خصوصیات ژئومورفیک غارهای محلول

مانند بسیاری از ویژگی های زمین شناسی دیگر که در زیر زمین پنهان شده است ، غارها مشاهده آن دشوار است. واقعاً نمی توان یک غار را دید ، حتی اگر ممکن است یک نقطه به نقطه و دیدگاه مقطعی داشته باشد زیرا گذرگاه غار در طول اکتشاف روشن می شود. برنامه های زمین افقی و پروفایل های عمودی غارها باید توسط نقشه ها نشان داده شوند. اینها به نوبه خود از نظرسنجی های دشوار ایستگاه به ایستگاه توسط کاوشگران غار ساخته شده اند.

برخی از برنامه های غار غار شکل بخش های خطی ، زاویه دار یا سینوسی از مجرای را به خود می گیرند. اینها بخش هایی از تنه زهکشی بدون شاخه ها هستند. سایر برنامه های غار غار شاخه ها هستند. ممکن است یک جهت "بالادست" تعریف شده وجود داشته باشد ، و گذرگاه های شاخه ای به صندوق عقب می پیوندند. سایر برنامه های گذرگاه دیگر شبکه هایی هستند که در آن معابر در یک الگوی "بلوک شهر" با بسیاری از معابر تقاطع و بسیاری از حلقه های بسته قرار می گیرند. از نظر الگوی جریان ، یک نوع غار تک قشر که در آن بخش عمده ای از حوضه اصلی در مرزهای غیر کارستیک قرار داشت و جریان غرق شدن مقادیر زیادی آب را در یک نقطه واحد تزریق می کرد. غارهای شاخه ای در جایی توسعه می یابند که چندین ورودی وجود داشته باشد ، هر کدام در راس یکی از شاخه های شاخه ای هستند. غارهای شبکه در جایی شکل می گیرند که جریان ها توسط ورودی های پراکنده کنترل می شوند. سرعت جریان همچنان کم است و فرسایش محلول در تمام دهانه های مشترک ممکن صورت می گیرد. غار شبکه معادل زیرزمینی باتلاق است.

اشکال مقطعی گذرگاه منعکس کننده نحوه جریان آب از طریق غار و روشی است که در آن آب سنگ بستر را حل می کند. گذرگاه هایی که در حالی که به طور کامل آب گرفتگی تشکیل شده اند به طور مساوی روی دیوارها، سقف ها و کف ها حل می شوند. نتیجه یک لوله بیضوی است. در مقابل، یک جریان روان با سطح هوای آزاد تنها می تواند سنگ آهک را در بستر خود حل کند. نتیجه یک گذرگاه دره ای شکل است. در برخی از این نوع غارها، دیوارها تقریباً عمودی هستند و ممکن است 30 تا 50 متر ارتفاع داشته باشند، حتی اگر گذرگاه تنها یک متر عرض داشته باشد. سایر گذرگاه های غار به دلیل پیچ و خم های جریان پایین برنده بسیار نامنظم هستند. همیشه بین هیدرولیک آب جاری که برای شکل دادن به گذرگاه ها به شکل های صاف و روان کار می کند و کنترل شکل گذر توسط آرایش ساختاری اتصالات، شکستگی ها و جداکننده های سطح بستر که راه را آغاز می کند، رقابت وجود دارد. معابر تحت کنترل مشترک ممکن است بلند و باریک، گاهی اوقات با دیوارهای نامنظم باشند. چنین پیکربندی ناشی از بزرگ شدن گذرگاه ها از مفصل اولیه با نفوذ آهسته آب بود. گذرگاه هایی که عمدتاً در امتداد جداکننده های صفحه تخت ایجاد می شوند ممکن است کم و عریض باشند. به طور کلی، سرعت های جریان بالاتر به نفع اشکال هیدرولیکی است و جریان های آهسته و نفوذی تمایل به حفظ شکل دهانه های مکانیکی اولیه دارند.

بیشتر قسمت های غارهای محلول تقریباً افقی با دامنه های متوسط ملایم به سمت چشمه های خروجی است. اگر غارها با جریان فشار در زیر جدول آب تشکیل شوند ، مشخصات عبور می تواند نامنظم باشد ، با هر دو بخش پایین آمدن و رو به رو. بیشتر معابر غار مانند جریانهای سطح درجه بندی نمی شوند. فقط در برخی از محیط های آلپ غارها با معابر شیب دار شیب دار شکل می گیرند. پایین آمدن مداوم سطح گردش آب زیرزمینی غالباً لایه هایی از معابر جمع شده را در بالای دیگری ایجاد می کند ، و اینها نیازی به بهم پیوسته توسط یک غار کشف کننده ندارند. مکانیسم های اضافی برای توضیح ترتیب عمودی برخی از غارها که ممکن است از ده ها متر تا بیش از 1000 متر تسکین داشته باشند ، لازم است. ادغام عمودی توسط برخی از ترکیبات زیر انجام می شود: (1) محلول عمودی اولیه در منطقه اشباع نشده بالای جدول آب در طی زمان انحلال مجرای زیر جدول آب ، (2) انحلال شفت های عمودی و دودکش های محلول (در زیر مراجعه کنید.) در منطقه اشباع نشده در مدتی پس از توسعه مجراها ، یا (3) اتصال معابر خشک موجود با فرآیندهای تجزیه و فروپاشی.

