Гідрогеодинамічні процеси у карбонатних породах. Частина ІІ. Карст і його вплив на геологічне середовище
DOI:
https://doi.org/10.26565/2410-7360-2018-48-15Ключові слова:
гідрогеодинамічні процеси, карбонатні породи, карст, підземні води, карстові форми, йонний обмін, розчинення, вилуговуванняАнотація
В процесі фільтрації підземні води, контактуючи з мінеральною речовиною гірських порід, розчиняють їх або вилуговують з них окремі компоненти та сполуки. Геодинамічним наслідком такої хімічної діяльності підземних вод у карбонатних породах є карст, що спричиняє їх руйнування з утворенням рідинного стоку. В залежності від часу утворення, глибини карстових порожнин та морфологічних ознак, карст може бути молодим і древнім, відкритим та закритим, ерозійним і змішаним, а також при поверхневим (епікарст) та глибоким (гіпокарст).
Підземні води відіграють виняткову роль у хімічному перетворенні карбонатних порід. Геохімічна робота підземних вод складається з вилуговування і розчинення та виносу з них мінеральної речовини. Схематично карстоутворення можна розбити на три послідовних стадії: 1) надходження розчинника (води) до породи; 2) вилуговування і розчинення твердої речовини (фазового переходу) та 3) видалення фільтраційними потоками підземних вод продуктів реакцій від поверхні денудації. У природних умовах параметри системи «порода-вода», в межах якої відбуваються процеси карстоутворення, мають квазістабільний характер, а розчинення мінеральної речовини у підземних водах визначається, головним чином, величиною градієнта концентрації між рідинною фазою (водою) та шаром насиченого розчину, що утворюється на її контакті з карбонатною речовиною порід. Головним чинником процесу карстоутворення у карбонатних породах є двооксид вуглецю (СО2), що присутній у воді як у вільній, так і в розчинній формах. Інфільтраційні та підземні води, що вміщуються у карстових колекторах, постійно розчинюють та переносять речовину карбонатних порід. Це призводить до постійного збільшення розмірів карстових порожнин, що, у свою чергу, є суттєвим фактором збільшення інтенсивності гідрогеодинамічних процесів у підземній гідросфері. Техногенний карст формується в умовах антропогенного впливу на геологічне середовище. Найчастіше причиною цього є забруднення поверхневих, а через них і підземних вод.Посилання
1. Andreychuk, V.N. (2007). Karst as a geoecological factor. Sosnowiec-Simferopol, Publishing House of High School of Ecology in Sosnowiec and Ukr ISK of NAS and MES of Ukraine, 137.
2. Belokon, V.G. (1984). The Seversky Donets River Basin as a Geodynamic System Reflecting the Processes of Great Depths. Geological Journal, 34, 5, 11-27.
3. Shestopalov, V.M., Sytnikov, A.B., Lyalko, V.I. and others (1988). Water exchange in hydrogeological structures of Ukraine. Methods of studying water exchange. Ed. V.M. Shestopalov. Publishing House of Academy of Sciences of the USSR. Kiev: Naukova Dumka, 272.
4. Hydrogeology of the USSR. Vol. VI, Donbass (1971). M.: Nedra, 480.
5. Dublyansky, V.N., Smolnikov, B.M. (1969). Cartilage and Geophysical Investigations of Karst Cavities of the Transnistrian Podolia and Pokutya. Kiev: Naukova Dumka, 151.
6. Zverev, V.P. (1972). On the mechanism of mass transfer of dissolved matter in the upper parts of the earth's crust. Dokl. AN SSSR, 206, 6, 1449-1452.
7. Karapetyants, M.Kh. (1975). Chemical thermodynamics. Moscow: Chemistry, 430.
8. Klymchuk, A.B. (2009). Epikarst: Hydrogeology, Morphogenesis and Evolution. Simferopol: Sonat, 112.
9. Klymchuk, A.B. (2013). Hypogenous speleogenesis, its hydrogeological significance and role in the evolution of karst. Simferopol: DIAPI, 180.
10. Lushchyk, A.V., Morozov, V.I., Mileshin, V.P. (1981). Underground waters of karst platform in the regions of southern Ukraine. K.: Naukova Dumka, 200.
11. Lialko, V.I. (1985). Heat-mass transfer in the lithosphere. K.: Naukova Dumka, 259.
12. Maksimovich, G. A. (1969). Fundamentals of karst studies. In 2 volumes. Vol. 2: Issues of hydrogeology of karst, rivers and lakes of karst regions, karst chalk, hydrothermokarst. Perm: Perm book edition, 529.
13. Pinneker, E.V., Pisarsky, B.I., Shvartsev, S.L. and others (1982). Fundamentals of hydrogeology. Geological activity and history of water in the earth's subsoil. Novosibirsk: Nauka, 239.
14. Sokolov, D.S. (1962). Basic conditions for the development of karst. Moscow: Gosgeoletekhizdat, 321.
15. Sukhov, V.V., Suyarko, V.G., Serdyukova, A.O. (2015). Hydrogeological features of carbonate karst. Science Rise, 7/1 (12), 23-27.
16. Suyarko, V.G. (1984). Features of vertical hydrogeochemical zonation formation in the Mesozoic structures of Donetsk deflection. Geological journal, 44, 1, 127-130.
17. Suyarko, V.G. (1997). Ecology of Donbass underground hydrosphere. K.: Knowledge, 69.
18. Suyarko, V.G. (2006). Geochemistry of underground waters of the eastern part of the Dnieper-Donets avelecogene. Kharkov: V.N. Karazin KhNU, 225.
19. Suyarko, V.G., Sukhov, V.V. (2015). Conceptual synergistic geological and hydrogeological model of sufusion and karst development in carbonate rocks on the territory of Svyatogorsk monastery. Visnyk of V.N. Karazin KhNU, series "Geology. Geography. Ecology", 1157, 63-68.
20. Suyarko, V.G., Sukhov, V.V., Chuenko, O.V. (2017). Hydrogeodynamic processes in carbonate rocks. Part I. Suffosion. Visnyk of V.N. Karazin KhNU, series "Geology. Geography. Ecology", 47, 64-70.
21. Suyarko, O.V. (2017). On the connection of deep water depletion zones of the Paleozoic with deep tectonics of Donbas. DAN USSR, Ser. B, 5, 403-405.
22. Khmil, G.A. (2007). Estimation of potential technogenic and natural safety of territories of Ukraine on the basis of system analysis. Ecology and resources: Coll. Sci.works. Institute for National Security Problems. K.: IPNB, 17, 54-65.
23. Ford, D.C., Williams, P.W. (2007). Karst Hydrogeology and Geomorphology. Wiley, Chichester, 562.
24. Helgeson, H.C. (1969). Thermodynamics of hydrothermal systems at elevated temperature and pressure. Amer. I. Sci., 267, 729-804.
25. Hemley, J.J., Gones, W.R. (1964). Chemical abreaction of hydrothermal alteration urith empharis on hydrogen metasomatism. Ecom. Geol., 59, 538-569.
26. Klimchouk, A., Ford, D., Palmer, A., Dreybrodt, W. (eds.). (2000). Speleogenesis: Evolution of Karst Aquifer. Huntsville; Nalt, Speleol. Soc., 495.
27. White, W.B. (1988). Geomorphology and Hydrology of Karst Terrains. Oxford University Press. New York, 464.
28. White, W.B. (2002). Karst hydrology: recent developments and open questions. Eng. Geol., 65, 85–105.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Валерій Васильович Сухов, Василь Григорович Суярко, Костянтин Аркадійович Нємець, Андрій В’ячеславович Матвєєв
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
