хімічне вивітрювання

Інтенсивність і характер механічного вивітрювання залежать не тільки від температурного режиму та інших елементів клімату, але і від конкретного мінерального складання породи, від її теплоємності і теплопровідності. Швидше руйнуються Темна породи і мінерали, а також крупнокрісталліческіе полімінеральні породи з великим розходженням коефіцієнтів розширення складових їх мінералів.

Механічне руйнування гірських порід особливо інтенсивно в областях, де добова температура, негативна або позитивна, коливається навколо нуля (високогір'я, приполярні області). Особливе значення отримує періодично замерзає вода, яка проникає в тріщини.

Як відомо, при замерзанні вода розширюється на 1/11 свого обсягу. Тому що утворився лід тисне на стінки тріщин з силою 890 кг / см2, розриваючи навіть дуже тверді породи. Ця форма руйнування гірських порід називається морозним вивітрюванням.

Таким чином, фізичне вивітрювання переважає в умовах сухого континентального клімату (пустелі) з різкими добовими змінами температури, проявляючись у формі інсоляції і особливо широко розвинене в високогірних і субполярних областях у вигляді морозного вивітрювання.

В результаті фізичного вивітрювання утворюються особливі форми ландшафту. Якщо вивітрювання відбувається в гірських областях, де є плоскі горизонтальні поверхні, то продукти вивітрювання накопичуються на них у вигляді брил і дресвяного матеріалу. В результаті створюються елювіальний розсипи. Елювій (лат. "Елюо" - вимивати) - це осад, що не піддався переносу, тобто накопичується в результаті руйнування породи на місці.

Типові області фізичного вивітрювання - кам'янисті пустелі, або, як їх називають в Сахарі, гаммади. Це області горизонтально лежачих шарів, що утворюють террасовіднимі поверхні з вертикальними уступами між ними. На краю уступів пласти расчленяются на останці конусоподібної форми. Зниження між останцами покриті розсипами кам'яних брил і щебенем. Дрібніший матеріал несеться вітром.

У процесі фізичного вивітрювання з масивних порід вивільняються багато стійкі мінерали, які є корисними копалинами (Au, Pt, каситерит, шеелит, алмази) і утворюють розсипних родовищ.

Найбільш активні агенти: О2, СО2 і вода, а при органічному вивітрюванні і органічні кислоти. Особливо велика в цьому отншеніі роль води, що несе в собі розчини солей і газів. Хімічне вивітрювання може бути виражено декількома типами, головні з яких: розчинення, окислення, відновлення, карбонатизація.

Розчинення відбувається під дією води, що стікає по поверхні виходу гірської породи або яка просочується через її тріщини і пори. При цьому вона вибірково виносить (вилуговує) з породи тільки деякі речовини. Найсильніше розчиняються хлориди (галіт, сильвин), далі сульфати (гіпс), карбонати (вапняки, доломіт). Залежно від величини частинок, на які розпалося речовина гірської породи, розрізняють 2 типу розчинів: істинні (кристалоїдні) і колоїдні.

У першому типі розчину речовина розпадається до молекул і іонів. У такому розчині молекули або іони розчиненої речовини мають таку ж рухливістю, що і молекули розчинника - води, що забезпечує рівномірний розподіл речовини у всій масі розчинника (дифузію). Особливістю даного типу розчинів є те, що при певному насиченні розчинена речовина випадає з них в осад у твердому кристалічному стані, тобто перетворюється в мінерал. У другому типі розчину (грец. "Колл" - клей) речовина розпадається лише до частинок, що перевищують розміри молекул. Ці частинки являють собою поєднання багатьох молекул або дрібні уламки кристалічних решіток мінералів розміром 0,001-0,2 мкм. Колоїди можуть бути рідкі, в'язкі і студнеобразниє. Колоїди здатні згортатися (коагулювати) під впливом електролітів - водних кристалоїдних розчинів, що розпадаються на іони і здатних тому проводити електричний струм. Властивостями електролітів мають розчини NaCl, HCl, H2SO4, HNO3, KOH, NaOH, мідного і залізного купоросу, соди, поташу та ін.

Під впливом електролітів частинки колоїду злипаються в пластівці і грудочки, які починають осідати, утворюючи гель - речовина, що має властивості твердого тіла. Освіта колоїдних розчинів залежить від складного поєднання фізико-хімічних факторів і підпорядковується іншим закономірностям, ніж звичайне розчинення. Саме в формі колоїдних розчинів виноситься величезна кількість продуктів хімічного вивітрювання, сприяючи тим самим розкладанню мінералів. З огляду на це можна сказати, що абсолютно нерозчинних речовин в природі взагалі немає і що процес розчинення в тій чи іншій формі бере участь у вивітрюванні будь-яких мінералів і гірських порід.

За активної участі розчинення йде гідроліз - розкладання мінералів з виносом частини утворюються продуктів і супроводжується гідратацією.

Приклад розкладання польових шпатів:

Польові шпати проміжні мінерали каолініт

K, Na [AlSi3O8] (гідрослюд, гідрохлоріти) Al4 [Si4O10] (OH) 8

(Катіони K, Na, Ca при взаємодії з СО2 перетворюються в карбонати і несуться або залишаються на місці; каркасна структура переходить в шарову; кремнезем частково виноситься в розчині, частково переходить в колоїд і випадає у вигляді гелю SiO2 - опала, частково залишається в каолините )

При вивітрюванні в тропічних умовах іноді порушується зв'язок між Al і Si і утворюються мінерали бокситів Al2O3.nH2O і опал.

Глини, що утворюються при вивітрюванні породи, одягають її шаром, що оберігає від подальшого вивітрювання і представляє собою кору вивітрювання. Кора вивітрювання - сукупність залишкових продуктів вивітрювання - різних елювіальний утворень, розвинених на материнських породах.

Характер кор вивітрювання і їх потужність пов'язані з кліматичними умовами, кількістю опадів, надходження органічної речовини. Важливе значення має рельєф і інтенсивність висхідних тектонічних рухів, а також склад гірської породи, що зазнала вивітрюванню. Найбільш сприятливими умовами для формування кори вивітрювання є вирівняний рельєф і поєднання високої температури, великий вологості і великої кількості органічних речовин. В умовах жаркого клімату виникає латеритними кора вивітрювання. Глибше розташований каолінітової горизонт, ще нижче - гідрослюдистої-монтморіллонітових-бейделлітовий горизонт. У тайгово-підзолисті зоні помірного клімату потужність кори вивітрювання значно менше і відсутня латеритними горизонт. В області сухих степів потужність кори ще менше і відсутні латеритними і каолінітової горизонти.

Окислення і гідратація. Окисленню піддаються в першу чергу мінерали, що містять Fe, S, V, Mn, Ni, Co і ін. Факторами окислення є кисень повітря і вода. У присутності вологи закису металів, що входять до складу мінералів, легко переходять в окисли, сульфіди - у сульфати. У вологому кліматі утворюються багаті водою гідрати оксидів заліза.

Схожі статті