Реферати українською » Геология » Кора вивітрювання


Реферат Кора вивітрювання

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Запровадження

Зовнішня частина літосфери, складена продуктами вивітрювання, називається корою вивітрювання. За нижню межу вивітрювання слід сприймати рівень грунтових вод у цій місцевості. Вище рівня грунтових вод є сприятливі умови у розвиток процесів вивітрювання – гірські породи в монастирі періодично змочуються атмосферними опадами, а порах і пустотах порід циркулює повітря.

Потужність кори вивітрювання коливається зазвичай від одиниць за кілька десятків метрів, а тропіках – часом і до 100-200 м.

Формування кори вивітрювання відбувалось і в віддалені геологічні епохи. Місцями вона збереглася до нашого часу і на відміну від сучасного називається викопній корою вивітрювання.


Поняття гипергенезе (выветривании)

На поверхні континентів гірські породи потрапляють у обстановку, яка більше більш-менш та умовами етапі їх утворення.

Денна поверхню, як геологи називають кордон земної кори і атмосфери, характеризується невеликими величинами тиску і температури - на сотні й тисячі разів менше за тих величин, у яких виникають магматогенные чи метаморфогенные мінерали. Тиск і особливо температура лежить на поверхні суші відчувають значні коливання протягом діб, і року. Потужним чинником впливу є рідка вода, що містить растворённые хімічно активні сполуки. На гірські породи тут також діє цілу серію складних процесів, пов'язані з розвитком живих організмів і почвообразованием. Усе це зумовлює нестійкість мінералів, які з'явились у інших умовах, і нових мінералів.

Выветриванием називається сума фізичних, хімічних і фізико-хімічних процесів перетворення гірських порід і що становлять їх мінералів лежить на поверхні суші під впливом факторів, і умов географічної середовища. Не треба думати, що вивітрювання пов'язані з діяльністю вітру. Вітрова діяльність має отдалённое ставлення до процесів вивітрювання. Щоб уникнути цієї неясності смислового й буквального значення терміна ”вивітрювання”, А.Е.Ферсман в 1922г запропонував процеси перетворення гірських порід і мінералів лежить на поверхні позначити терміном “гипергенез” (від грецьк hyper – згори, над).

Процес вивітрювання дуже складний і включає численні приватні процеси та явища – механічні, фізико-хімічні, хімічні, биогеохимические.

Суто фізичні (механічні) явища призводять до дезінтеграції гірських порід: до механічного їх подрібненню без зміни мінералогічного і, отже, хімічного складу. Механічна дезінтеграція порід відбувається внаслідок неоднакового обсягу і лінійного розширення породообразующих мінералів під впливом сезонного і добового коливання температури. Порода розтинають густий мережею і найтонших тріщин. У ті тріщини надходить вода , унаслідок чого у яких виникає капілярну тиск. Його розмір сягає значної величини. Наприклад, в тріщини шириною 0,001мм капілярну тиск становить близько 1,5кг/см (при звичайній температурі), а тріщинах завтовшки тисячу разів більш тонких(1*10мм)- около1500кг/см. При розширенні тріщин починають діяти явища замерзання -размерзания води зі зміною обсягу.

У результаті масивна кристалічна порода, зберігаючи свій початковий склад, втрачає монолітність й починає руйнуватися. Передусім виявляються приховані напруга , виниклі при освіті разрушающейся породи, і виявляються окремішності – ділянки породи, обмежені тріщинами і які мають певній формою. Особливо ефективно виявляються округлі концентрически-скорлуповатые окремішності, які утворюються при выветривании деяких эффузивных і гипабиссальных порід.

Механічна дезінтеграція щільних гірських порід призводить до утворення великих розвалів, брил і розсипів щебеню (курумов), коллювиальных скупчень (від латів colluvio-скопление) щебеню біля підніжжя обривів, протяжённых кам'яних потоків схилами. Це типово для полярних, пустельних і високогірних ландшафтів.

Дезінтеграція щільних гірських порід, обрзование у яких системи тріщин і микрощелей зумовлює, з одного боку, їх хорошу водопроницае- мость, з другого – різко збільшує реакційну поверхню выветривающихся порід. Це створює умови для активізації різноманітних фізико-хімічних, хімічних і біогеохімічних реакцій. Здійснення цих реакцій можливе лише за наявності вільної рідкої води.

