Выветривание горных пород

введение

Общее

Форма земной поверхности определяется процессами внутри и под земной корой (эндогенные факторы), а также процессами, которые действуют на поверхности или вблизи нее и в значительной степени зависят от преобладающих климатических условий (экзогенные факторы). Важнейшие эндогенные факторы — вулканизм и тектоника . Выветривание, наряду с эрозией, переносом и отложением наносов, является одним из экзогенных факторов (см. Также →  Круговорот горных пород ).

Выветривание не действует само по себе, но часто является первым звеном в цепи экзогенных процессов, особенно в высокогорной местности с крутыми склонами. Высокая энергия рельефа гарантирует, что продукты выветривания быстро разрушаются и снова осаждаются в виде осадка в точке с меньшей энергией рельефа . Эрозия может повлиять даже на местность (см. → площадь корпуса), но там она гораздо менее эффективна. Поэтому продукты выветривания горных пород могут образовывать здесь рыхлые поверхностные слои, известные как реголит . Реголит — это глубина в неизмененной породе, обычно считающейся твердой породой (так называемая отложенная ). Почвоведения говорит здесь от C горизонта .

Когда дело доходит до процессов выветривания, обычно проводится грубое различие между:

• Физические процессы — в основном механическое ослабление или разрушение структуры породы в результате увеличения объема отдельных ее компонентов, что может иметь различные причины.
• Химические процессы — разложение отдельных или всех компонентов структуры породы.
• Биогенные процессы — ослабляющие рок эффекты жизнедеятельности живых существ.

Резкое различие между этими тремя формами выветривания, каждая из которых может быть далее подразделена, не всегда возможно. Биогенное выветривание растений имеет частично физическую природу ( тургорное давление ) и частично химическую природу (едкий эффект). Кроме того, эффективность одной из форм выветривания часто требует других форм выветривания, которые ранее подвергались атаке: химическое выветривание более эффективно в породе, которая уже была серьезно нарушена физическими процессами (которые, однако, также могут быть эндогенными). С другой стороны, даже по прошествии тысяч лет поверхности горных пород, гладко отполированные ледниковым льдом, часто не показывают значительных признаков химического выветривания.

Синонимы и терминология

Выветриванию подвержены не только природные породы , но и постройки и произведения искусства из природного камня . В последнем случае также широко говорят о каменных повреждениях .

В общих чертах , «выветривание» означает естественное разложение материалов, которые подвергаются прямому влиянию выветривания . Помимо камня, это также относится к органическим материалам, таким как дерево и металлические материалы , стекло , керамика и пластмассы . В случае органических материалов эта форма «выветривания» подпадает под общий термин гниение , а в случае металлов, стекла, керамики и пластмасс — под общим термином « коррозия» .

Гниение и выветривание пород — важнейшие процессы в почвообразовании .

Выветривание здания

Бетон поврежден кислотным дождем .

Здания из любого камня, кирпича или бетона подвержены тем же атмосферным воздействиям, что и любая обнаженная скальная поверхность. Также статуи , памятники и декоративная каменная кладка могут быть сильно повреждены естественными процессами выветривания. Это ускоряется в районах, сильно пострадавших от кислотных дождей .

Ускоренное атмосферное воздействие на здание может представлять угрозу для окружающей среды и безопасности людей. Стратегии проектирования могут смягчить воздействие воздействия окружающей среды, например, использование завесы от дождя с регулируемым давлением, гарантируя, что система HVAC может эффективно контролировать накопление влаги, и выбор бетонных смесей с пониженным содержанием воды для минимизации воздействия циклов замораживания-оттаивания.

Биотическое выветривание

Дорожный асфальт, разбитый корнями деревьев

Под биотическим выветриванием (также называемым биологическим или биогенным выветриванием) понимается выветривание под воздействием живых организмов и продуктов их выделения или разложения. Эти эффекты могут иметь физическую природу (например, удаление корней) или могут состоять из химического воздействия. В некоторых случаях трудно различить биотическое и абиотическое выветривание. Процессы биотического выветривания иногда также классифицируются в литературе по категориям физического или химического выветривания.

