بسم الله الرحمن الرحیم

موضوع :

شناخت مناطق کارستی و نحوه تشکیل غارها

درس :

ژئومورفولوژی ساختمانی

استاد گرامی :

جناب آقای دکتر نجار زاده

تهیه و تنظیم :

روح الله فیروز

خرداد 1393

فهرست مطالب

شناخت مناطق کارستی و نحوه تشکیل غارها3

تعریف کارست:3

اهمیت کارست:3

دلایل شکل گیری کارست:4

رده بندی کارست:4

1) براساس شرایط ژئومورفولوژیکی.. 4

2)براساس شرایط هیدروژئولوژیکی.. 4

3)براساس شرایط تکتونیکی.. 5

4)براساس قدمت زمین شناسی.. 5

5)براساس عمق کارستی شدن. 5

انواع دیگر کارست:5

اهمیت غارشناسی و کاربرد آن:6

کاربردهای غارشناسی در  چینه شناسی.. 6

مناطق كارستي.. 7

ویژگی های کارست.. 7

اشکال کارستی.. 8

1- کانیون. 8

2- لاپيه. 8

3- دولين.. 9

4- اووالا. 9

5- پولیه. 9

6- دره های کوچک و خشک... 9

7- چاههاي هوايي.. 10

نحوه انحلال آهک و تشکیل غار10

منابع :11

شناخت مناطق کارستی و نحوه تشکیل غارها

تعریف کارست:

در اصطلاح فنی به پدیده خوردگی و انحلال توده سنگهای کربناته(آهک و دولومیت) کارست گفته میشود.این پدیده در سایر سنگهای انحلال پذیر مانند سنگهای سولفاته و کلروره نیز اتفاق می افتد.پدیده فوق در سنگهای آواری هم دیده میشود.برای مثال ماسه سنگها و کنگلومراهای دارای سیمان کربناته و یا سولفاته تحت تأثیر انحلال کارستی خواهند شد.

اهمیت کارست:

اکثر مناطق آبدار کشور در امتداد کوهای زاگرس  متمرکز است که در آن  مناطق کارستی زیاد است.آب شرب 25% از جمعیت جهان از منابع آب موجود در سنگهای کارستی تأمین میشود.منابع فراوانی از آب زیرزمینی مناسب به صورت آبخوانهای کارستی در زاگرس جنوبی،زاگرس شمالی،البرز و ایران مرکزی وجود دارد.سنگهای کربناته همچنین میزبان 50% منابع هیدروکربور جهان هستند.منابع مناسبی از نقره،سرب،روی و بوکسیت در مناطق کارستی وجود دارند.

دلایل شکل گیری کارست:

 کارست پدیده ای در پوسته زمین است که آثار آن به صورت اشکال مختلف از قبیل حفرات و غارها در سطح  و در زیر سطح وجود دارد.علت ایجاد چنین پدیده ای به وجود شکستگی ها و قابلیت انحلال توده سنگ مربوط میشود که در نتیجه آن یک سیستم آب زیرزمینی میتواند شکل بگیرد.بنابراین شکل گیری یک سیمای کارستی در گرو وجود دو عامل است:

اول این که توده سنگ قابلیت انحلال داشته باشد

و دوم اینکه زمینه تشکیل یک سیستم جریان آب زیرزمینی فراهم گردد.

با تعریف گفته شده 27% پوسته زمین از کارست تشکیل شده است.

رده بندی کارست:

1) براساس شرایط ژئومورفولوژیکی

-کارست کامل

-کارست ناقص

-کارست انتقالی

2)براساس شرایط هیدروژئولوژیکی

-کارست مسطح یا سکویی

-کارست ناودیسی

3)براساس شرایط تکتونیکی

-کارست قبل از کوهزایی(ستونی،چین خورده،حوضه ای،عمیق)

-کارست کوهزایی (عدسی شکل،کوهزایی چین خورده،کوهزایی خرد شده)

4)براساس قدمت زمین شناسی

-کارست قدیمه

-کارست جوان

5)براساس عمق کارستی شدن

-کارست عمیق

-کارست کم عمق

انواع دیگر کارست:

کارست باقی مانده،کارست برجی بریده

کارست کاذب:به پنج صورت میتواند تشکیل شود.

