Карст Восточной Сибири

Abstract

Помимо региональной характеристики карстовых явлений Сибирской платформы и её горно-складчатого обрамления, в работе (основанной на оригинальной публикации 1960 г.) рассмотрены взаимоотношения карста и многолетней мерзлоты, причины более слабого развития карста в складчатой зоне по сравнению с платформой. Особое внимание уделено карсту Черемховского района Приангарья, где проектировалось строительство Бархатовской ГЭС. Показано, что общая оценка степени закарстованности карстового участка по свитам, как это практиковал Н.И. Соколов, не имеет практического инженерно-геологического значения. Подвергнут критике методологический подход Н.А. Гвоздецкого к подсчёту коэффициента пустотности карбонатных пород для значительных площадей, основанный на измерениях пустотности в отдельных обнажениях. Отвергнуты выводы Н.И. Соколова и Н.А. Гвоздецкого о затухании карстовых процессов в сторону от р. Ангары в связи с потерей агрессивных свойств воды. Показано, что сульфатные воды юрской терригенной угленосной толщи, фильтруясь в карбонатные кембрийские отложения, не только сами растворяют карбонатные породы, но, смешиваясь с подземными водами карбонатной толщи, вызывают повышение агрессивности этих вод из-за того, что сульфат-ион высвобождает значительное количество свободной углекислоты из гидрокарбонатных вод. Региональное распространение имеют процессы интенсивного закарстования, протекающие в зоне смешения гидрокарбонатных вод зоны интенсивной циркуляции и глубинных напорных сульфатных солёных вод вследствие повышения аргессивности вод при переходе их из гидрокарбонатных в сульфатные.

Крім регіональної характеристики карстових явищ Сибірської платформи і її гірничо-складчастого обрамлення, в роботі (заснованій на оригінальній публікації 1960 року) розглянуті взаємовідносини карсту і багаторічної мерзлоти та причини більш слабкого розвитку карсту в складчастої зоні в порівнянні з платформою. Особливу увагу приділено карсту Черемхівського району Приангарря, де проектувалося будівництво Бархатовскої ГЕС. Показано, що загальна оцінка ступеня закарстованості карстової ділянки по свитах, як це практикував Н.І. Соколов, не має практичного інженерно-геологічного значення. Підданий критиці методологічний підхід Н.А. Гвоздецького до підрахунку коефіцієнта порожнинності карбонатних порід для значних площ, заснований на вимірах порожнинності в окремих відслоненнях. Відкинуті висновки Н.І. Соколова і Н.А. Гвоздецького про загасання карстових процесів у бік від р. Ангари в зв’язку з втратою агресивних властивостей води. Показано, що сульфатні води юрської теригенной вугленосної товщі, просочуючись у карбонатні кембрійські відкладення, не тільки самі розчиняють карбонатні породи, але, змішуючись з підземними водами карбонатної товщі, викликають підвищення агресивності цих вод через те, що присутність сульфат-іону вивільняє значну кількість вільної вуглекислоти з гідрокарбонатних вод. Регіональне поширення мають процеси інтенсивного закарстування, що протікають в зоні змішення гідрокарбонатних вод зони інтенсивної циркуляції і глибинних напірних сульфатних солоних вод внаслідок підвищення агресивності вод при переході їх з гідрокарбонатних до сульфатних.

The paper (based on an original publication of 1960) discusses regional characteristics of karst phenomena of the Siberian Craton and surrounding folded belts, karst and permafrost relationship, and the reasons for weaker karst appearance in folded belts in comparison with the craton. Special attention is devoted to the karst of the Cheremkhovo district in Priangarie where construction of the Barkhatovo Hydroelectric Power Station was planned. It is emphasized that general evaluation of a degree of karst development for entire geological formations has no practical engineering geologic value. N.A. Gvozdetsky’s methodological approach to the calculation of karst-related cavernous porosity for large areas, which based on measurements of porosity in isolated outcrops, is criticized. N.I. Sokolov’s and N.A. Gvozdetsky’s conclusions on decreasing of karstification towards watershed from Angara River due to loss of water aggressiveness are discarded. Contrarily, it is shown that at watershed sulfate waters from Jurassic terrigenous coal-bearing stratum, percolating into the Cambrian carbonate sediments, not only dissolve carbonate rocks using existing aggressiveness but also rejuvenate aggressiveness of descending waters while mixing with underground waters of carbonate formations because the presence of sulfate-ion liberates essential amount of free carbon dioxide from bicarbonate waters. Intensive karstification, occurring in the mixing zone where bicarbonate waters of the zone of vigorous circulation meet deep sulfate salty artesian waters, has regional distribution here. Rates of dissolution and disintegration of local carbonate rocks are analyzed on the basis of experiments involving natural waters of Angara River. A conclusion is made that there is no certain regularity in the dissolution rate of various species of carbonate rocks.