Механико-биотическое выветривание

Механико-биотическое выветривание — это, в основном, выветривание корней . В трещинах в скале и в крошечных промежутках между минеральными зернами в корни растущих растений через их толщину возникает сила, имеющая тенденцию расширять эти отверстия. Иногда можно увидеть деревья с их нижним стволом и корнями, прочно вклинившимися в пропасть в массивной скале. В отдельных случаях еще предстоит выяснить, действительно ли дереву удалось раздвинуть каменные блоки дальше друг от друга с обеих сторон пропасти или же оно только заполнило пространство в уже существующей щели. В любом случае несомненно, что давление, оказываемое ростом крошечных корней в волосяных трещинах в скале, ослабляет бесчисленные мелкие чешуйки и зерна. Подъем и разрушение бетонных плит тротуара из-за роста корней близлежащих деревьев — хорошо известное свидетельство эффективного вклада растений в механическое выветривание.

Химико-биотическое выветривание

Химико-биотическое выветривание вызывается микроорганизмами , растениями и животными и является одним из тех явлений, которые обобщены термином биокоррозия . Например, органические кислоты, выделяемые корнями растений, атакуют минералы и расщепляют породу на отдельные компоненты. Гумус , который состоит из частично разложившихся микробных остатков мертвых растений и животных, содержит большое количество гуминовых кислот , которые обладают разрушающим действием. Образование микробных кислот, окисление и восстановление может привести к растворению минералов.

Действие угольной кислоты во многих случаях усиливается действием простых органических кислот. Они возникают в результате микробного разложения мертвого органического вещества или выделяются корнями живых растений. Они идут с металлами, особенно железом (Fe), алюминием (Al) и магнием (Mg), очень стабильными, водорастворимыми, частично водонерастворимыми соединениями, частично так называемыми металлоорганическими комплексами ( хелаты , хелаты ). Это хелатирование — важная реакция выветривания. Слово «хелат» означает «как клешни краба» и относится к очень тесной связи, которую органические молекулы образуют с катионами металлов.

В случае растворимых комплексов они смещаются в почвенном профиле с движением фильтрационной воды и выводятся из механизма выветривания. Хелатирующие вещества, которые в основном выделяются во время процессов микробной деградации, включают лимонную кислоту , винную кислоту и салициловую кислоту .

Кроме того, микроорганизмы и дыхание корней растений могут увеличивать содержание углекислого газа в почве за счет образования углекислого газа и, таким образом, ускорять процессы растворения. Анаэробные бактерии иногда вызывают процессы восстановления, используя определенные вещества в качестве акцепторов электронов для своего энергетического метаболизма и тем самым делая их водорастворимыми, например, восстанавливая железо из трехвалентной формы в двухвалентную. Соединения двухвалентного железа намного более растворимы в воде, чем соединения трехвалентного железа, поэтому железо может быть относительно легко мобилизовано и перемещено посредством микробного восстановления.

литература

• Харм Дж. Де Блай, Питер О. Мюллер, Ричард С. Уильямс-младший: Физическая география — глобальная окружающая среда. 3. Издание. Oxford University Press, New York NY et al. 2004 г., ISBN 0-19-516022-3 .
• Генри Лутц Эрлих, Дайан К. Ньюман: Геомикробиология. 5-е издание. CRC Press, Boca Raton FL, et al. 2009, ISBN 978-0-8493-7906-2 .
• Ганс Гебхардт, Рюдигер Глейзер , Ульрих Радтке , Пауль Ройбер (ред.): География. Физическая география и география человека. Elsevier, Spektrum Akademischer Verlag, Мюнхен и другие. 2007, ISBN 978-3-8274-1543-1 .
• Курт Конхаузер: Введение в геомикробиологию. Blackwell Publishing, Malden MA et al. 2007, ISBN 978-0-632-05454-1 .
• Фрэнк Пресс , Раймонд Сивер : Общая геология. Введение в систему Земли. 3. Издание. Издательство Spectrum Academic, Гейдельберг и др. 2003 г., ISBN 3-8274-0307-3 .
• Алан Х. Стралер; Артур Н. Штралер: Физическая география (= UTB. Geosciences 8159). 3-е, исправленное издание, Ulmer, Stuttgart 2005, ISBN 3-8001-2854-3 .

