2.2.3. Раннепротерозойский-раннепалеозойский этап

Нижняя граница этапа, как уже отмечалось, совпадает с появлением в атмосфере свободного кислорода, т.е. находится в средней части раннего протерозоя (2 - 2,3 млрд лет), верхняя граница соответствует времени массового развития наземной растительности - началу девона (Грайзер с соавт., 1989).

В конце раннего протерозоя на обширных щитовидных поднятиях локализовались области протоаридного и протогумидного климата, а в позднем протерозое - предположительно умеренные влажные и нивальные климатические зоны (Пак, 1983) с. характерными особенностями кор выветривания, развивающихся в конкретных климатических условиях.

Основное отличие кор выветривания рассматриваемого этапа от более древних заключается в обогащении с конца раннего протерозоя глинистых пород каолинитом, количество которого со временем все более возрастает, а также в двух- и трехзональном строении профилей.

Минеральными ассоциациями кор выветривания на кислом субстрате являются каолинит-гидрослюдистая, на основном субстрате - каолинит-монтмориллонитовая, гидрослюдисто-монтмориллонитовая, с переменным содержанием смешаннослойных минералов и гидроксидов Fe³⁺.

По составу коры выветривания соответствуют переходу от щелочного сиаллитного (монтмориллонитового, хлоритового, гидрослюдистого) к кислому сиаллитному (каолинитовому) геохимическому типу. С позднего протерозоя появляются свободные гидроксиды алюминия. Самые древние осадочные диаспоровые бокситы датируются поздним рифеем (Алагульское месторождение, Монголия) и вендом (Боксонское месторождение, Восточные Саяны). Поскольку растительность отсутствовала, наиболее зрелая часть кор выветривания легко разрушалась.

Гипергенные процессы на данном этапе протекали в следующих условиях. Важнейшая его особенность по сравнению с предшествующим этапом - наличие в атмосфере и гидросфере свободного кислорода, количество которого со временем все возрастает, и особенно резко - в раннем палеозое. В сочетании с насыщенностью атмосферных вод СО₂ это приводило к быстрому разложению материнского субстрата и формированию в конкретной обстановке преимущественно гидрослюдистых, монтмориллонитовых или каолинитовых глин. Образование каолинита происходит в кислой среде и окислительной обстановке. Отметим, что в корах выветривания позднего протерозоя присутствуют в значительных количествах оксиды и гидроксиды железа, что свидетельствует о заметном увеличении в составе атмосферы содержания кислорода и возникновении парциального давления О₂. С ростом концентрации кислорода и появлением органического вещества на суше при гипергенном измене­нии материнских пород создается и устойчиво сохраняется кислая среда. Однако латеритный тип выветривания еще не появился.

2.2.4. Среднепалеозойский - кайнозойский этап

Принципиально важные особенности данного этапа - широкое распространение наземной растительности, содержание в атмосфере и воде кислорода и углекислоты, количественно близкое современному, а также отчетливая климатическая зо­нальность континентов. Растительность не только создавала благоприятную для разложения пород геохимическую среду, но и способствовала сохранению наиболее зрелых горизонтов коры выветривания от размыва. В конкретных условиях формировались коры выветривания различной мощности и зрелости - от гидрослюдистых до каолинитовых и латеритных. Палеозойские коры выветривания относятся как к сиаллитному (щелочному и кислому), так и латеритному типу (ранний карбон Урала, Тимана), но преобладал кислый сиаллитный (каолинитовый) тип. Мезозойско-кайнозойские коры соответствуют кислому сиаллитному и латеритному (глиноземистому или железистому) геохимическим типам. Состав материнского субстрата и климатическая зональность обусловили формирование весьма специфических кор: сульфатного, карбонатного, кремнеземистого и других геохимических типов.

Образование каолинитовых кор выветривания происходит в нейтральной и слабо кислой среде, латеритных - в стабильно слабокислой и кислой среде. Созданию устойчиво кислых вод, циркулирующих в коре выветривания, выносу из нее оснований и кремнекислоты способствовало развитие во времени органического мира на суше.

Таким образом, процессы выветривания имеют отчетливо выраженные черты необратимого эволюционного развития. Химическое разложение пород однотипного материнского субстрата от архея к кайнозою постепенно углубляется, происходит количественное возрастание глинистых минералов, возникают новые минеральные ассоциации. Количественно процесс выветривания оценивается коэффициентами выветривания: коэффициентом разложения К_Р (сумма R₂O₃ /RO+RO₂), окисления Ко (Fe₂O₃/FeO), аллитизации Ка (Аl₂O₃/SiO₂), а также абсолютными коэффициентами выветривания, т.е. отношением соответствующих коэффициентов, вычисленных для пород коры выветривания и материнского субстрата. Из некоторыхе данных количественной оценки выветривания по Е.Т. Боброву и И.Г. Щипакиной (1989) следует, что интенсивность выветривания, соответствующего сиаллитному геохимическому типу, в фанерозое по сравнению с поздним докембрием в зависимости от кислого или основного субстрата увеличилась в 12,5 - 44 раза, окисления железа - в 11 - 100 раз, аллитизация -в 2,5 раза. Это обусловлено эволюцией литосферы, атмосферы, гидросферы, органического мира.