-کارست حرارتی

-کارست آتشفشانی

-کارست هیدروترمال

-کارست رگابی

-کارست گرانیتی

اهمیت غارشناسی و کاربرد آن:

غارشناسی در  آب شناسی و تعیین آبهای زیر زمینی در هر کشور كاربرد دارد.

مطالعات غارشناسي جهت جلوگیری از خرابی شهرها و روستاها بر اثر سیلابها و طغیان رودها به ویژه در زمین های آهکی اهميت دارد.

هنگام ساختن مجاری (لوله کشی) آب در زمین های آهکی، مطالعه غارها به ویژه آنهایی که از دید پنهان هستند، الزامی است.

اگر در ساختن سد مطالعه غارشناسی کافی انجام نگرفته باشد و احیانا غارهایی در زیر محل سد وجود داشته باشند، آبهای پشت سد در غارها نفوذ می کنند و در نتیجه سد بدون استفاده می شود.

 در ساختن بناهای چند طبقه، پل ها، تونل ها و دالان های زیرزمینی، برای ساخت مترو، خطوط آهن و خانه های ضد زمین لرزه، بايستي مطالعات غارشناسي انجام گيرد.

هنگام استخراج معادن، بیش از هر چیز لازم است که به وضع آبهای زیرزمینی که در نواحی آهکی جریان دارد، رسیدگی شود. بالا آمدن آب، در چاه های معادنی که در نواحی آهکی قرار دارند، گاهی بسیار سریع است و موجب ایجاد خسارت می شود.

کاربردهای غارشناسی در  چینه شناسی

دیرینه شناسی- در کشف اجساد جانورانی که در گذشته در غارها می زیستند و همچنین آثار انسان اولیه

زیست شناسی و مطالعه گیاهان و جانوران به ویژه مطالعه جانوران غارزی در گذشته و حال

جلب توریست

مناطق كارستي

سنگهای آهکی جزو سنگهای همگن با فرمول 3Caco وکمابیش ناخالص اند. این سنگها شامل دو نوعند: غیرکارستی و کارستی

ویژگی های کارست

كارست، نواحي اي هستند كه غارهاي آهكي در آن شكل مي گيرند. بنابراين شناخت این مناطق براي غارنورداني كه در پي اكتشاف غارها هستند، از اهميت بسياري برخوردار است.

 آهکهای کارستی در اثر انحلال آب ایجاد مي شوند و کاملا خالصند. نواحی کارستی صخره ایند. بنابراين از روي ظاهر صخره اي يك منطقه مي توان به كارستي بودن آن پي برد. آهک بهیچوجه به خرده سنگهای کوچک تقسیم نمی شود. پس در این نواحي بايستي انتظار سنگهاي يكپارچه را داشته باشيم.

 انحلال در اثر جریان آب ایجاد ناهمواریهای شدید در سنگ آهک می کند. بنابراين وجود دیواره های تند و پرشیب خصوصا در قسمت بالا و دامنه های پوشیده از ماسه، از ديگر ويژگي هاي مناطق كارستي است.

فلاتهای آهکی خیلی کم توسط دره ها بریده می شوند و سطح آنها دارای یک سلسله چاله و گودالهای بسته است.

در آهکهای کارستی هرگز آثار فرسایش رودخانه ای دیده نمی شود. بدین معنی که آبهای جاری سطحی وجود ندارد.

اگر این فلاتها دارای درز و شکاف باشند، آب بداخل زمین نفوذ کرده و جریانهای ایجاد شده سبب انحلال داخلی سنگها می گردد. گسترش این عمل سبب خالی شدن شگفت انگیز قسمت درونی ناحیه ای از زمین می گردد كه غار ناميده مي شود.