Залежно від складу растворённых у яких сполук ґрунтові та грунтових вод надають розчинююче дію на мінерали гірських порід. Причому у результаті хімічних реакцій обміну з'являються нові мінерали. Прикладом є метасамотическое освіту смитсонита при взаємодії вод, містять добре розчинну сульфат цинку, з вапняками.

Під впливом води відбувається гідратація мінералів, тобто. закріплення молекул води лежить на поверхні окремих ділянок кристаллохимический структури мінералу. У результаті виходить гидратированные різновиду. Наприклад, гётит перетворюється на гидрогётит:


Дуже важливого значення мають реакції гідролізу, тобто. руйнації кристаллохимической структури мінералу під впливом молекул води. У цьому також утворюються нові мінерали. Так, зміїний внаслідок гідролізу розпадається на оксиди магнію і кремнію. Частково ці сполуки видаляються грунтовими водами, але у значну кількість залишаються дома. Оксиди кремнію входять до складу аморфного апала, а магній за наявності у питній воді вуглекислоти утворює магнезит:


Гидролиз силікатів зі складною кристаллохимической структурою супроводжується неповним її руйнацією, а розпадом деякі блоки, із яких потім з'являються нові мінерали. Часто той процес протікає стадийно з послідовним виникненням кількох мінералів. Так. При гипергенном перетворення польових шпатов виникають гидрослюды, які потім преврвщаются в мінерали групи каолинита чи галлуазита:


Механізм цих реакцій багато в чому ще неясний. У тому здійсненні поруч із суто хімічними беруть участь біологічних процесів. Особливо важливе значення має безпосереднє вплив тварин і звинувачують рослинних організмів на мінерали, а дію продуктів їх життєдіяльності. Склад і що розчиняють властивості почвенно-грунтовых вод значною мірою обумовлені цими продуктами. Ще більш залежить від життєдіяльності склад газів (кисню, сірководню, вуглекислого газу та д.р.) відбуваються окислювально-відновні реакції і виникають великі скупчення оксидів заліза і марганцю, сульфидов заліза та інших металів.

Усі перелічені процеси діють на вихідні породи разом і водночас, отже дію однієї з них неможливо відокремити від дії інших. Тому неправильно розчленовувати складний, але єдиний процес вивітрювання на хімічне , фізичне вивітрювання тощо. І лише казати про хімічних, фізичних та інших приватних процесах, що відбуваються при выветривании, і переважання одних їх у умовах тих чи інших ділянок земної поверхні.

Різні мінерали мають неоднаковою сталістю при выветривании. Ступінь гипергенной стійкості найпоширеніших магматичних мінералів обратна послідовності їх кристалізації з магматического розплаву й у значною мірою обумовлена їх кристаллохимической структурою. Найбільш легко руйнуються силікати з ізольованими кремнекислордными тетраедрами (оливин). Більше стійкі мінерали, мають цепочечную чи стрічкову структуру (амфиболы і пироксены). Досить легко відбувається гипергнное перетворення железомагнезиальных слюд. Стійкість польових шпатов залежить від своїх складу: кальцієві плагиоклазы вивітрюються як і легко, як пироксены, а натрієві і калієві польові шпаты вивітрюються ніяк не. Найбільш стійкий кварц, структура якого лише з кремнекислородных тетраедрів. Відповідно до приведених даних, склад продуктів вивітрювання значною мірою обумовлений минералогическим складом вихідних гірських порід.

При выветривании відбувається руйнація первинних мінералів, але й виникнення ще більше численних нових, гипергенных. Більшість глинистих мінералів, численні сульфати, карбонаты, мінерали оксидів заліза, алюмінію, марганцю, титану, а багатьох інших мають гипергенное походження. Отже, вивітрювання не можна розглядати лише як процес руйнації гірських порід. Це це й творчий процес, у результаті якого формується особливі освіти – кори вивітрювання.


Чинники й умови освіти корів вивітрювання

Роль биоклиматических умов.

Освіта продуктів вивітрювання перебуває у тісній залежність від фізико-географічних умов у тому числі насамперед клімату. Справді, з кліматом пов'язано надходження води, яка потрібна на перебігу більшу частину реакцій лежить на поверхні Землі, і навіть забезпечення процесів вивітрювання енергією.

