Екзогенні процеси та викликані ними явища
Химия

Екзогенні процеси та викликані ними явища


Вивітрювання

Почнемо ми з вивітрювання – універсального процесу, який іде завжди і скрізь. На поверхні суші всі гірські породи повільно змінюються і руйнуються, під впливом коливань t°, хімічного впливу води, кисню, СО2 атмосфери, органічних речовин, що виділяються рослинами та тваринами. Все різноманіття змін називається вивітрюванням. Розрізняють три типи вивітрювання – фізичне та хімічне та біологічне.

Фізичне – полягає у розпаді мінералів та порід на уламки без зміни їх хімічного складу.

Виділяють: Механічне вивітрювання – замерзання води у тріщинах (морозне вивітрювання), механічна сила вітру та удари піщин.

Температурне вивітрювання – добові та сезонні перепади температури.

Усі мінерали мають різні теплопровідні властивості. Починають проявлятися стискаючі та розтягуючі сили. Утворення мікротріщин. Розтріскування та утворення уламків. Потім вони подрібнюються. Найбільш сильно проявляється у горах, у пустелях.

Хімічне — Проникає глибоко. Порода змінюється до невпізнання. Більшість мінералів розкладається і перетворюється на інші, переважно на глинисті.

Головні фактори – вільний кисень, СО2, органічні речовини та особливо вода. Основні хімічні реакції, що протікають при хімічному вивітрюванні — окиснення, карбонатизація, гідроліз, гідратація.

Окислення – (приєднання кисню). Пірит FeS222О = сульфат заліза + сірчана кислота.

Карбонатизація — відібрання вуглекислотою основ від мінералів з утворенням солей вугільної кислоти (тобто карбонатів).

Гідроліз — гідроксил-іон води (ВІН) віднімає від мінералів метали, місце яких стає іон водню. Приклад, розкладання польових шпатів:

До2Аl2Si16O16+(2+4)H2O+CO2 =H4Al2Si2O9+K2Co3+4SiO24H2O

Гідратація — Приєднання до мінералів молекул води.

Ангідрит CaSO4+2H2O = CaSO4· 2H2O (гіпс), збільшення V на 30%!

Біологічне вивітрювання поєднує в собі риси механічного та хімічного вивітрювання. До механічного вивітрювання можна віднести, наприклад, руйнування гірських порід корінням рослин або молюсками-свердлювачами. Різні тварини, що риють, і комахи покращують вентильованість грунту, що сприяє процесам вивітрювання на більш глибоких горизонтах.

До хімічного вивітрювання слід віднести процеси життєдіяльності лишайників, мохів та інших рослин, здатних витягувати різні елементи зі значних глибин, до 40-50 м, і концентрувати їх у своїй біомасі.

Частина розрізу гірських порід, у якій породи сильно змінені, називається корою вивітрювання. А ці новостворені породи, що залишилися на місці, називаються елювіальними відкладами.

Незмінені чи слабозмінені породи – «материнські».

В наш час – у північних та середніх широтах, де відбувається фізичне вивітрювання – утворюється грубоуламковий елювій (щебінь, дерева, піски). У тропічних широтах переважає хімічне та біологічне вивітрювання, утворюються глини, дисперсні породи. У геологічній історії існували періоди з таким жарким та вологим кліматом. Урал – типовий, унікальний регіон, де розвинуто стародавню кору вивітрювання. У мезозої та палеогені були періоди, коли панував вологий тропічний та субтропічний клімат. То були періоди потужного короутворення. В результаті на місці гірських порід утворився елювій (глинисті породи), потужності яких склали перші десятки метрів eMz.

Залежно від переважаючих мінералів, що утворилися внаслідок вивітрювання, розрізняють профілі гідрослюдистий, каолінітовий, монтморіллонітовий.

Різні породи мають різну стійкість до вивітрювання. Найбільш стійкі до вивітрювання плутонічні (інтрузивні) породи, насамперед кислі – граніти, потім діорити (середні), піроксеніти, габро, найслабші ультраосновні. Найбільш добре вивітрюються – ефузивні та метаморфічні гірські породи (особливо сланці).

Останець — скеля, що окремо підноситься, що залишилася при вивітрюванні завдяки локальному розвитку міцніших різниць порід — «Кам’яні намети» на Шарташі, (рис 21), «Чортове городище» (рис. 22).image027

Рис. 21 Кам’яні намети image028

Рис. 22 Чортове городище

Найпотужніші кори вивітрювання спостерігаються по тектонічним порушенням і особливо на контакті карбонатних порід з іншими.

На Уралі кори вивітрювання розвинені Східному схилі, із нею пов’язані корисні копалини – золото, рідкісні метали; будівельні корисні копалини – глини цегляні, каолініти та ін.

Кори вивітрювання – надійні основи будівництва за рахунок залишкових зв’язків у мінералах. Швидко втрачають свої властивості при промерзанні-відтаванні та при обводненні.

Глини в зоні вивітрювання:

– розкриття існуючих та утворення нових тріщин,

— Розпушення, отже, збільшення пористості,

— Поява нових мінералів.

Таким чином, погіршення фізико-механічних властивостей ґрунтів у зоні вивітрювання, що, у свою чергу, призводить до зменшення опору зсуву та збільшення стисливості. Тому важливо – не допускати простою котлованів.

Негативна властивість — набухання при замочуванні монтморіллонітових глин.

Заходи боротьби:

– покриття гірських порід непроникними для агентів вивітрювання матеріалами,

— просочування порід різними речовинами (рідке скло, гудрон, цемент) для стійкості,

— нейтралізація (сіль) — дорогий метод,

– планування території – відведення води.

До змісту Підручника

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *