
ВЫВЕ́ТРИВАНИЕ
-
Рубрика: География
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ВЫВЕ́ТРИВАНИЕ, процессы механич. разрушения и химич. изменения горных пород на поверхности суши или небольшой глубине (атмосферное В.) и на дне водоёмов (см. Гальмиролиз). Осн. факторами, воздействующими на горные породы, являются сезонные и суточные колебания темп-ры, химич. и механич. воздействия атмосферного и грунтового воздуха (в т. ч. O2, CO2 и водяных паров), жидкой воды (атмосферной и грунтовой), замерзающей воды, кристаллизующихся солей, макро- и микроорганизмов. Скорость, степень и вид В., мощность чехла продуктов В., их гранулометрич. и минералогич. составы зависят от климата, рельефа, геологич. строения, состава и структуры материнских горных пород. По виду воздействия выделяют два осн. типа В. – физическое и химическое. Биологическое (органическое) В. сводится к биомеханич. и биохимич. изменению горной породы. Обычно типы В. действуют одновременно, но в зависимости от климата тот или иной из них преобладает.
Физическое выветривание
приводит к механич. распаду исходной монолитной горной породы на обломки без заметного преобразования её минер. состава. В чистом виде оно наблюдается в условиях дефицита влаги или при её низких темп-рах. В аридных областях происходит быстрое изменение объёма горных пород под воздействием резких суточных колебаний темп-ры при нагревании солнечными лучами и последующем ночном охлаждении (инсоляционное, температурное В.). Особенно эффективно такое В. в полиминеральных кристаллич. породах, частицы которых имеют различную теплопроводность. Растрескивание породы способствует расклинивающему действию плёночной воды, расширению трещин за счёт роста кристаллов из высыхающих растворов. Существенно также растрескивание при усыхании ранее набухших увлажнённых рыхлых грунтов. В высокоширотных и высокогорных областях с частыми колебаниями темп-ры ок. 0 °C механич. разрушение пород связано с замерзанием воды, проникшей в уже имеющиеся трещины (морозное В.). Разрушение поверхности горных пород за счёт расширения разнонаправленных пересекающихся трещин приводит к выкалыванию многогранников породы разл. размеров и формы. Для фракций <20 мм типична форма обломка в виде неправильной гранулы. Разрушение породы происходит при наличии скрытых трещин и дефектов в строении кристаллич. решётки минералов. Попеременное сильное промерзание и оттаивание пород (криогенное В.) могут сопровождаться накоплением тонких пылеватых продуктов.
Химическое выветривание
Химическое выветривание приводит к изменению химич. состава породы, обычно с удалением относительно подвижных ионов и с образованием минералов, стойких в условиях земной поверхности. Характерно для областей с тёплым, умеренно или избыточно влажным климатом. Особенно интенсивно оно происходит при высокой дисперсности и водопроницаемости пород, подготовленных физич. В. Энергичным окислителем является O2 воздуха и грунтовых вод, растворённый CO2 повышает химич. активность вод. Нагретая солнечными лучами вода действует на породу путём непосредственного растворения, гидратации и гидролиза. При химич. В. из пород в растворах выносятся преим. Ca, Mg, K, Na и присоединяются H2O, O2, CO2. Все образовавшиеся вторичные минералы содержат сорбционную и кристаллизационную воду. Окисление характерно для В. пород, богатых сульфидами или обогащённых двухвалентными ионами Fe и Mg. В восстановительных условиях происходит оглеение пород, приводящее к выносу из них Fe, Mn, Co, Ni, Zn. Окисление, сорбция, гидратация осуществляются с выделением энергии. При гидролизе алюмосиликатов первичные породообразующие минералы превращаются во вторичные глинистые. Процесс сопровождается частичным или полным выносом ионов Ca, Na и K из кристаллич. решётки полевых шпатов – наиболее распространённых минералов магматич. и метаморфич. пород. При этом происходит перегруппировка исходной каркасной решётки в слоистую, свойственную глинам.
Биологическое выветривание
связано с воздействием на горные породы растительных и животных организмов. Характерно для областей с влажным климатом. Большую механич. работу, сопровождающуюся многообразными химич. процессами, производят корни растений. Микроорганизмы участвуют в круговороте N, S, P, Fe и др. элементов. Выделяющиеся в ходе разложения органич. остатков CO2 и гуминовые кислоты резко усиливают растворяющую способность почвенных вод. За счёт биохимической деятельности лишайников даже в пустынях появляются глинистые продукты В. При разрушении горных пород возникают растворы и минер. новообразования, находящиеся в физико-химическом равновесии с поверхностной средой. Взаимодействие организмов и продуктов их распада с выветрелыми породами является сущностью почвообразования.
В результате В. появляется несортированный рыхлый материал – элювий, сохраняющий структурные признаки исходных горных пород. Физическое В. формирует обломочный элювий, химическое В. – глинистый. Накапливаясь на горизонтальных и слабонаклонных поверхностях, элювий образует кору выветривания, в которой прослеживается зональность, отражающая стадийность процесса. С В. связан определённый генетический тип месторождений полезных ископаемых (см. Выветривания месторождения).
В. является самым постоянным и мощным фактором дезинтеграции горных пород. Оно готовит рыхлый материал, который становится доступным для перемещения другими экзогенными агентами (напр., вода, ветер) или перемещается на более низкие гипсометрич. уровни под действием силы тяжести. В тех случаях, когда продукты В. не остаются на месте своего образования, нередко за счёт избирательной денудации возникают своеобразные формы рельефа, зависящие как от характера В., так и от свойств горных пород. Для магматических пород (граниты, диабазы и др.) характерны массивные округлённые формы В.; для слоистых осадочных и метаморфических – ступенчатые (карнизы, ниши и т. п.). Неоднородность пород и неодинаковая устойчивость их разл. участков к В. ведут к образованию останцов в виде изолированных гор, столбов, башен и т. п.