Шема́хинское ка́рстовое по́ле — карстовое поле в окрестностях посёлка Сказ Нязепетровского района Челябинской области. Особо охраняемая природная территория, геолого-геоморфологический памятник природы регионального значения. Статус памятника природы закреплен решением исполнительного комитета Челябинского областного Совета народных депутатов № 407 от 23 октября 1989 года. Действующий режим использования установлен в 2011 году // Статья от 15.06.2011 г. «Regnum».. Площадь — 1018,03 га.
Одно из крупных карстовых плат // Челябинск: Челябинский областной комитет государственной статистики, 2005 г. С. 12, 18., имеющее крупную подземную гидрографическую системуЛавров И. А., Андрейчук В. Н. / Научная статья. Кунгурский стационар Горного института УрО РАН // Пещеры. Итоги исследований. Выпуск 23-24. (Межвузовский сборник научных трудов. Пермский государственный университет, Институт карстоведения и спелеологии). Пермь: Пермский государственный университет, 1993. — 204 с. ISBN 5-230-09385-4. С. 6-29. с одной из крупных в России подземных рек протекающих в пещерахЧикишев А. Г. Пещеры на территории СССР / Разделы «Районирование пещер», «Подземные ландшафты» // М.: Наука, 1973. — 137 с..
Местонахождение География Шемахинское карстовое плато расположено на территории, где находится граница перехода Уфимского плато в систему невысоких хребтов южной части Среднего Урала. Древний пенеплен в этом месте представлен пологими холмами и возвышенностями, разделёнными карстово-эрозионными глубокими V-образными речными долинами и оврагами. Горы, в основном, с закругленными вершинами и пологими (до 20-30°) склонами. Склоны речных долин крутые, местами обрывистые (высотой от 5 до 30 м), часто скалистые, имеют несколько ярусов. Высота плато над уровнем моря составляет 360—280 м и понижается в направлении от Бардымского хребта к юго-западу в сторону долины реки Сухая Шемаха. Западные склоны хребта в районе расположения плато и само карстовое плато являются водосборным бассейном реки Шемаха (правого притока реки Уфа).
Основное питание рек снеговое (50-70 % объёма стока), и дождевое паводковое. Объём стока имеет заметную сезонную зависимость, в частности до 85 % происходит во время весеннего половодьяПостановление правительства Челябинской области № 389-П от 24.11.2008 г. «О схеме территориального планирования Челябинской области» / Схема развития водохозяйственного комплекса // Опубликовано в газете «Южноуральская панорама» 09.12.2008 г.. При этом лесные массивы, особенно горно-таёжные темнохвойные, играют почвоукрепляющую и снегозадерживающую роль, способствуя аккумулированию влаги и более равномерному расходу талых и ливневых вод.
Спелеологическая топонимика Согласно схеме спелеологического районирования России, территория расположения плато классифицируется следующим образом: Уральская спелеологическая страна, Западно-Уральская спелеологическая провинция, Средняя спелеологическая область, спелеологический район Уфимского амфитеатра, Верхнеуфимский спелеологический подрайон, Шемахинский карстовый участок, Шемахинское карстовое плато.
Для известняковых массивов Уфимского амфитеатра характерны смятость в крутопадающие к западу складки, закарстованность вдоль геологических разломов и трещин возникших при образовании герцинской складчатости. Характерна интенсивная закарстованность долины реки Уфа в ширину до 2 км, а её притоков в ширину до полукилометра. Для некоторых притоков характерны суходолы — исчезновение поверхностного стока реки в части её русла в периоды межени и маловодья и появление у устья, при этом в период половодья и паводка поверхностный сток возобновляется, также наблюдается увеличение расхода воды в самой реке Уфа превышающий её прибыль посредством только поверхностного стока притоков // Свердловск: Институт биологии Уральского филиала АН СССР, 1964 г. С. 148—149..