اشکال کارستی

مناطق كارستي را مي توان از روي اشكالي كه در آن پديد مي آيد شناسايي كرد. انواع این اشكال در زير ذكر شده اند.

1- کانیون      

دره های عمیق و طویل با دیواره های پرشیب در فلات آهکی را كانيون مي نامند. در این دره ها فرسایش در کف بستر رخ مي دهد. سرچشمه رودخانه جاری در کانیون از جایي دیگر و نواحی غیرقابل نفوذ است و ضمن جریان در این دره ها ضعیف می شود.

کانیونها را مي توان رودخانه های زیرزمینی دانست که سقفشان فرو ریخته است. کانیونها معرف طبقات آهکی ضخیم اند.

چنانچه آبها به یک طبقه غیرقابل نفوذ مانند مارن برسند، آنوقت دره شکل U پیدا می کند.(مانند دره اخلومد در شمال غرب مشهد)

2- لاپيه

به بریدگیهای فراوانی که در سنگهای نواحی آهکی بوجود می آیند، لاپيه گفته مي شود..

3- دولين

يكي ديگر از اشكالي كه در نواحي كارستي شكل مي گيرند، دولين ها هستند، به چاله های بیضی هموار با کناره های ناهموار دولين مي گويند. دولين ها داراي دیواره های پرشیب و سنگهای منفرد هستند و کف آنرا رس حاصل از تخریب آهک پوشانده است، به این دلیل این مناطق مناسب کشاورزی اند.

4- اووالا

از بهم پیوستن چند دولین ایجاد می شود

5- پولیه

دشتهای وسیع کارستی با دیواره پرشیب و کف مسطح را پوليه مي نامند. رودخانه های کف دشت ممکن است توسط غارهایی که به آن پونور می گویند به خارج راه یابند. يك غار پونور كه در چنين مناطقي قرار گرفته است مجراي خروج آب است. اما گاه پونور برعکس، عمل چشمه را انجام می دهد.

پس از بارندگی طولانی ممکن است پونور نتواند عمل جذب آب را انجام دهد و پولیه پر آب می شود. بنابراين غارهاي پونور در مواقع بارندگي بسيار خطرناك هستند. نمونه اي از این نوع غارها، غار نمكدان (3N) در جزيره قشم است.

6- دره های کوچک و خشک

این دره ها اغلب به کانیون ها یا پولیه ها منتهی می گردند و تنها پس از هر بارندگی شدید دارای جریان آب می شوند.

7- چاههاي هوايي

نوعی تخریب در طبقات آهکی بشکل قیف وارونه ایست که منفذ آن بسمت فلات آهکی باز می شود. از شکاف موجود در سطح فلات آهکی عمل انحلال آغاز می شود. آبهای نافذ بر اثر انحلال بتدریج داخل زمینهای آهکی را وسیع می کنند. از هم جداشدگی و ریزش دیواره های طبقات داخلی نیز ممکن است موجب گسترش فضای داخلی آنها بگردد. و در نهايت برخورد آونهای در حال توسعه بیکدیگر تشکیل غار می دهد.

 نحوه انحلال آهک و تشکیل غار

       مهمترین خاصیت سنگ های آهکی انحلال آنها در آبهای محتوی دی اکسید کربن CO2است.

          این گاز ترکیبی از دو عنصر کربن و اکسیژن است که به فراوانی و به صورت گسترده در سطح زمین وجود دارد و همواره در فعل و انفعالات بیولوژیکی شرکت می کند.

       این گاز در جایی که سنگ های آهکی در داخل غار تشکیل شده اند، از غلظت بیشتری برخوردار است.

          محلول دی اکسید کربن در آب اسیدکربنیک (H2CO3) تولید می کند. کلسیم محلول در آبها با ترکیب این اسید، کربنات کلسیم به وجود می آورد که در آب قابل حل بوده و طبقات سنگ های آهکی را تشکیل می دهد.

 منابع :

ژئومورفولوژی ساختمانی ، تالیف دکتر فرج الله محمودی

http://zaminpajoh.blogfa.com/

http://seacave.blogfa.com/