Енергія витрачається руйнація кристаллохимических структур первинних мінералів і нових. Так, до повного руйнації на іони однієї грамм-молекулы олівіну необхідно затратити близько 21тыс. Дж., ще стійкого альбита -46тыс. Дж.

Процес вивітрювання обумовлений переважно енергією сонячної радіації. Розмір котра надходить променистої енергії Сонця на поверхні Землі залежить від кута падіння сонячних променів зростає від полюсів до низьким широтам. Проте інтенсивність вивітрювання буде обов'язково зростати за збільшенням радіаційного балансу. Ступінь використання котра надходить енергії залежить від атмосферного зволоження. Хай так важко піддавалися впливу сонячних променів польові шпаты, де вони перетворяться на глинисті мінерали при відсутність рідкої води, яка потрібна на хімічних і біохімічних реакцій. Тож у посушливих ландшафтах, де кількість опадів менше величини випаровуваності, рівень використання енергії Сонця дуже мала. У разі значного атмосферного зволоження повнота використання сонячної радіації різко зростає.

Слід сказати, що значення елементів клімату визначається їм безпосереднім впливом на вивітрювання, а й тим, що клімат значною мірою регулює біологічні і почвообразовательные процеси, часто відіграють провідну роль гипергенном перетворення гірських порід. Тому вважатимуться, що це загальна спрямованість вивітрювання визначається непросто кліматичними, а биоклиматическими умовами.

Зміна биоклиматических умов переважно у залежність від атмосферного зволоження зумовлює виникнення двох основних типів вивітрювання – гумидного (від латів. Humidus - вологий) і аридного (від латів. Aridus - сухий). Кожному типу вивітрювання відповідають кори певного складу та будівлі.

Гумидные ландшафти характеризуються значним атмосферним зволоженням і лісової рослинністю. Остання володіє величезною біомасою, вимірюваною тисячами центрів сухого органічного речовини на 1 га. Величина щорічно відмираючого органічного речовини в таёжных лісах становить 35-55 ц/га, тоді як у вологих тропічних лісах сягає 250 ц/га. Ця маса відмираючого органічного речовини переробляється у грунті мікроорганізмами в органічні кислоти. Тому грунтові води гумидных ландшафтів мають, кислої реакцією і активна впливає на мінерали вихідних гірських порід. Выветривание протікає під впливом постійного промивання выветривающихся товщі гірських порід великими кислими розчинами. Чим більший атмосферних осадів та котра надходить сонячної енергії, тим паче інтенсивно вивітрюються гірські породи.

Інша картина зокрема у аридных ландшафтах. Тут поширена трав'яниста рослинність. Її біомаса вдесятеро менше біомаси лісів. Особлива ґрунтова мікрофлора переробляє рослинні залишки із заснуванням высокополимеризованных органічних сполук, які мають агресивними властивостями стосовно мінералам. Почвенные води мають нейтральну чи слабощелочную реакції. Повного промивання выветривающейся товщі немає, у ній поступово накопичуються щодо легкорозчинні сполуки.


Роль і значення рельєфу

Велика роль процесах гипергенеза належить рельєфу. На позитивних елементах рельєфу гипергенные мінерали утворюються з хімічних елементів, що входять у склад гірських порід, що становлять цей елемент рельєфу. За цих умов формується автоморфная (від грецьк. Avtos - сам; morphe - форма), чи элювиальная кора вивітрювання. Характерною рисою аморфних корів – освіту їх повністю рахунок ресурсів вихідної породи, без істотного надходження хімічних елементів з сусідніх ділянок.

У тому ж час у процесі формування автоморфной кори деякі хімічні елементи вносяться з неї почвенно-грунтовыми водами як істинних і колоїдних розчинів. Ці рухливі сполуки переносяться з водами в зниження рельєфу і випадають у різних мінералів, які складаютьгидроморфную кору. Отже, склад гидроморфной кори залежить від складу і процесів, що протікають для формування автоморфной кори вивітрювання. Зв'язок між складом автомофной і гидроморфной корів отримав назву геохімічного поєднання. Отже, у процесі вивітрювання рельєф контролює перерозподіл хімічних елементів за площею та визначає розміщення просторі різних форм кори вивітрювання.

