15.3 Экзогенные процессы минералообразования

Виды и агенты выветривания. В поверхностной зоне земной коры под воздействием солнечной энергии происходит мощный процесс разрушения первичных минералов и горных пород эндогенного происхождения. Совокупность явлений химического, физического и биохимического разрушений носит общее название выветривание.

Агенты выветривания: вода, ветер, колебания температуры вблизи поверхности ,кислород и углекислота воздуха, жизнедеятельность организмов.

В результате физического выветривания происходит механическое разрушение пород и минералов (дезинтеграция). Новых минералов при этом не образуется.

При химическом выветривании происходит химическое разложение минералов, и образуются новые минералы, устойчивые к поверхностным условиям.

Большую роль в разрушении минералов и горных пород и их новообразований играют живые организмы, главным образом, - бактерии. Это биогенный или биохимический процесс породообразования. В результате скопления организмов с известковым скелетом образуются органогенные карбонатные породы – коралловые известняки, ракушечники, мел. Скопления останков древних деревьев, кустарников, древовидных папоротников и продуктов их разрушения дают промышленные залежи бурого и каменного углей.

Процессы химического выветривания. Главные процессы, протекающие при химическом выветривании: растворение и выщелачивание, гидролиз, окисление и гидратация, карбонатизация, восстановление.

Растворение и выщелачивание - происходит под действием воды и растворенных в ней различных компонентов. Из горных пород, содержащих различные силикаты и алюмосиликаты, происходит вынос растворимых продуктов (соли K, Na, Ca, Mg), а труднорастворимые глинозем и кремнезем перемещаются незначительно. Кроме того, легко растворимы каменная и калийная соли, гипсы и ангидриты, известняки и доломиты. Если продукты остаются на месте разрушения – остаточные месторождения, если переотложены водными потоками - осадочные месторождения.

Осадочные процессы. Разрушение в результате выветривания огромные массы горных пород и минералов перемещаются текучими водами. При этом происходит сортировка материала и его отложение. Так образуются механические осадки – это главная масса обломочных горных пород (гравий, пески, глины и т.д.). Многие минералы и породы переходят в раствор и мигрируют в растворенном виде, достигая озер, морей и океанов. При испарении воды в открытых водоемах создаются условия, при которых растворенные вещества выпадают в осадок – это химические осадки. Таково происхождение гипса и галита, карналлита и др. Химическое осаждение минералов может происходить как из истинных, так и из коллоидных растворов.

Гидролиз - разложение вещества водой.

Гидролизу в первую очередь подвержены полевые шпаты.

П олевые шпаты	Каолин (каолинизация) 2K[AlSi3O8] + 2H2O + CO2  Al2[Si2O5](OH)4 + K2CO3 + 4SiO2
	Бокситы (бокситизация) - горные породы, состоящие из нескольких минералов гидраты оксидов алюминия: Al(OH)3 - гидраргиллит, HAlO2 – диаспор, каолин, кремнезем: H3AlO3 – Н2О  HAlO2 - схема образования диаспора

Окисление и гидратация (гидратация - присоединение воды) – во вскрытых эрозией рудных жилах (жилы – это заполнения трещин в горных породах магмой или минеральным веществом) первичные (гидротермальные и др.) рудные минералы, в особенности - сульфиды, легко разрушаются и переходят во вторичные, окисленные минералы – сульфаты, оксиды, карбонаты.

халькопирит

ZnS + 2O₂  ZnSO₄

Процесс обычно протекает в присутствии воды, поэтому сопровождается гидратацией. Главным минералом зоны окисления является лимонит или бурый железняк (Fe₂O₃·nH₂O):

Лимонит имеет характерный желто-оранжевый цвет, называется «железной шляпой», поскольку его наличие является признаком залежей под ним ценных полиметаллических руд.

Характерный пример гидратации также:

ангидрит гипс

Карбонатизация, происходящая в широких масштабах в коре выветривания под влиянием содержащейся в воде и воздухе углекислоты, приводит к изменению минералов с образованием карбонатов. Пример - выветривание ортоклаза.

Восстановление – происходит под воздействием анаэробных бактерий, отнимающих, необходимый для жизни кислород у веществ органического и неорганического происхождения. Так называемый процесс биохимического выветривания.

Все три процесса (физическое, химическое, биохимическое выветривание) протекают обычно одновременно, но один из них, как правило, преобладает, что зависит от физико-географических и климатических особенностей того или иного района.