Каменные россыпи

Наиболее наглядно продукты различных видов выветривания представлены в горной местности. Нередким явлением здесь являются россыпи каменистых фрагментов, которые способны смещаться по направлению вниз по склону. Это зрелище напоминает застывший поток, состоящий из каменных обломков. Эти каменные фрагменты и есть результат интенсивно протекающих процессов выветривания.

В зависимости от условий и местности, продуктами процесса выветривания могут быть каолин и другие глинистые фракции, песок, щебень.

Если говорить о процессе выветривания, протекающем в водном бассейне, следует упомянуть и о нерастворимых веществах, выпадающих в осадок и образующих слой на морском дне.

В природе практически не удаётся встретить воздействия на породы какого-то одного отдельного типа выветривания. Как правило, они соседствуют, выступают в комбинации друг с другом, а иногда и выстраиваются в последовательную цепочку процессов.

Химическое разрушение от внешней среды

Этот тип выветривания чаще встречается в тропиках и субтропиках. Обводнённые трещиноватые карбонатные породы — идеальная среда для протекания процессов химического выветривания. Можно перечислить основные типы реакций, происходящих между элементами минералов и активными веществами внешней среды, они следующие:

1. Окисление — анионы кислорода соединяются с катионами минеральных агломератов.
2. Растворение — способность химических элементов камня распадаться в воде чистой или с включениями иных веществ. Влага из атмосферы преобразуется в угольную кислоту, когда смешивается с СО2.
3. Гидролиз, гидратация — реакции с Н2О. Взаимодействие молекул воды и компонентов породы приводит к получению новых минералов. В первом случае — нескольких простых веществ, во втором — одного более сложного продукта.
4. Выщелачивание — активный реагент зависит от окружающей среды, в которой находится камень. Для воды — угольная кислота, для почвы — гумидная, атмосферы — серная (в виде кислотного дождя). Химические вещества растворяют часть минеральных образований в агломератах.

Процессы в зоне гипергенеза

В зоне гипергенеза, соответствующей приповерхностной биокостной  части литосферы, выведенные на поверхность либо на дно морского бассейна горные породы стремятся прийти в равновесие с окружающей средой. Основными источниками энергии здесь являются солнечное тепло и в значительно меньшей степени внутренне тепло Земли. Важнейшую роль в гипергенных процессах играют органическое вещество и вода.

Верхней границей служит земная поверхность. Нижняя граница соответствует уровню затухания воздействия на горные породы фотосинтезирующей жизни, что сопровождается резким сокращением содержания кислорода и соответственно изменением химических условий среды (Eh, pH, угнетение процессов окисления, гидролиза, коллоидообразования). Обычная мощность зоны гипергенеза не превышает десятков метров, но иногда гипергенные процессы проявляются на глубинах в сотни и даже первые тысячи метров. Их проявление в глубинных зонах приурочено к зонам трещиноватости, карстовым полостям, поверхностям контактов пород, подземным горным выработкам, сохраняющим связь с земной поверхностью и служащим путями проникновения гипергенных агентов.

В зоне гипергенеза всегда присутствуют два принципиально различных комплекса минеральных образований: 1) материнские породы (субстрат) и 2) продукты гипергенеза.

В зависимости от условий процессы гипергенеза можно разделить на три группы:

поверхностный (или наземный) гипергенез – комплекс явлений и процессов, происходящих непосредственно на поверхности суши или связанных с проникающими в толщи пород инфильтрационными водами;

глубинный (или подземный) гипергенез — комплекс явлений и процессов, происходящих ниже земной поверхности и связанных с воздействием подземных вод, движущихся по водоносным горизонтам или восходящих по проницаемым зонам (заметим, что эти воды также имеют поверхностное происхождение);

подводный гипергенез (или гальмиролиз) — комплекс явлений и процессов, происходящих на дне морей и океанов при взаимодействии морских вод с горными породами.

Формирование продуктов поверхностного гипергенеза связано с процессами выветривания.

Выветривание – это процесс изменения и разрушения минералов и горных пород на земной поверхности под воздействием физических, химических и органических факторов.

