Субтерральные и субаквальные отложения, образующиеся при антропогенно запущенном процессе карста. Сначала о терминах.
1. Физико-химические естественные процессы осаждения и растворения мягких пордод, развитие трещиноватости за счет геологических активных процессов. Гидрологический режим.
2. Антропогенно запущенный процесс карста.
Возникновение и/или усиление активности физико-химических естественных процессов карста вмещающих пород, связанное с деятельностью человека.
Чаще всего, это добыча ценных человеку ресурсов, необходимых для развития технологий и улучшения качества существования.
Добыча полезных ископаемых производится открытым и закрытым способами.
При открытой добыче активация и ускорение карстовых процессов имеет не столь существенные объёмы. Хотя и влияет на развитие трещиноватости во вмещающих породах. И ее мы пока рассматривать детально не будем.
Закрытый способ добычи полезных ископаемых состоит в извлечении ценных компонентов в относительно чистом виде (природные горючие газы, нефти, угли, каменная соль, драгоценные камни, строительные пески и камни, глины и прочие) или в виде горной массы, которая подвергается дальнейшей переработке. Добыча полезных ископаемых сопровождается вскрытием вмещающих их геологических тел. При этом происходит изъятие из недр безрудной или низкосортной горной массы – вскрышной породы.
Основной причиной закрытой добычи строительного известняка или гипса является увеличенное соотношение
коэффициента вскрыши (отношение массы добываемых руд к массе пустых пород). И понижение значения разубоживания (количество не сортных и пустых пород) и ее потерях при выработке. На второе значение очень сильно влияют слабая механизация процесса добычи, неразвитая технология, глубина и мощность залегания полезного горизонта. И как ни странно, текущая (на момент закладки шахты) законодательная база природопользования. Например, дорогая аренда (или оброк) земельных наделов, их принадлежности. Изьяны в законах о недрах и отхожих промыслах. "Сохранились царские жалованные грамоты Серпуховскому Высоцкому монастырю, в которых начиная с 1542 г. и по 1621 г. неоднократно повторяется, что "серпуховичи и иных городов люди ископали монастырскую землю на руду на железною", и вводится запрет на добычу руды без разрешения властей монастыря (Тренев, 1902, с. 103, 107)." — Демидов В.Э., Губин С.В. "О происхождении "волчьих ям" у села Подмоклово Серпуховского района".
На ускорение развития и активацию карста влияет использование горнопроходчиками для облегчения работ диагенетических и тектонических трещин и полостей.
Глубоко погружаться в генезис мы не будем. Обозначим, пожалуй, только затруднения в определении терминов, отмеченые в лекциях по структурной геологии Романа Анатольевича Щеколдина: "Нетектонические трещины часто трудно выделить достаточно надежно. Особенно сложно решить вопрос о выделении первичных (диагенетических) трещин, когда на них накладываются тектонические деформации. Даже в платформенных структурах исследователям не всегда удается разделить трещины на диагенетические и тектонические".
http://r-schekoldin.ru/Struct_geol.files/joints.htm
Например — бортовые отпоры. Которые укрепляли и расширяли для уменьшения трудозатрат на проходку штольни, соответственно, уменьшая стоимость как подготовительных работ, так и цену конечного продукта добычи (в Старицкой каменоломне OZ-1 и Сельцовской впечатляющие размерами и протяженностью естественные разломы расширеные и укрепленные горнопроходчиками для доступа к забойным камерам).
Механическое воздействие при горных работах, усиливающее гравитационное напряжение в горизонте добычи, вызывающее смещение породы и увеличение трещиноватости.
Изменение гидрологических условий в горизонте при проходке штолен, обустройство водоотводов, вентиляционных продыхов, рудоспусков, вскытие водоносных горизонтов с их последующей деградацией при остановке добычи. Изменение температурного и климатического режима в штольнях.
Есть и косвенные причины.
Использование поверхности в сельскохозяйственных целях с применением фосфато-кислых удобрений при относительно небольшой (до 25 метров) глубине залегания шахт. Орошение полей непосредственно над выработкой и в окрестностях, связанных в одну гидросистему. Развитие лесных массивов. Особенно хвойных. Несанкционированый сброс стоковых или излишних в хозяйствовании вод, в итоге попадающих в естественные полости-водосборники, соединенные с искусственными. Прямой сброс и просачивание в водосборники фекальных вод со скотоводческих хозяйств. Бурение водоносных скважин, проведение свайных работ при подготовке фундаментов при строительстве сквозь выработки и рядом.
Итак. В естественных, образованных различными геологическими процессами полостях известняковых и гипсовых пород, процесс карстования ограничен прежде всего площадью и объёмом полостей.
Любое воздействие человека, увеличивающее их, сответственно ускоряет и увеличивает объём химических реакций растворения и осаждения мягких пород. Это ускоряет химическое преобразование осадочных пород и приводит к формированию такиих современных геологических отложений, как субтерральные и субаквальные.
Субтерральные отложения.
К типу субтерральных образований (возникших в воздушной среде, выше контакта с водной поверхностью, но находящихся под землей) относятся сталактиты, бахрома, занавеси, геликтиты, сталагмиты, сталагнаты, покровы, щиты, кораллиты, известковое (лунное) молоко и др.
Субаквальные отложения. Формируются ниже уровня воды или на контакте водной поверхности с воздухом.
В полостях, полностью заполненных водой, могут возникать одиночные кристаллы или их друзы.
К сожалению, в научной литературе я не обнаружил ни одного описания наблюдений за ускорением этих процессов. А ведь это один из маркеров ускоренного развития карстовых полостей и изменения химико-физических свойств породы. И если раньше это было не столь актуально, в связи с удалённостью подобных выработок от черты городской застройки, то на сегодняшний день, развитие высотного строительства, смешение форм хозяйствования, при которых городская и промышленная черта фактически перехлёстывает границы подобных закрытых выработок - более чем актуальна и востребованна в геологических отчетах и экологических описаниях при проектировании строительных работ в городской черте.
Стартовые задачи подобных наблюдений велики по объёму подготовительных работ и финансированию.
Статья защищена авторским правом. Богданов. Д. Г. и Абакумова Н. В. © Любое использование и копирование рукописных материалов статьи, цитат, изографии, фотоматериалов, таблиц возможно только с разрешения авторов.
