещинам, которые раскрыты действием бортовой разгрузки. В самом же обрыве (чинке) имеются пещерные полости, разработанные по таким же трещинам, и многочисленные ниши. В процессе выщелачивания сарматских известняков по трещинам наслоения и по раскрытым за счет бортовой разгрузки вертикальным тектоническим трещинам с последующим отседанием и обрушением глыб происходит разрушение`и отступание чинка.
Гипсовый карст широко распространен на юге Устюрта во впадине Ассаке-Аудан, сливающейся с Сарыкамышской котловиной.
Формы известнякового карста, возникшие в результате растворяющей деятельности морских вод, известны у мыса Изенды-Арал на Аральском море. В известняковых береговых обрывах Мангышлака широко распространены пещеры, образовавшиеся в результате разрушительной деятельности морских волн и карстовых процессов. Интересна Омаратинская пещера в районе Бекдаша близ селения Омарата, значительная по протяженности (длина главного хода с ответвлениями — 342 м), разработанная по системе трещин. По мнению Б.А. Федоровича, она образовалась во время хвалынской трансгрессии Каспия путем выщелачивания известняков морской водой и является «типичным примером морского карста» (Региональное карстоведение, 1961, с. 153). Нами исследована (1976 г.) описанная ранее Ю. М. Клейнером пещера у мыса Мелового (теперь здесь вырос г. Шевченко), которая оказалась большего размера (не 35, а около 100 м общей длины), что еще убедительнее показывает, что эта форма морского карста, а не абразии.
В 1976 г. совместно с В. Г.Поляковым мы исследовали морской карст в г. Шевченко и у мыса Токмак, а формы пустынного и полу-пустынного карста в неогеновых известняках западного и южного Мангышлака и верхнемеловых — во многих районах гребня Северного Актау в Мангышлакском нагорье. Для морского карста особенно типичны лунковые карры (ил. 54), округлые и овальные котлы (более мелкие из них, вероятно, можно отнести к каррам типа камениц) ‚ лунковые микро-карры на плитах раковистого известняка (лунки образуются путем выщелачивания цемента, самих раковин и их удаления), встречаются трещинные карры. Из форм обычного (не морского) известнякового карста можно отметить те же типы карров, а также настенные и подземные (в пещерах-нишах) лунковые карры — фасетки, оригинальные настенные ячеистые карры, встреченные на полуострове Тюб-Караган у Форта-Шевченко (ил. 58) и в борту впадины Карагие. Встречаются также котлы выщелачивания, пологие карстовые котловины, обширные и небольшие, карстовые рвы возле бортов впадин (урочище Хумурын у юго-восточного борта впадины Узень), открытые гроты; многочисленны ниши в крутых откосах и отвесных обрывах, выработанные путем выщелачивания известняка по трещинам наслоения, реже по вертикальным и крутонаклонным трещинам.
Какова же роль карстовых процессов в образовании крупных бессточных впадин южного Мангышлака? Считают, что карстовые процессы играли основную роль на первоначальном этапе их образования при разрушении бронирующего известнякового покрова (Ю.М.Клейнер, П.П. Иванчук). Наблюдения на бортах впадин Карагие и Узень привели нас к выводу о том, что и сейчас роль выщелачивания известняков исключительно велика. Впадины продолжают формироваться. Они расширяются за счет отступания бортов (процессы, аналогичные отмеченным для чинка Устюрта).
К северо-восточной части Чуйской синеклизы приурочен район гипсового карста Сарысуйских куполов, который на прежней схеме районирования карста (Гвоздецкий, 1957) был отнесен к окраине области Казахского мелкосопочника (Казахской складчатой страны)‚ но, поскольку этот район находится в пределах Туранской плиты, правильнее причленить его к рассмотренной карстовой стране Туранской равнины. Здесь многочисленны карстовые воронки в гипсах каменноугольного возраста. Гипсовый и отчасти известняковый карст есть и в восточной части пустыни Бетпак-Дала (там же; Карст Казахстана, 1967).
Народнохозяйственное значение карста Туранской равнины обусловлено прежде всего тем, что распределение карстовых форм и форм рельефа не типично карстовых, но образовавшихся при участии карстовых процессов важно для поисков нефтегазоносных структур. Так, крупные впадины, подобные упоминавшимся при характеристике карста Мангышлака, свидетельствуют о наличии новейших локальных структур типа пологих брахиантиклиналей, перспективных для поисков нефти и газа (Г.М. Потапова). К карбонатным отложениям главным образом верхней юры приурочены газовые и нефтяные месторождения восточной Туркмении и западного Узбекистана, причем емкостями им служат поры и каверны, образовавшиеся в результате выщелачивания, и расширенные растворением трещины (Карстовые коллекторы…, 1973). В Центральнокызылкумском районе за счет подземных вод, заключенных в закарстованных породах палеозоя, осуществляется водоснабжение ряда населенных пунктов. Эти воды пополняют также запасы прилегающих артезианских бассейнов.

Н. А. Гвоздецкий
Издательство «Мысль»
Москва
1981 год