В зависимости от того, какие факторы обуславливают процессы преобразования пород, выветривание можно подразделить на физическое (или механическое) и на химическое. Биогенные процессы, очень широко проявленные в процессах выветривания, проявляются как в механическом, так и в химическом воздействии на минеральный субстрат. Механическое разрушение пород при биогенном выветривании осуществляется, например, корнями растений, расширяющими трещины, или роющими организмами (черви, муравьи, термины, суслики, кроты и др.). Биохимические процессы активно воздействуют на минеральное вещество как в процессе жизнедеятельности (например, лишайники извлекают минеральные вещества из минералов, что приводит к разрушению последних), так и поставляя химически активные соединения в процессе разложения (органические кислоты, возникающие при разложении опавшей листвы и пр.).

Взаимодействие минерального и органического вещества приводит к возникновению почвы.

Физическое выветривание

Физическое выветривание подразделяется на температурное и морозное.

Температурное выветривание – разрушение горных пород и минералов на поверхности Земли под влиянием колебаний температуры. Известно, что при нагревании и охлаждении твёрдые тела изменяют свой объём. Не являются исключением горные породы и минералы. В результате суточных колебаний температуры в массиве горных пород возникают напряжения двух типов.

Напряжения первого типа (называемые объёмно-градиентными) связаны с неравномерным нагреванием поверхностной и более глубоких частей массива; различие температур (и, соответственно, различное расширение) в этих частях массива приводят к образованию трещин, направленных параллельно его поверхности. Вследствие этого происходит шелушение и отслаивание пород, называемое десквамацией.

Десквамация в слоистой карбонатной породе (плато Лаго-Наки, Большой Кавказ)

Десквамация вулканических пород (вулканический массив Карад-Даг, Крым)

Второй тип напряжений в пределах объёма породы и минерала связан с различием коэффициентов теплового расширения-сжатия минералов. Напряжения этого типа приводят к раскалыванию до уровня минеральных зёрен и далее, по трещинам спайности, до образования частиц размером до сотых долей мм. Быстрее разрушаются темноокрашенные минералы и породы, а также крупнокристаллические полиминеральные породы с большими различиями коэффициентов расширения составляющих их минералов.

Так в процессе температурного выветривания массив пород разрушается с образованием обломочных пород различного размера – от щебня до алевритового материала. Суточные колебания температуры проявляются до глубины 1 м, что определяет максимальную мощность возникающих таким путём обломочных отложений.

Наиболее активно температурное выветривание протекает в пустынях и, в несколько меньшей степени, в нивальных областях и в высокогорных районах, не покрытых снегом. Этому способствует сочетание двух факторов: 1) резкие суточные колебания температуры, достигающие 50оС и 2) обнажённость горных пород ввиду отсутствия растительного покрова и почвенного слоя.

Морозное выветривание – разрушение горных пород в результате периодического замерзания попадающей в трещины воды.

Попадая в трещины, в холодное время суток вода замерзает – превращается в лёд, объём которого, как известно, значительно выше, чем исходный объём воды. Кристаллизующийся лёд оказывает на стенки трещин весьма существенно давление, достигающее 1000 кг/см3 и более, что значительно выше прочности большинства горных пород. Давление льда приводит к расширению трещин и раскалыванию пород на крупные обломки размером от десятков сантиметров до метров в диаметре. Отсутствие более мелкого материала обусловлено тем, что свободная вода не способна проникать в микротрещины.

Наиболее активно морозное выветривание протекает в холодных и умеренных областях с резкими суточными колебаниями температуры, а также в области развития вечной мерзлоты и в зоне деятельности ледников.

Образующиеся в ходе физического и химического выветривания продукты разрушения могут быть перемещены с места своего образования под действием водных потоков, ветра, движущихся ледников и других экзогенных факторов  (процесс перемещения продуктов разрушения горных пород называется денудация) или остаться на месте своего образования. Продукты выветривания, залегающие на месте своего образования, называются элювий. К элювию относят продукты выветривания, не смещённые за пределы площади развития материнских пород (субстата за счёт которого они образовались).

В результате физического выветривания образуются особые формы ландшафта. Если выветривание происходит в горной области, где имеются плоские, горизонтальные поверхности, то продукты выветривания накапливаются на них в виде глыб и более мелкого дресвяного материала. В результате создаются элювиальные россыпи и ландшафты беспорядочного нагромождения глыб, получившие название «каменных морей».