غارها در مناطقی از تسکین زیاد توسط ورودی های آب که توسط مسیرهای عمدتاً عمودی از طریق منطقه اشباع نشده حرکت می کنند ، غالباً ایجاد می شوند. چنین غارهایی اغلب دارای الگوی پله ای است که دارای چاله های عمودی و شفت ها با رسیدن کوتاه از گذرگاه افقی است. جریان های شیب دار شیب دار متداول هستند. برخی از غارهای منطقه اشباع نشده به سادگی ده ها تا صدها متر عمق دارند که نشان دهنده توسعه افقی کمی است. برخی دیگر سیستم های غار پیچیده ای را تشکیل می دهند که در آن بسیاری از مواد مخدر عمودی به آنها می پیوندند تا جریانهای اصلی را تشکیل دهند که به عنوان آبشارهایی که گودالهای خود را فرو می ریزند ، به سطح پایه می روند. یکی از بزرگترین سیستم ها ، گروه غارها در فلات Huautla در مکزیک است. بیشترین تسکین از بالاترین ورودی شناخته شده سیستما Huautla به پایین ترین نقطه اکتشاف ، 1،252 متر در یک غار به طول 33. 8 کیلومتر طول دارد.

برخی از سیستم های مجرای مانند منطقه غار ماموت و فلات کامبرلند کوههای آپالاچی در زیر یک کلاه محافظ ماسه سنگ ، شیل و سایر سنگهای نسبتاً غیر محلول ایجاد می شوند. با از بین رفتن Caprock ، سنگ آهک زیرین در معرض آب رواناب قرار می گیرد که از ناحیه باقی مانده فلات تخلیه می شود. چنین آب رواناب سنگ آهک را در منطقه اشباع نشده حل می کند تا دودکش های محلول و شفت های عمودی را تشکیل دهد. دودکش های محلول در امتداد شکستگی های عمودی یا در امتداد هواپیماهای بستر سنگ آهک های عمودی بستر ایجاد می شوند. در مقطع ، آنها تمایل به نامنظم و کشیده در امتداد شکستگی کنترل کننده یا صفحه تختخواب دارند. دودکش های محلول از شکستگی پیروی می کنند و بسته به زمین شکستگی هدایت ، ممکن است در زاویه های شیب دار جبران یا پایین بیایند. در مقابل ، شفت های عمودی توسط نیروهای هیدرولیک آب آزاد جریان کنترل می شوند. آنها اغلب سیلندرهای تقریباً کامل با مقطع دایره ای هستند. دیوارها عمودی هستند و با بی اعتنایی کامل به زاویه یا ترکیب تختخوابها در تختخوابهای آهکی برش خورده اند. شفت های عمودی و دودکش های محلول هیچ ارتباط مستقیمی با سیستم مجرای ندارند ، به خصوص با سطح خشک فوقانی سیستم. آنها گاهی اوقات با گذرگاه های تخلیه به مجرای افقی فعال امروزی متصل می شوند. این زهکشی ها معمولاً از مقطع کوچک هستند و ممکن است از صدها متر یا حتی چند کیلومتر قبل از اتصال با مجراهای زهکشی اصلی گسترش یابد. در منطقه اشباع نشده ، شفت های عمودی تمایل به برشی در معابر سطح بالا دارند که گویی در آنجا نبودند. هنگامی که شفت های عمودی و دودکش های محلول از طریق چندین ردیف عبور افقی پوشاننده شده ، مسیرهایی را برای اکتشاف و ادغام سیستم غار فراهم می کنند.

سقف های غار همیشه در حالت استرس قرار دارند. وزن تختخوابهای سقفی باعث می شود که آنها کمی چسبانده شوند و تختخوابها را در امتداد هواپیماهای ضعیف تر از هم جدا کنند. هر بستر سقف ، در واقع ، یک پرتوی ثابت که از عرض گذرگاه غار استفاده می شود ، می شود. یک رابطه مکانیکی دقیق بین ضخامت یک پرتو ، چگالی آن و عرض دهانه وجود دارد. هنگامی که عرض دهانه از یک مقدار بحرانی خاص فراتر رود ، سقف غار زیر وزن خود فرو می رود. فرآیندهایی مانند محلول در امتداد اتصالات عمودی تیرهای سقف را برش داده و آنها را به کانترهایی تبدیل می کند که بارهای بحرانی بسیار کوچکتر دارند. هنگامی که یک تخت سقف سقوط می کند ، پشتیبانی از تختخواب بالا برداشته می شود و ممکن است سقوط کند. بنابراین فرآیند توقف صعودی به دلیل فروپاشی سقف وجود دارد. تجزیه و فروپاشی به سمت بالا می تواند باعث شود که یک گذرگاه به داخل یک پوشاننده مهاجرت کند.