Кора выветривания

Введение

Внешняя часть литосферы, сложенная продуктами выветривания, называется корой выветривания. За нижнюю границу выветривания следует принимать уровень грунтовых вод в данной местности. Выше уровня грунтовых вод имеются благоприятные условия для развития процессов выветривания – горные породы здесь периодически смачиваются атмосферными осадками, а в порах и пустотах пород циркулирует воздух.

Мощность коры выветривания колеблется обычно от единиц до нескольких десятков метров, а в тропиках – иногда и до 100-200 м.

Формирование коры выветривания происходило и в отдалённые геологические эпохи. Местами она сохранилась до настоящего времени и в отличие от современной называется ископаемой корой выветривания.

Понятие о гипергенезе (выветривании)

На поверхности континентов горные породы попадают в обстановку, которая более или менее от условий их образования.

Дневная поверхность, как геологи называют границу земной коры и атмосферы, характеризуется небольшими величинами давления и температуры - в сотни и тысячи раз меньше тех величин, при которых возникают магматогенные или метаморфогенные минералы. Давление и особенно температура на поверхности суши испытывают значительные колебания в течении суток и года. Мощным фактором воздействия является жидкая вода, содержащая растворённые химически активные соединения. На горные породы здесь также действует целая серия сложных процессов, связанных с развитием живых организмов и почвообразованием. Всё это обуславливает неустойчивость минералов, возникших в иных условиях, и возникновение новых минералов.

Выветриваниемназывается сумма физических, химических и физико-химических процессов преобразования горных пород и слагающих их минералов на поверхности суши под влиянием факторов и условий географической среды. Не следует думать, что выветривание связано с деятельностью ветра. Ветровая деятельность имеет весьма отдалённое отношение к процессам выветривания. Чтобы избежать этой неясности смыслового и буквального значения термина ”выветривание”, А.Е.Ферсман в 1922г предложил процессы преобразования горных пород и минералов на поверхности обозначить термином “гипергенез” (от греч hyper – сверху, над).

Процесс выветривания очень сложен и включает многочисленные частные процессы и явления – механические, физико-химические, химические, биогеохимические.

Чисто физические (механические) явления приводят к дезинтеграции горных пород: к механическому их измельчению без изменения минералогического и, следовательно, химического состава. Механическая дезинтеграция пород происходит в результате неодинакового объёма и линейного расширения породообразующих минералов под влиянием сезонного и суточного колебания температуры. Порода рассекается густой сетью тонких и тончайших трещин. В эти трещины поступает вода , вследствие чего в них возникает капиллярное давление. Его величина достигает значительной величины. Например, в трещины шириной 0,001мм капиллярное давление составляет около 1,5кг/см (при обычной температуре), а в трещинах толщиной в тысячу раз более тонких(1*10мм)- около1500кг/см. При расширении трещин начинают действовать явления замерзания -размерзания воды с изменением объёма.

В итоге массивная кристаллическая порода, сохраняя свой исходный состав, теряет монолитность и начинает разрушаться. В первую очередь проявляются скрытые напряжение , возникшие при образовании разрушающейся породы, и проявляются отдельности – участки породы, ограниченные трещинами и обладающие определённой формой. Особенно эффективно проявляются округлые концентрически-скорлуповатые отдельности, образующиеся при выветривании некоторых эффузивных и гипабиссальных пород.

Механическая дезинтеграция плотных горных пород приводит к образованию обширных развалов, глыб и россыпей щебня (курумов), коллювиальных скоплений (от лат colluvio-скопление) щебня у подножия обрывов, протяжённых каменных потоков по склонам. Это типично для полярных, пустынных и высокогорных ландшафтов.

Дезинтеграция плотных горных пород, обрзование в них системы трещин и микрощелей обуславливает, с одной стороны, их хорошую водопроницае- мость, а с другой – резко увеличивает реакционную поверхность выветривающихся пород. Это создаёт условия для активизации разнообразных физико-химических, химических и биогеохимических реакций. Осуществление этих реакций возможно только при наличии свободной жидкой воды.

В зависимости от состава растворённых в них соединений почвенные и грунтовые воды оказывают растворяющее действие на минералы горных пород. При этом в результате химических реакций обмена возникают новые минералы. Примером является метасамотическое образование смитсонита при взаимодействии вод, содержащих хорошо растворимый сульфат цинка, с известняками.

Под воздействием воды происходит гидратация минералов, т.е. закрепление молекул воды на поверхности отдельных участков кристаллохимический структуры минерала. В результате образуется гидратированные разновидности. Например, гётит переходит в гидрогётит:

Весьма важное значение имеют реакции гидролиза, т.е. полного разрушения кристаллохимической структуры минерала под воздействием молекул воды. При этом также образуются новые минералы. Так, серпентин в результате гидролиза распадается на оксиды магния и кремния. Частично эти соединения удаляются грунтовыми водами, но в