Характерным ландшафтом зон физического выветривания являются каменистые пустыни, или, как их называют в Сахаре, гаммады. Гаммады представляют собой нагромождения глыб и щебня, образующиеся за счёт выветривания горизонтально лежащих платов горных пород и выноса ветром  пылеватых и песчаных продуктов их разрушения. Краю пластов часто расчленены на останцы конусовидной формы, понижения между которыми заполнены россыпями каменных глыб и щебнем.

Говоря о физическом выветривании необходимо подчеркнуть, что оно приводит к механической дезинтеграции пород и минералов, но не приводит к их химическому преобразованию.

Свойства хорошо выветриваемых почв

Гранитная порода, которая является наиболее распространенной кристаллической породой, обнажающейся на поверхности Земли, начинает выветривание с разрушением роговой обманки . Затем биотит превращается в вермикулит и, наконец , разрушаются олигоклаз и микроклин . Все они превращаются в смесь глинистых минералов и оксидов железа. В результате почва обеднена кальцием, натрием и двухвалентным железом по сравнению с коренной породой, содержание магния снижено на 40%, а кремния — на 15%. При этом почва обогащена алюминием и калием не менее чем на 50%; титаном, численность которого увеличивается втрое; и трехвалентным железом, содержание которого увеличивается на порядок по сравнению с коренной породой.

Базальтовая порода легче выветривается, чем гранитная, из-за ее образования при более высоких температурах и более сухих условиях. Мелкий размер зерна и присутствие вулканического стекла также ускоряют выветривание. В тропических условиях он быстро превращается в глинистые минералы, гидроксиды алюминия и оксиды железа, обогащенные титаном. Поскольку большая часть базальтов относительно бедна калием, базальт выветривается непосредственно до бедного калием монтмориллонита , а затем до каолинита . Там, где выщелачивание происходит непрерывно и интенсивно, как в тропических лесах, конечным продуктом выветривания является боксит , основная руда алюминия. Там, где выпадают интенсивные, но сезонные осадки, как, например, в сезон дождей, конечным продуктом выветривания является латерит, богатый железом и титаном . Превращение каолинита в бокситы происходит только при интенсивном выщелачивании, так как обычная речная вода находится в равновесии с каолинитом.

Для образования почвы требуется от 100 до 1000 лет, очень короткий интервал в геологическом времени. В результате в некоторых формациях обнаруживаются многочисленные слои палеопочв (ископаемых почв). Например, формация Уилвуд в Вайоминге содержит более 1000 слоев палеопочвы в разрезе 770 метров (2530 футов), что составляет 3,5 миллиона лет геологического времени. Палеопочвы были обнаружены в образованиях возрастом до архея (возрастом более 2,5 миллиарда лет). Однако палеопочвы трудно распознать в геологической летописи. Признаки того, что осадочный слой представляет собой палеопочву, включают постепенную нижнюю границу и резкую верхнюю границу, присутствие большого количества глины, плохую сортировку с небольшим количеством осадочных структур, обломочные образования в вышележащих слоях и трещины высыхания, содержащие материал из более высоких слоев.

Степень выветривания почвы может быть выражена как химический индекс изменения , определяемый как 100 Al.2О3/ (Al2О3 + CaO + Na2O + K2О) . Это значение варьируется от 47 для неответренной породы верхней коры до 100 для полностью выветрившегося материала.

Индивидуальные доказательства

1. Ганс Георг Вундерлих : Введение в геологию. Том 1: Экзогенная динамика (= университета BI 340 / 340a, ). Bibliographisches Institut, Mannheim, 1968, стр. 39.
2. Герберт Луи , Клаус Фишер: Allgemeine Geomorphologie (= учебник общей географии. Том 1). 4-е, обновленное и дополненное издание. де Грюйтер, Берлин и др. 1979, ISBN 3-11-007103-7 , стр. 113 и далее.
3. Франк Анерт: Введение в геоморфологию. 4-е издание. Ulmer (UTB), Штутгарт 2009, ISBN 978-3-8252-8103-8 , стр. 297.
4. Si-Liang Li, Damien Calmels, Guilin Han, Jérôme Gaillardet, Cong-Qiang Liu: Серная кислота как агент карбонатного выветривания, ограниченная δ 13 C _DIC : Примеры из Юго-Западного Китая. Письма о Земле и планетологии. Vol. 270, No. 3–4, 2008, pp. 189–199, doi : (альтернативный
5. Фрэнк Дж. Стивенсон: Химия гумуса. Генезис, состав, реакции. 2-е издание. John Wiley & Sons, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк и др. 1994, ISBN 0-471-59474-1 , стр. 474.
6. Фрэнсис Джордж Генри Блит, Майкл Х. Де Фрейтас: геология для инженеров. 7-е издание. Арнольд, Лондон 1984, ISBN 0-7131-2882-8 , стр.31 .
7. Грег Джон Реталлак: Почвы прошлого. Введение в палеопедологию. 2-е издание. Blackwell Science, Лондон и др. 2001, ISBN 0-632-05376-3 , стр. 75.

