Тема: Вивітрювання гірських порід. Формування кори вивітрювання План:
Поняття про вивітрювання гірських порід.
Фізичне вивітрювання.
Хімічне вивітрювання.
Органічне вивітрювання.
Кора вивітрювання і корисні копалини в ній.
Поняття про вивітрювання гірських порід
Під вивітрюванням гірських порід розуміють їх руйнування під впливом коливання температури, хімічної дії води, кисню, вуглекислоти, а також різних органічних речовин, які утворюються при житті рослин і тварин або при їх розкладанні.
З цього визначення випливає, що процес вивітрювання найбільш активно протікає на поверхні земної кори. В глибину він, затухаючи поступово, проявляється до найближчого залягання підземних вод.
В цьому складному процесі в якійсь мірі умовно можна виділити 3 види вивітрювання: фізичне, хімічне і органічне. Певна міра умовності такого поділу полягає в тому, що немає чіткої межі між цими процесами: при фізичному вивітрюванні в тій чи іншій мірі проявляються хімічне і органічне (біологічне), а хімічне – в багатьох випадках доповнюються фізичним і органічним. Та і органічне дуже часто втрачає чіткість, бо може завершитись вивітрюванням фізичним (наприклад, розширення тріщин в породах тиском коренів дерев) або хімічним – при виділенні кислот і кисню.
Фізичне вивітрювання
Фізичне вивітрювання підрозділяється на температурне і механічне.
Температурне вивітрювання зумовлене різким коливанням добових температур та різним коефіцієнтом розширення мінералів, що складають магматичні чи метаморфічні породи. Чим більші ці коливання протягом доби – тим активніше протікає процес розширення і звуження мінералів. До того ж коефіцієнт розширення мінералів у полімінеральній породі (наприклад, граніту чи сієніту) різний: кварц, маючи анізотропні властивості, в одному напрямку розширюється у 2 рази більше, ніж у другому, а в об’ємі – у 2 рази більше, ніж ортоклаз (різновидність польового шпату).
На швидкість руйнування порід впливають також її первинна тріщинуватість, особливості структури, колір та величина мінералів.
Щодо протікання фізичного вивітрювання в певних кліматичних поясах і природних зонах – то температурне вивітрювання найбільш інтенсивно протікає в умовах аридного клімату або конкретніше – в пустелях, де добові коливання температур становлять 40 – 50оС і навіть більше. Тут вдень швидко нагріваються поверхневі частини скель чи окремих брил до 70 – 80оС, а вночі вони охолоджуються також швидко до 10оС і менше. В результаті відбувається утворення тріщин і відлущування порід по сферичній поверхні скель чи брил. Цей процес одержав назву десквамація (від. лат. desgvamatio – знімання луски). В ході цього процесу вершини скель набувають округлої форми, а брили можуть стати кулеподібними.
В пустелях руйнування міцних порід може відбуватись і при викристалізації солей в тріщинах і порожнинах – від того, що збільшуючись в розмірі, кристали розширюють їх, руйнуючи таким чином породи механічно. Але цей вид руйнування переважає в полярних областях або горах вище снігової лінії. Там у тріщини, які могли бути утворені ще при охолодженні магматичних порід або при тектонічних рухах, при денному таненні снігу і льоду попадає вода. Вночі вона замерзає, а при замерзанні, як ми знаємо із фізики, вода розширюється і утворений лід розширює тріщини. Наступного дня вода знову попадає у ці тріщини і вночі лід розширює їх ще більше. Через деякий час від скелі відвалиться якась частина. Так повторюється багато разів і з року в рік аж поки скеля зруйнується до такої міри, що на її місці залишиться нагромадження нерухомих каменів.
На інтенсивність температурного і механічного руйнування важливе значення має так звана інсоляція (віт лат. insolatio – виставлено на Сонце) – освітлення і нагрівання скель сонячними променями, або інакше – орієнтація скель до Сонця. Цей бік зазнає більш різких температурних коливань протягом доби, руйнується швидше, а тому його крутизна буде меншою.
В результаті тривалого руйнування скель біля їх підніжжя і на плоских ділянках плато нагромаджується багато великих уламків порід, утворюючи нерідко великі кам’яні нагромадження або “потоки” яким дали назву куруми (тюрк.). Такі розсипи спостерігаються на Кольському півострові, Уралі, Алтаї, Саянах. Коли кам’яні розсипи покривають великі території, їх називають кам’яними морями. В Сахарі є великі території, що покриті таким кам’яними розсипами. Тут вони називаються хамадами (гамадами) або кам’янистими пустелями. Ця назва пішла на інші континенти і застосовується до будь-яких кам’янистих пустель.
На інтенсивність руйнування магматичних порід впливає так звана окремість – здатність їх до розколювання при охолодженні. Так, наприклад, базальтові масиви розколюються на окремі стовпоподібні багатогранники, граніти – на матрацевидні форми, а лавові потоки можуть розпадатися на кулеподібні форми.
Фізично руйнувати гірські породи можуть тонкі плівки води, які міцно зв’язані з стінками тріщин і пор. Товщина плівки менше мікрона і вона може бути присутня навіть тоді, коли порода видається сухою. Плівкова вода проникає і в мікроскопічні тріщинки. Тут вона набуває великої пружності – такої, що її достатньо для розколювання міцних мінералів. В результаті цього граніт може розсипатися до жорстви – дрібних уламків породи і мінералів (від 1 до 10 мм). Якщо жорства не зноситься поверхневими потоками, її товща може досягати 10-15 м і більше. Але на цьому дія плівкової води не закінчується. Вона продовжує розколювати мінерали аж до піщаних і навіть пилуватих частинок. Вчені встановили, що процес розколювання плівковою водою особливо інтенсивно протікає в напівзасушливих областях, коли короткі вологі сезони змінюються тривалими засухами.