Глава 3. Схемы расчленения коры выветривания

Основываясь на строении различных кор выветривания (Горшков и др., 1973), Б. Б. Полынов, И. И. Гинзбург и другие исследователи ввели понятие о стадийном характере процессов выветривания. Выделены четыре стадии выветривания: 1) обломочная; 2) сиаллитная обызвесткованная; 3) кислая сиаллитная и 4) аллитная. Обломочная стадия характеризуется преобладанием физического выветривания, в результате которого накапливаются обломки первичных горных пород. Сиаллитная обызвесткованная стадия соответствует начальной стадии химического выветривания, при которой начинается расщепление силикатов и алюмосиликатов с частичным выносом катионов. Первичные силикаты гидратируются и превращаются в гидрослюды, гидрохлорит, монтмориллонит, нонтронит, бейделлит и др. Местами появляются карбонаты и опалы. Процесс протекает в щелочной среде, чаще всего в условиях сухого континентального климата. Кислая сиаллитная стадия характеризуется дальнейшим: выносом катионов и кремнезема и образованием глинистых минералов из группы каолинита — каолинитовая зона коры выветривания, а на основных и ультраосновных породах (габбро, диабаз, базальт, перидотит) — нонтрониты (ферримонтмориллонит), бейделлиты с локальными накоплениями гидроокислов железа и алюминия. Карбонаты, образующиеся при взаимодействии катионов с углекислотой, выносятся иэ коры выветривания. В этом горизонте вследствие глубокого изменения элювия полностью исчезают все текстурные признаки первичных горных пород. Аллитная стадия характеризуется полным разложением силикатов с образованием наиболее устойчивых на поверхности соединений — водных окислов алюминия, железа, кремния, представляющих собой типичные коллоидные минералы (гиббсит — составная часть боксита, бурый железняк, опал и др.). Эта стадия развивается только в условиях влажных тропиков и субтропиков, где наблюдается наибольшая мощность коры выветривания и отчетливо выраженная вертикальная зональность ее (рис. 4). Обобщая опыт инженерно-геологического изучения элювия и учитывая задачи исследований (Вопросы инженерно-геологического изучения процессов и кор выветривания, 1971), представляется целесообразным разделять коры выветривания на три зоны (рис. 7): верхнюю (1) – “дисперсную”, химико-минералогического преобразования, среднюю (2) – “обломочную” и нижнюю (3) – “трещинную”, иногда неточно называемую “линейной”. Каждая зона, в зависимости от степени сформированности и состава исходных пород, климата и процессов сноса может быть подразделена на несколько горизонтов выветривания.

Рис. 7. Принципиальная схема инженерно-геологического расчленения коры выветривания (Золотарев, 1983): 1 – интенсивность действия процессов выветривания; а – значительная, б – средняя, в – слабая; 2 – минеральные новообразования; а – гипс, б – гидроокислы железа.

Г лава 4. Площадные и линейные коры выветривания Распространение кор выветривания га площади и их сохранность зависит от многих факторов (Горшков и др., 1973) и в первую очередь от направленности тектонических движений. При прогибании территории кора выветривания может быть перекрыта более молодыми отложениями и в этом случае обеспечивается ее сохранность. Рис. 8. Схема строения древней коры выветривания (Горшков и др., 1973). В случае медленного и небольшого по амплитуде поднятия размыв коры выветривания относительно небольшой и она также в значительной степени сохраняется. При интенсивных дифференцированных (разнонаправленных) тектонических движениях значительно увеличивается размыв и кора выветривания на приподнятых блоках может быть частично или полностью размыта. Те коры выветривания, которые залегают на различных горных породах, сохраняя первичную нормальную зональность, и покрывают большие территории, называют площадными корами выветривания (по предложению И. И. Гинзбурга). Площадные коры выветривания наиболее развиты в платформенных областях, где их формирование было связано с длительными по времени континентальными перерывами в осадконакоплении. Они также развиты на приподнятых выровненных поверхностях в горных районах (Алтай, Саяны и др.). Линейные коры выветривания развиты, главным образом, в складчатых областях и, кроме того, в районах, где площадная кора выветривания размыта. Изучение древних кор выветривания показывает на чрезвычайно прихотливые очертания их нижней границы (рис. 8). В ряде случаев от нижней границы сплошной площадной коры выветривания отходят глубокие относительно узкие «карманы», или «языки», вниз в толщу свежих невыветрелых пород. Чаще всего такие языки образуются вдоль зон тектонического дробления, зон повышенной трещиноватости, вдоль жил, по контакту различных пород и т. п. Они носят линейный характер и в некоторых древних корах выветривания опускаются до глубин 200-300, а иногда и более метров. В том случае, когда площадная кора выветривания оказывается размытой, среди свежих пород остаются лишь вдающиеся в них «языки» выветрелых пород, имеющие линейную протяженность.