Гипергенез и кора выветривания. Геологическая деятельность ветра

Гипергенез и кора выветривания. Геологическая деятельность ветра

Горные породы, обнажаясь на поверхности Земли, подвергаются постоянному воздействию атмосферы и других природных агентов и претерпевают выветривание,т.е. постепенно превращаются в обломочный или растворенный материал. Известны 2 типа выветривания - физическое и химическое. Оба типа обычно проявляются совместно,причем значимость каждого зависит от климатических условий. 

1.Физическое выветривание.

В тех местах, где протекание природных химических реакций ограничено недостатком влаги или тепла, что характерно для пустынь и холодных областей, основную роль в процессе выветривания играют температурные колебания атмосферы (температурное выветривание). Так в пустынях с их жарким климатом перепады между дневными и ночными температурами нередко достигают 40°C. В течение дня поверхностные слои пород непрерывно разогреваются солнцем, при этом слагающие их минералы расширяются, но в различной степени, в результате чего в породах создается внутренние ослабляющие их напряжения. Ночью протекает обратный процесс - быстрое охлаждение пород и столь же неравномерное сжатие минералов. 

Установлено, что даже небольшое количество воды (например, утренняя роса) ускоряет дезинтеграцию пород ведет к выносу из них легких, хорошо растворимых солей и к последующему развеянию последних; в то же время тяжелые, трудно растворимые соли железа, наоборот, накапливаются на поверхности пород в виде своеобразной корочки. 

В горах и тундре, для которых характерны сильные колебания низких температур. Происходит постоянное чередование процессов замерзания поверхностных вод и последующего таяния льда. Вода, накопившаяся в порах, трещинах и расщелинах пород, ночью превращается в лед, объем которого на 9% превышает первоначальный объем воды. Вследствие этого лед давит на вмещающие породы, как бы разрывая их изнутри, в результате чего породы распадаются на отдельные мелкие частицы и зерна или более крупные обломки - щебень. Продукты гравитационных процессов (осыпей, обвалов)накопившиеся в основании склонов представляют своеобразный генетический тип континентальных отложений - коллювий (лат. └коллювио■ - скопление). Примером результатов физического выветривания является причудливый облик скал и утесов в Альпах. 

Физическому выветриванию нередко способствует разрушение их корнями растений (особенно деревьев), сверлящими животными и даже поражение вершин скал молниями. 

2.Химическое выветривание.

Более интенсивное и глубокое разложение пород происходит в теплых и очень влажных областях (тропические), где активно идут химические и биохимические реакции. Природные химические реакции очень сложны и в общих чертах сводятся к следующему. Дождевые воды,выпадая на землю и проходя через атмосферу, поглощают из нее некоторые газы (О2, СО2) захватывают и растворяют мельчайшие рассеянные в атмосфере частички различных солей. Достигнув земной поверхности, эти воды растворяют некоторые находящиеся в почве органические кислоты и становятся, т.о., способными вступать в органические реакции с минералами горных пород. Под действием химически активных вод минералы постепенно разлагаются или просто растворяются, причем многие продукты разложения выносятся подземными водами, либо увеличиваются в объеме, тем самым, оказывая давление на окружающие более стойкие минералы. 

К процессам химического выветривания относятся окисление, гидратация, растворение и гидролиз. Окисление особенно интенсивно происходит в минералах, содержащих Fe. Пример - окисление магнетита до устойчивой формы гематита. 

FeFe2O4® Fe2O3 (на КМА) 

В процессе гидролиза последовательно возникают несколько минералов. 

Пример. Гиногенез Пш. 

Окисление, часто происходит одновременно с гидратацией. Пример: выветривание пирита 

FeS2+mO2+nH2O®FeSO4®Fe2(SO4)3®Fe2O3×H2O. 

Крупные скопления бурого железняка образуют └бурожелезняковые шляхи■. 

Гидратация. В процессе гидратации происходит закрепление молекул воды на поверхности отдельных участков кристаллических структур минералов. 

Пример: 

ангидрит®гипс 

CaSO4+2H2O®CaSO42H2O 

гетит®гидрогетит 

FeOOH+nH2O®FeOHnH2O. 

Растворение. Под действие стекающей по поверхности горных пород и проникающей через поры и трещины глубины воды происходит растворение некоторых минералов. Этот процесс ускоряется за счет высокой концентрации ионов H2, а также содержания О2,СО2 и органических кислот. 

Растворимы: галоиды - галитсильвин и др. сульфаты - ангидрит, гипс; карбонаты - известняки, доломиты. 

Гидролиз - это процесс разрушения кристаллической структуры под действием воды и растворенных в ней ионов. В результате образуется новая структура, существенно отличающаяся от первоначальной. Характерен для силикатов и алюмосиликатов. При этом каркасная структура ПШ превращается в слоистую, характерную для вторичных (гипергенных) глинистых минералов. Из кристаллической решетки ПШ выносятся растворимые соединения сильных оснований (K, Na, Cu) которые образуют с CO2 истинные растворы бикарбонатов и карбонатов (К2, СО3, Na2CO3, CaCO3), они либо выносятся с места их образования, либо остаются на месте (в условиях сухого климата). Происходит частичный вынос кремнезема и присоединение гидроксильных ионов. 