Определение «Выветривание горных пород» в ЭБНБ

Выветривание горных пород и минералов — это процесс разрушения и химического изменения горных пород под влиянием температуры, химического и механического воздействия на них атмосферы, воды и организмов.Различают три типа выветривания: физическое, химическое, биологическое.Физическое выветривание — это процесс механического раздробления горных пород без изменения химического состава образующих их минералов.

Физическое выветривание активно протекает при больших колебаниях суточных и сезонных температур, например в жарких пустынях, где поверхность почвы иногда нагревается до 60 — 70°С, а ночью охлаждается почти до 0°С. Процесс разрушения усиливается при конденсации и замерзании воды в трещинах горных пород, поскольку, замерзая, вода расширяется на своего объема и с огромной силой давит на стенки. В сухом климате аналогичную роль играют соли, кристаллизующиеся в трещинах горных пород. Так, соль кальция CaSO₄, превращаясь в гипс (CaSO₄ — 2H₂O), увеличивается в объеме на 33%. В результате от породы, разбитой сетью трещин, начинают отпадать отдельные обломки, и с течением времени ее поверхность может подвергнуться полному механическому разрушению, что благоприятствует химическому выветриванию.Химическое выветривание — это процесс химического изменения горных пород и минералов и образования новых, более простых соединений в результате реакций растворения, гидролиза, гидратации и окисления.

Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода выступает в роли активного растворителя горных пород и минералов, а растворенный в воде углекислый газ усиливает разрушающее действие воды.

Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород — гидролиз — приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решетки на ионы водорода диссоциированных молекул воды.

С деятельностью воды связана также гидратация — химический процесс присоединения воды к минералам. В результате реакции происходит разрушение поверхности минералов, что в свою очередь усиливает их взаимодействие с окружающим водным раствором, газами и другими факторами выветривания.

Реакция присоединения кислорода и образования оксидов (кислотные, основные, амфотерные, солеобразующие) называется окислением. Окислительные процессы широко распространены при выветривании минералов, содержащих соли металлов, особенно железа.

В результате химического выветривания изменяется физическое состояние минералов, разрушается их кристаллическая решетка. Порода обогащается новыми (вторичными) минералами и приобретает такие свойства, как связность, влагоемкость, способность к поглощению и др.Биологическое выветривание — это процесс химического разрушения и химического изменения горных пород и минералов под влиянием организмов и продуктов их жизнедеятельности.

При биологическом выветривании организмы извлекают из породы необходимые для построения своего тела минеральные вещества и аккумулируют их в поверхностном горизонте породы, создавая условия для формирования почвы. Корни растений и микроорганизмы выделяют во внешнюю среду углекислый газ и различные кислоты (щавелевую, яблочную, янтарную, плавиковую, азотную, серную и др.), которые разрушают минералы и усиливают процесс выветривания.

Большая роль в биологическом выветривании монолитных пород принадлежит лишайникам, которые разрушают породы как химически, выделяя углекислоту и кислоты, так и механически, проникая гифами внутрь минералов и трещин горных пород.Животные в меньшей степени, чем растения, влияют на горные породы. Однако и они разрушают их путем механического разрыхления и выделения продуктов жизнедеятельности.

Разные породы и минералы имеют неодинаковую устойчивость к выветриванию. Более легко выветриванию подвергаются пористые породы с высоким содержанием минералов: вулканические пеплы, слюды и др. Наоборот, минералы с плотной структурой — устойчивы к выветриванию — это кварциты, граниты и др. Промежуточное положение занимают полевые шпаты.

Интенсивность выветривания зависит также от климатических условий и главным образом от температуры и количества осадков. В условиях засушливого климата продукты выветривания накапливаются, в условиях влажного климата — вымываются (выщелачиваются).