Найбільш інтенсивніпроцеси гипергенного перетворення мінералів, у постійно вологих тропічних ландшафтах. Тут відбувається глибоке перетворення кристаллохимических структур силікатів, що супроводжується винесенням лужних і щелочноземельных хімічних елементів, кремені, заліза, алюмінію та механізм виникнення каолинита, галлуазита, нонтронита, аллофаноидов, гидрослюд, гидрогематита, псиломелана. Нерідко виникає мінерали гидроксидов алюмінію. Потужність афтоморфной кори за великої тривалості вивітрювання сягає кілька десятків метрів.

На щодо знижених елементах рельєфу рахунок винесення з автоморфных корів утворюються потужні накопичення оксидів заліза, алюмінію, іноді маргонца.

Інтенсивність вивітрювання зменшується в гумидных ландшафтах помірного й холодного клімату. Через війну процесів вивітрювання відбувається настільки інтенсивне перетворення силікатів, як і гумидных тропіках. Тут також виникають глинисті мінерали, але у тому числі переважають гидрослюды; мінерали групи каолинита мало характерні. Потужність элювиальной кори вивітрювання низкотермических гумидных ландшафтів невеличка. Інтенсивність винесення і гидрогенного накопичення оксидів заліза і особливо алюмінію сильно зменшується проти гумидными тропічними ландшафтами.

У аридных умовах руйнації структур силікатів дуже обмежена. Элювиальная кора вивітрювання характерезуется сильної дезінтеграцією вихідних порід. Для гидроморфных утворень типові потужні гіпсові і карбонатні кори, і навіть акумуляція різноманітних розчинних сульфатів і хлоридів (мирабилита, эпсомита, галита тощо.)


Роль часу

Час є необхідною передумовою будь-якого природного процесу. Определённое час потрібно перетворення первинних мінералів та формування кори вивітрювання. Б.Б.Полынов разроботал теорію єдиного процесу вивітрювання. Відповідно до цих уявленням, розвиток процесу вивітрювання відбувається у певній послідовності. На найпершої стадії гипергенного перетворення магматической гірської породи переважають процеси її механічного руйнації та виникають різноманітні форми обломочного элювия. По-друге стадію відбувається вилучення з кристаллохимических структур силікатів лужних і щелочноземельных елементів, переважно кальцію і натрію. Причому у выветривающейся породі утворюються плівки і конкреції кальцита (обызвесткованный элювий). У третю стадію відбуваються глибокі зміни кристаллохимической структури силікатів і виникають глинисті мінерали. Утворюється сиаллитный элювий, який отримав назву по переважним хімічним елементам- кремнию(силицию) і алюмінію. У четверту стадію відбувається розкладання деяких силікатів й освіту оксидів, у своїй кора вивітрювання збагачується насамперед оксидами заліза, а за наявності певного складу вихідних порід- оксидами алюмінію. Тому ця кора вивітрювання було названо аллитной.

Викладені уявлення слід розуміти, як ідеальну схему, яка ілюструє загальну спрямованість процесу вивітрювання. Конкретні кліматичні умови особливо складу вихідних порід можуть посприяти цьому процесу чи затримувати його за тій чи іншій стадії.

Результатом гипергенного перетворення вихідної породи є з'ясування динамічного рівноваги між складом кори вивітрювання і физико-географическими умовами. І тому

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

  • Реферат на тему: Курсова у справі
    I Дані проекту: 1. Протяжність штреку 850 м. 2. Кут падіння жили 18 3. Штрек проводиться зі штольні
  • Реферат на тему: Курсовой з буріння
    Гдубина Геолог. колонка Коротка Хар-ка порід Кате-гории Схема Конструкції Скважины Схема кріплення
  • Реферат на тему: Лавини
    "Здається, холод, властивий снігу, мав повідомити йому заціпенілість зими, а білизна –
  • Реферат на тему: Леции із загальної геології
    Эндогенные процеси. Эндогенные процеси – це внутрішні процеси та пов'язані з взаємодією земної
  • Реферат на тему: Магматические гірські породи
    Коли магма прорвалася на поверхню Гранитная магма, як жодна інша, містить багато кремені зема (до

Навігація