Физическое выветривание.

Это процесс разрушения минералов и горных пород на обломки без изменения их химического состава. Различают:

1.Температурное выветривание вызывают суточные и сезонные колебания температуры. Неравномерный нагрев горных пород, сложенных различными минералами, ночное охлаждение разрушают горные породы. Эти процессы наиболее интенсивны в пустынях и полупустынях, где суточные колебания температуры достигают более 70⁰ ( днем на солнце 70⁰С, ночью – ниже 0⁰С). При нагревании породы расширяются, при охлаждении – сжимаются. Коэффициенты объемного расширения минералов неодинаковы: так коэффициент расширения кварца в два раза выше, чем у ортоклаза, и примерно на 1/3 больше, чем у роговой обманки. Темные минералы нагреваются сильнее, чем светлые. Так разноцветные минералы и горные породы постепенно разрушаются, образуя щебневые покровы – « каменистые моря» ( Восточная Сибирь).

2.Замерзание воды ( морозное выветривание). Вода, попадая в трещины, при понижении температуры замерзает, расширяется, увеличиваясь в объеме до 9% и разрушает горные породы, превращая их в зависимости от структуры в обломки различной величины. При этом давление достигает 1000 кг/см².

3.Рост кристаллов особенно в районах, сложенных породами химического происхождения, также способствует разрушению и измельчению пород. Так минерал ангидрит в поверхностных условиях гидратизируется и превращается в гипс, присоединяя две молекулы воды

CaSO₄ + 2H₂O = CaSO₄ 2H₂O

ангидрит гипс

Эта химическая реакция сопровождается физическим явлением – увеличением объема на 33%, вследствие чего возникают разрывы и трещины.

Значение физического выветривания состоит в том, что массивная горная порода разрушается и измельчается и создаются условия для химического выветривания.

Химическое выветривание.

Это процесс химического изменения минералов и горных пород. В нем участвуют химически активные элементы: вода, углекислый газ, кислород и органические кислоты.

Сущность химического выветривания можно свести к следующим химическим реакциям: растворение, окисление, гидротация, гидролиз.

По степени устойчивости различают минералы:

1.Химически устойчивые (кварц, топаз, золото).

2.Химически неустойчивые (пирит, халькопирит, ортоклаз).

Однако абсолютно химически устойчивых минералов нет.

Растворение проявляется с различной скоростью для разных пород. Наибольшей растворимостью обладают хлориды (галит, сильвин). Менее растворимы сульфаты, карбонаты. Растворимость увеличиваются с повышением температуры. При этом происходит вымывание (выщелачивание) пород, что приводит к карсту.

Окисление происходит в верхних слоях земной коры, расположенных выше уровня грунтовых вод. Наиболее интенсивно процессы окисления проявляются в отношении элементов, обладающих различной валентностью и поступающих на поверхность Земли в закисной форме: закиси – окиси, сульфиды – сульфаты.

FeS₂ + nO₂ + mH₂O = FeSO₄ = Fe₂(SO₄)₃ = Fe₂O₃ nH₂O

пирит лимонит

Гидратация – процесс присоединения воды

Fe₂O₃ + n H₂O = Fe₂O₃ nH₂O

Гематит лимонит

CaSO₄ + nH₂O = CaSO₄ n H₂O

ангидрит гипс.

Гидролиз – процесс изменения минералов под действием воды и растворенного в ней СО₂.

В зависимости от климатических условий различают сиаллитный тип, который происходит в условиях сухого умеренного климата и заканчивается образованием каолинита

2KalSi₃O₈ +2 H₂O + CO₂ = H₄Al₂Si₂O₉ + K₂CO₃ + SiO₂

ортоклаз каолинит поташ кремнезем

Аналогично происходит выветривание и других полевых шпатов.

Аллитный тип выветривания происходит в условиях жаркого влажного климата и характеризуется полнейшим разложением алюмосиликатов и образованием наиболее устойчивых соединений железа, алюминия, кремния.

H4Al2Si₂O₉ = Al₂O₃ nH₂O + 2SiO₂ nH₂O

каолинит боксит опал

Образуются породы красного цвета. Это латеритное выветривание (латер – кирпич).