Как происходит выветривание, и какие остаточные продукты оно формирует?

В классическом понимании продукты, задержавшиеся в породе, принято именовать элювием. По большей части так называют скопления рыхлых обломочных пород с разным составом, будь то глина или глыбы. Также это обломочные накопления солидных продуктов инсоляции (горизонты, корки и калькреты) и метасоматиты.

Выветриваемые продукты формируются в ходе естественных исторических изменений земной коры. Со временем меняется рельеф, климат местности, структура почвы и тектонический режим. Здесь формируются переотложенные скопления, различающиеся между собой вариантом переноса и садиментационными окружающими факторами.

Так, например, одна из разновидностей выветривания горных пород – эрозия. По сути, это выветривание минеральных элементов движущимися ледниками, потоками воды, ветра и гравитацией. Также подобные процессы иногда называют денудацией, то есть, не выветривание, сопровождающееся сносом.

При выветривании имеют место два ключевых условия. Разрушение материнской породы (процессы физического характера), а также химические процессы, включая реакции сообщения/обмена, окисления и гидратации. Как правило, эти два аспекта сочетаются друг с другом в различных соотношениях. При этом первый, как правило, становится подготовкой к химическому этапу.

Примеры новообразований посредством химии

В результате химического выветривания из твёрдых пород магматического происхождения (гранитов, базальтов, гнейсов) получаются податливые глины. К числу продуктов окисления, гидролиза, миграции разрушенных частиц вещества относятся также карбонаты, фосфориты, цеолиты, гидроксиды железа, марганца. Некоторые примеры превращений твёрдых камней в рыхлые отложения сведены в таблицу преобразований при химическом выветривании.

Химическое выветривание в известняках, доломитах, кальцитах происходит быстрее, чем в кварцевых песчаниках, а повышение температуры ускоряет процесс разрушения. Благодаря химическому типу выветривания, в недрах находится много месторождений полезных ископаемых. Часть из них разрабатывается, другие пребывают в государственном резерве, третьи пока ещё не разведаны.

Что такое выветривание пород?

Выветривание отражает взаимодействие двух ведущих противоположных начал – дифференциации исходных пород и интеграции полученных компонентов, составляющих основу комплекса явлений литогенеза в зоне господства низких давлений, температур при обилии воды и кислорода, в условиях поверхностной части литосферы.

В ходе выветривания происходит дезинтеграция породы, разделение ее на составные части под действием различных факторов и сил. Но выветривание это не только дробление (кластогенез), фракционирование, дифференциация исходных пород, подготовка материала к последующему осадко- и породообразованию, перевод его в состояние и формы, способные к перемещению различными способами с последующим концентрированием в бассейнах седиментации различного типа. Это и способ созидания новых геологических тел, таких как наземные и подводные коры выветривания, почвы, способ образования пород и полезных ископаемых. При этом выветривание, как способ создания новых геологических тел, включает преобразования, процессы, характерные для формирования типично осадочных пород.

Навигация

Варианты
expanded
collapsed

Ещё
expanded
collapsed

На других языках

• Afrikaans
• العربية
• অসমীয়া
• Asturianu
• Azərbaycanca
• Беларуская
• Беларуская (тарашкевіца)
• Български
• বাংলা
• Català
• Čeština
• Deutsch
• English
• Esperanto
• Español
• Eesti
• Euskara
• فارسی
• Suomi
• Français
• Gaeilge
• Galego
• עברית
• हिन्दी
• Hrvatski
• Kreyòl ayisyen
• Magyar
• Հայերեն
• Bahasa Indonesia
• Íslenska
• Italiano
• 日本語
• ქართული
• Қазақша
• 한국어
• Lietuvių
• Latviešu
• മലയാളം
• Монгол
• Bahasa Melayu
• Эрзянь
• Nederlands
• Norsk nynorsk
• Norsk bokmål
• Occitan
• ਪੰਜਾਬੀ
• Polski
• Português
• Română
• Simple English
• Slovenčina
• Slovenščina
• Српски / srpski
• Svenska
• தமிழ்
• Тоҷикӣ
• Türkçe
• Українська
• Tiếng Việt
• 吴语
• 中文
• Bân-lâm-gú
• 粵語