Процеси вивітрювання

Екзогенні процеси мінералоутворення

Екзогенні процеси мінералоутворення відбуваються на земній поверхні. Їх продукти завжди вторинні, оскільки відбуваються за рахунок руйнування раніше існуючих гірських порід і мінералів. Сукупність явищ хімічного, фізичного і біохімічного руйнувань називається вивітрюванням. Водні і повітряні потоки можуть переносити продукти вивітрювання на значні відстані. При цьому, переходячи в розчин, деякі мінерали і породи мігрують. У певних місцях земної кори відбувається випадання в осад цих продуктів. Такий процес називається осадовим.

Процеси вивітрювання виявляються як в поступовому роздробленні первинних мінералів і порід (фізичне вивітрювання), так і в його хімічній переробці з утворенням нових мінералів (хімічне і біохімічне вивітрювання).

Агентами вивітрювання є коливання температури, води, вітер, кисень, вуглекислота повітря, кристалізація солей і життєдіяльність організмів. Залежно від переважання тих або інших агентів вивітрювання розрізняють фізичне (або механічне) вивітрювання, хімічне і біохімічне вивітрювання. Ці три процеси вивітрювання взаємозв'язані і протікають одночасно. Проте залежно від фізико-географічних умов може різко переважати одне з них.

Інтенсивність вивітрювання визначається хімічним складом мінералів, кліматом і рельєфом місцевості, а також гідрохімічними умовами. Гірські породи, що виходять на поверхню Землі, поступово механічно руйнуються під дією коливань температури (добової і сезонної), вітру і атмосферних опадів і перетворюються на купи уламків і щебеню. Руйнування гірських порід під дією коливань температури обумовлене тим, що мінерали, які складають гірські породи, володіють різними коефіцієнтами розширення. Це сприяє появі невеликих тріщин. Вода, потрапляючи в тріщини, при замерзанні збільшується в об'ємі і сприяє руйнуванню порід. Фізичне вивітрювання найінтенсивніше протікає в районах з різко континентальним кліматом.

При руйнуванні гірських порід вони розпадаються на складові частини і відбувається їх дезінтеграція. Уламковий матеріал або залишається на місці, або переноситься водою. В цьому випадку відбувається сортування стійкого проти розчинення уламкового матеріалу по щільності і за величиною зерен.

При фізичному вивітрюванні нових мінералів не утворюється, проте в результаті механічного руйнування, перенесення і відкладення утворюються вторинні скупчення мінералів, піски і розсипи. Нерідко розсипи містять ряд цінних мінералів (самородного золота, платини, алмазів, циркону і так далі).

При хімічному вивітрюванні відбувається хімічне розкладання мінералів; при цьому утворюються нові мінерали, стійкі в поверхневих умовах. Як вже указувалося, головним агентом є вода, в якій більшою чи меншою мірою розчинені всі мінерали. Розчинювальна дія води залежить від рН (концентрації іонів водню відповідно до дисоціації води . Чиста вода, що має рН=7, є відносно поганим розчинником, її активність зростає при збільшенні або зменшенні рН. Крім того, ефективність дії води залежить від складу і структури мінералів, що піддаються розкладанню. Хімічна активність природних вод залежить від вмісту в них і ін., що поступають з атмосфери, з порід, що вивітрюються, і з організмів, що розкладаються. Швидкість хімічного вивітрювання відповідає реакційному ряду Боуена: найлегше розчиняються найбільш високотемпературні мінерали, тоді як мінерали, що утворилися в пізні стадії, є стійкішими.

Хімічне вивітрювання включає гідроліз, окислення (у ряді випадків і відновлення), карбонатизацію і гідратацію. При гідролізі, внаслідок реакції іонів води H⁺ і ОН^- з іонами мінералів, відбувається повільне розчинення силікатів з утворенням вторинних продуктів. Прикладом є гідроліз ортоклазу, що супроводжується дією вуглекислоти; при цьому утворюється каолініт:

ортоклаз каолініт

За наявності вільного кисню у водному і повітряному середовищі протікає окислення, в основному, заліза. Спільно з процесом окислення, (розкладання залізовмісних мінералів і перехід двовалентного заліза в тривалентне) протікають процеси гідратації.

Гідратація - додавання різної кількості води, наприклад:

.

Вельми характерне для кори вивітрювання утворення гідроокисів заліза і марганцю, гіпсу, опала і інших водних мінералів.

Відновлення, будучи зворотним процесу окислення, відбувається завдяки наявності похованої речовини і дії мікроорганізмів в ділянках, позбавлених кисню. Прикладом може служити утворення сидериту при відновленні гидроокисів заліза органічною речовиною

.

При карбонітизацїї відбувається взаємодія карбонатних і бікарбонатних іонів з мінералами гірських порід, що призводить до їх руйнування з утворенням карбонатів.

При біохімічному вивітрюванні в руйнуванні мінералів і гірських порід і в їх новоутворенні беруть участь живі організми, в основному, різні бактерії. Так встановлено участь організмів в утвореннях фосфоритів, самородної міді, руд заліза і марганцю.

Дата добавления: 2014-10-22