Характеристика
Особо охраняемая природная территория (ООПТ) «Шемахинское карстовое поле» создана в 1989 году путём включения части одноимённого карстового плато (поля) при реорганизации и объединении существовавших на её месте с 1969 года ООПТ «Козитовый овраг» («Пещерный лог») и «Шемахинская пещера в окрестностях станции Сказ». Территория ООПТ представляет собой 4 участка суммарной площадью 1018 га разделённых расположенными на карстовом плато посёлком Сказ и проходящим по нему полотном железной дороги (построенной при строительстве Западно-Уральской железной дороги). Протяжённость с северо-запада на юго-восток около 4,5 км, с северо-востока на юго-запад около 2 км / Под ред. Д. М. Очагова. Часть II // М.: ВНИИприроды, 2006. — 364 с. ISBN 5-7640-0031-9. С. 203 (№ 158, 163, 164)..
Шемахинское карстовое плато — уникальный природный комплекс с наличием разнообразных карстовых форм и явлений, имеющий как научное, так и рекреационное значение. В течение многих лет является своеобразным учебным и спортивным полигоном для многих поколений спелеологов.
Плато расположено в подзоне хвойно-широколиственных и южно-таёжных хвойных лесов западного склона Урала (Верхнеуфимский район широколиственно-темнохвойных и южно-таежных хвойных лесов). Оно занимает территорию, ограниченную на севере и северо-западе долиной реки Гремячей (Верхняя Шемаха), на западе — реки Сухой Шемахи, на юге и юго-востоке — реки Нижней Шемахи (руч. Морозкина), на востоке — подошвой западных склонов Бардымского хребта (высшая точка — гора Зюран — 681 м). Примерно посередине, с юга на северо-запад, это плато пересекает линия Западно-Уральской железной дороги (ветка Бакал — Чусовская). На территории карстового плато расположен пристанционный посёлок и станция . В 3 км от северной стороны плато проходит административная граница со Свердловской областью. Размеры Шемахинского карстового плато, представляющего собой в плане почти правильный прямоугольник, составляют: с северо-запада на юго-восток — 4 км, с северо-востока на юго-запад — 3 км. Общая площадь плато достигает 12 км². Плато сложено светло-серыми монолитными рифогенными известняками силурийского возраста, контактирующими со слоистыми глинистыми и битуминозными известняками нижнего девона.
Геологическая и гидрогеологическая ситуация В геологическом и гидрогеологическом отношении Шемахинское плато является составной частью водоносного комплекса зон трещиноватости отложений силура и нижнего девона (S, D1). Основное развитие этот комплекс получил в северной части Бардымско-Айской структуры и, главным образом, в Нижне-Сергинской синклинали. Она протягивается с севера на юг на 60 км вдоль западного подножия Бардымского хребта и включает в себя Шемахинско-Сергинскую зону подземных вод. На южной оконечности этой зоны и располагается Шемахинское карстовое плато.
По литологическому составу здесь выделяют два типа разрезов: карбонатный и карбонатнотерригенный. Первый определяет гидрологическую обстановку на плато и представлен преимущественно светло-серыми однородными массивными или неяснослоистыми рифогенными известняками кобленцского яруса нижнего девона и нижней части лудловского яруса верхнего силура. В Нижне-Сергинской синклинали они вытянуты полосой шириной от 3,5 до 7,5 км с севера на юг более чем на 60 км. С запада и востока эта полоса ограничена крупными тектоническими разломами надвигового типа. В южной части полосы эти известняки разделяются слоистыми глинистыми породами с прослоями песчаников и глинистых сланцев. Водоносность и закарстованность известняков в плане и разрезе крайне неравномерны. Они имеют преимущественно линейную локализацию, приуроченную к зонам тектонических нарушений и контактов с другими породами, фиксируемым по цепочкам карстовых воронок и слепых логов.
В вертикальном разрезе выделяются два этажа проявления карста: верхний и нижний. Верхний связан с зоной выветривания и прослеживается до глубины 80-120 м. В нём происходит поглощение атмосферных осадков и осуществляется сток по карстовым каналам и трещинам к дренирующей речной сети. Подземные воды образуют здесь безнапорное зеркало, которое в сглаженной форме повторяет современный рельеф. Площади водосборов подземных вод совпадают с поверхностными. Глубина залегания уровня подземных вод изменяется от 0 до 50 м.
Второй этаж проявления карста вскрыт скважинами на глубинах 200—270 м. Его генезис тесно связан с геоморфологическими и структурными особенностями полосы известняков. Поверхностный и подземный стоки с некарстовых и слабоводоносных пород Бардымского хребта полностью поглощаются в зоне контакта с известняками и вовлекаются в глубинную циркуляцию по отдельным карстовым каналам и локальным зонам (примером может служить поглощение поверхностных вод в руслах рек Гремячая и Нижняя Шемаха). Разгрузка поглощённых вод происходит совместно с водами верхнего этажа в крупных источниках, приуроченных к приконтактной зоне кобленцских известняков с глинистыми жединскими и верхнелудловскими известняками, песчаниками и сланцами. Последние являются своего рода водоупорным порогом преграждающим движение карстовых вод к основным дренирующим артериям. Именно такой характер имеет ряд крупных родников Шемахинского карстового плато: Конный ключ (среднегодовой расход составляет 250 л/с.; среднесуточный максимальный − 2680 л/с.; минимальный — 4 л/с.); Шемахинский (130 л/с.; 1490 л/с.); Тёплый ключ (83 л/с. 450 л/с.; 6 л/с.). К примеру, вода реки Гремучая (левый приток Сухой Шемахи), во время паводков большей частью, а во время межени полностью стекает в русловые и береговые поноры, а русло становится суходолом. Далее по карстовым каналам и коллекторам вода попадает в пещеру Шемахинская-2, далее в Шемахинская-1 из входа которой и изливается мощным источником. При этом часть воды ещё изливается в Тёплом и Конном ключахБаранов С. М. (Научная статья. Челябинское региональное отделение Русского географического общества, Челябинский клуб спелеологов ПЛУТОН) / Пещеры: сборник научных трудов. Выпуск 35 // Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2012. — 171 с. ISBN 978-5-7944-2037-1 С. 11..
На плато в большом количестве отмечаются карстовые воронки, поноры, карстовые лога, провалы, суходолы, подземные реки и родники, гроты, пещеры и шахты. Карстовые воронки располагаются, как правило, цепочками и трассируют линии тектонических разломов и нарушений в недрах известнякового массива. Русла рек Гремячая, Нижняя и Сухая Шемаха изобилуют поглощающими понорами. В них теряется значительная часть воды, а в летнюю и зимнюю межень в поноры и трещины полностью уходит весь объём поверхностного течения. Поглощённые воды уходят в карстовые каналы и пещеры, обводняя весь массив. Затем эти воды выходят на поверхность по периферии карстового плато в виде постоянных или периодически действующих карстовых источников — ключей (Конный, Тёплый, Шемахинский).
Особый интерес для гидрогеологов и спелеологов представляет периодически действующая подземная река, берущая своё начало от русловых поноров и поноров левого борта долины р. Гремячей. Затем, после поглощения, собравшись в мощные потоки, вода по подземным карстовым коллекторам, транзитом, пересекает плато и появляется далее в ходах и галереях пещер Шемахинская-2 и Шемахинская-1, а также выходит на поверхность в виде родников (ключи Конный и Тёплый). Расстояние по прямой от начала этой подземной реки и до одного из её дальних выходов (вход в пещеру Шемахинская-1) составляет 4,5 км. Расход воды в этой подземной реке и на её выходах из родников во время весеннего паводка и летних проливных дождей достигает 4-5 м³/с.
История изучения плато и результаты исследований