11

ЛЕКЦИЯ 3

Тема 3. Рельефообразующее значение выветривания и мерзлотных процессов

3.1. Краткий обзор процессов выветривания

3.2. Элювий

3.3. Почвы

3.4. Криогенные формы рельефа

3. Рельефообразующее значение выветривания и

МЕРЗЛОТНЫХ ПРОЦЕССОВ

3.1. Краткий обзор процессов выветривания

Агентами выветривания являются солнечная инсоляция, состав­ные части атмосферы, вода, кислоты, растительные и животные ор­ганизмы.

Физическое выветривание - растрескивание и дробление горной породы на обломки различного размера под влиянием физико-механи­ческих воздействий:

а) температурное выветривание- резкие суточные колебания темпе­ратуры, в результате которых происходит попеременное нагревание (расширение) и охлаждение (сжатие), неравномерные на поверхности и внутри породы, возникают напряжения, порода растрескивается и шелушится (десквамация);

б) морозное выветривание- в условиях полярного климата, раздроб­ление горных пород происходит в следствии механического воздейс­твия увеличивающейся в объёме при замерзании в трещинах и порах горных пород воды;

в) солевое выветривание- в жарком сухом климате пустынь, воз­действие кристаллов солей, растущих в трещинах и порах горных пород, куда соль попадает с водой, поднимающейся по капиллярам из более глубоких горизонтов и испаряющейся днём.

Химическое выветривание - приводит к изменению первичного состава минералов и горных пород, к образованию новых вторичных минералов. Связано с климатом и происходит под действием воды, свободного кислорода, углекислого газа и органических кислот. Основные реакции при химическом выветривании:

окисление- переход закисных низковалентных соединений в окис­ные высоковалентные. Примеры: магнетит переходит в гематит, пи­рит переходит в лимонит;

гидратация- поглощение кристаллизационной воды. Пример: гема­тит переходит в лимонит, ангидрит - в гипс;

растворение и гидролиз- под действием воды и углекислоты. На­иболее легко растворимы хлориды - NaCl, KCl, сульфаты и карбона­ты. При гидролизе силикатов и алюмосиликатов происходит разложе­ние минералов с разрушением и перестройкой их кристаллических решёток, образуются новые глинистые минералы.

При выветривании основных и ультраосновных пород образуются такие минералы, как монтмориллонит, нонтронит и бейделлит. При выветривании кислых пород, содержащих полевые шпаты и слюды, об­разуются гидрослюды и каолинит.

При формировании продуктов выветривания различают хемоген­ное и механогенное перемещение вещества. Первое осуществляется в растворах, взвесях и коллоидах, а второе связано с гравитацион­ным снижением (пучение, разбухание, высушивание), гравитацион­но-диффузным и морозно-нивационным смещениями, обуславливающими частичную сортировку элювия и концентрацию в нём полезных компо­нентов. При выделении и рассмотрении элювиальных образований следует постоянно учитывать влияние перемещений части вещества на изменённый, но практически оставшийся на месте каркас, что особенно важно для диагностики образований.

3.2. Элювий

Оставшиеся на месте своего образования продукты выветрива­ния различных горных пород образуют элювий. Признаки элювия:

- тесная связь состава (химического, иногда минерального) с подстилающими материнскими горными породами;

- отсутствуют привнесённые извне минеральные примеси, посто­ронние обломки;

- присутствующие обломки не окатаны, не сортированы;

- слоистость не характерна, в химически преобразованном элювии может сохраниться слоистость исходной породы (реликтовая слоистость) или может наблюдаться ложная слоистость (зональное строение элювия).

Собственно кора выветривания- закономерно построенный элю­виальный профиль, длительно развивающийся на исходных породах путем гипергенного преобразования их вещества.

Необходимые условия образования мощных кор выветривания:

- длительное существование влажного и жаркого климата;

- стабильность земной коры с очень слабыми поднятиями.

В различных климатических условиях элювиальный покров фор­мируется с существенными отличиями.

1. Аридный (сухой) климат пустынь- из-за недостатка воды миграция активных веществ очень ограничена, элювиальный покров формируется в основном вследствие физического выветривания. Представлен обломочным материалом из глыб, щебня, дресвы разру­шенных материнских пород. Химическое выветривание проявляется локально, в виде корок пустынного загара, гипсовых корок, солон­чаков.

2. Полузасушливый (семиаридный) климат- физическое вывет­ривание может привести к образованию пылеватых частиц, возникает кора выветривания, обогащённая карбонатами. Карбонаты и другие соли остаются в коре выветривания невыщелоченными из-за недос­татка воды. Мощность коры выветривания небольшая, окраска свет­лая, желтовато-серая.

3. Гумидный (влажный и тёплый) климат - полное развитие ко­ры выветривания. Происходит интенсивный вынос подвижных продук­тов выветривания, способствующий гидролизу силикатов, превраще­нию их в глинистые минералы с выщелачиванием оснований и уста­новлением кислой реакции среды (кислый сиалитный элювий). Воз­никающий при выветривании богатых алюмосиликатами магматических и метаморфических пород каолинит может образовывать месторожде­ния.

4. Жаркий и влажный климат- происходит дальнейшее разложе­ние достаточно устойчивых алюмосиликатов на гидраты окиси Al и Fe, которые образуют латеритную кору выветривания (аллитный элю­вий). Образовавшиеся при этом бокситы могут достигать промышлен­ных скоплений. Кора выветривания окрашена в яркие красные и оранжевые тона.

Вертикальная зональность сложного элювиального профиля мощ­ных кор выветривания тропиков и субтропиков по Н.М. Страхову да­на на рис. 3.1.

панцирь охры Al2O3 каолинитовая зона гидрослюдисто-монтмориллонитово-бейделлитовая зона зона дресвы химически малоизменённой материнская порода Рис. 3.1.