K[AlSiO8] ® (K,H3O)Al2(OH)2 [AlSi3O10]H2O®Al4(OH)8[Si4O10] 

(ортоклаз ® гидрослюда ®каолинит) 

в условиях умеренного климата образуются месторождения каолинита.

Al4(OH)8 [Si4O10]®Al(OH)3 + SiO2nH2O 

гидраргинит 

3.Кора выветривания.

Корой выветривания называют комплекс остаточных или несмещенных продуктов выветривания, остающихся на месте разрушения коренных гор-пород (элювий). 

Процесс формирования кор выветривания включает: 

Разрушение и химическое разложение горных пород с образованием продуктов выветривания. 

Частичный вынос и перераспределение продуктов выветривания. 

Синтез новых минералов в результате взаимодействия продуктов выветривания в ходе их миграции. 

Метасамасоматическое замещение минералов материнских пород. 

Различают генетические типы коры выветривания. 

а) автоморфная - остаточные или несмещенные продукты выветривания, остающиеся на месте разрушения коренных пород (элювий). 

б) гидроморфная (вторичная) - образующаяся в результате выноса почвенными и грунтовыми химических элементов в виде и коллоидных растворов при формировании автоморфной коры. 

Условиями для образования кор выветривания служат: повышение температуры и влажности, атмосферного давления, выровненный рельеф, обилие растительности и длительность процесса выветривания. 

Два морфологических типа кор выветривания: площадной, распространяемой в виде покрова или пласта на площади до десятков и сотен кв. км. Они приурочены к тиктонически спокойным формам рельефа; линейный, имеющий в классе линейное распространение и приурочен к зонам повышенной трещиноватости, разломам и т. д 

Древние коры выветривания прослеживаются с докембрия. Самые древние протерозойские: в Карелии и на Украинском щите. MZ и MZ - KZ не древние коры выветривания - Казахстан, Алтай, Урал и т. д. Классическое развитие кор на Урале с четко выраженной зональностью: дресвянистая зона ® гидрохлористая ® каолинитовая, суммарной мощностью около 100 м. 

Полезные ископаемые: бокситы, железные руды и марганцевые руды образуют крупные скопления, кроме того, руды никеля, кобальта и др. 

4.Геологическая деятельность ветра.

Одним из агентов денудации суши является ветер. Особенно интенсивно его деятельность проявляется в пустынях и полупустынях, занимающих около 20% поверхности континентов. 

Активная работа ветра проявляется в непокрытых растительностью побережьях морей и некотрых крупных рек. Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, называются эоловыми. 

Деятельность ветра состоит из процессов дефляции, корразии, переноса и аккумуляции. 

Дефляция ( лать. ╚дефляцио╩ - выдувание) - это выдцвание и развевание ветром тонкого песчаного и мелкоземнистого материала. В пустынных областях ветер проникает во все трещины и щели твердых горных пород и выдувает из них все рыхлые продукты выветривания. 

Корразия - (корразио - обтачивание, соскабливание) механическая обработка горных пород песчаными частицами, переносимыми ветром, в результате чего они обтачиваются, шлифуются, соскабливаются, выветриваются и т. д. Формы: грибообразные, столбы, обелиски. 

Перенос осуществляется при зазватывании ветром песчаных и пылеватых частиц, которые разносятся т. о. На различные расстояния скачкообразно, перекатыванием, во взвышенном состоянии. Перенос до 160 км, в Африки более 2000 - 2500 км на высоте 5 - 10 см. до 3 - 4 км. 

Аккумуляция ( лат. ╚аккумуляцио╩ - накопление)дает два вида отложений: 

а) эоловые пески - обычно кварцевые, размером 0,25 - 0,1 мм., светло- желтые, хорошо отсортированные. Наклонная, перекрещивающаяся слоистость. 

б) эоловый лесс - пылеватые частицы размером 0,05 - 0,005 мм. (250 %), слоистость отсутствует; разнообразный минеральный состав: кварц, ПШ, роговая обманка, слюда и др.; пористость; вертикальная отдельность; мощность до 100м. (Китай, река Хуанхэ). 

Различают формы эолового песчаного рельефа: барханы (серповидные асимметричные перпендикулярные господствующему направлению ветра); h = 2 - 3 до 15 м, 20 - 30 м в Ливийской пустыне.

Продольные песчаные гряды - узкие симметричные гряды, разделенные межгрядными понижениями. 

Песчаные формы внепустынных областей распространены в прибрежных зонах океанов и морей. Дюны (прямолинейные и параболические). Балтийское море - параболическая дюна.