Skały wydobywające się na powierzchnię ziemi są w ciągłym kontakcie z atmosferą, biosferą, hydrosferą. Pod wpływem negatywnych czynników środowiskowych skały zaczynają się przekształcać i zapadać. Ten proces może zająć setki lub tysiące lat. W rezultacie na powierzchni ziemi tworzy się wietrzejąca skorupa.
Definicja i główne typy
Skorupa wietrzenia jest więc warstwą wtórnych, w większości przypadków luźnych skał osadowych, znajdujących się w górnych warstwach litosfery i powstałych w wyniku niszczenia pasm górskich pod wpływem czynników zewnętrznych. Istnieją tylko trzy główne typy eluvium, powstałe w wyniku procesów:
- fizyczne;
- chemiczne;
- biologiczne.
Oczywiście taki podział jest nieco arbitralny. W przeważającej większości przypadków skorupa wietrzenia tworzy się pod wpływem wszystkich tych trzech czynników łącznie. W tym przypadku możemy mówić jedynie o przewadze warunków powstawania warstwy osadowej.
Trochę historii
Po raz pierwszy termin „skorupa wietrzenia” został wprowadzony do użytku przez szwajcarskiego naukowca A. Game w 1879 roku. Systematyczne badania takich warstw geologicznych rozpoczęto następnie w Rosji. Wielki wkład w takie badania wnieśli na przykład pod koniec XIX wieku wybitni rosyjscy naukowcy N. A. Bogoslovsky, K. D. Glinka, P. A. Zemyatchensky. Początkowo geolodzy nie odróżniali wietrzejącej skorupy od gleby. Krajowy naukowiec V. V. Dokuchaev wyraźnie podzielił te koncepcje.
Jako samodzielna gałąź geologii, nauka o wietrzeniu skorupy powstała dopiero na początku XX wieku. Założycielami nowego kierunku byli jednocześnie rosyjscy naukowcy - I. I. Ginzburg, B. B. Polynov. Oczywiście znaczący wkład w rozwój tej sekcji geologii wnieśli także zagraniczni badacze i entuzjaści – Szwed O. Tamm, Amerykanin W. Keller, Niemiec G. Garrassovets i wielu innych.
Fizyczne siły wietrzenia
W tym przypadku skorupa wietrzenia to warstwa utworzona ze skały macierzystej, pokruszona i rozdrobniona bez znaczącej zmiany składu mineralnego. Takie skorupy są bardzo powszechne w Arktyce i Antarktyce, w górach, na pustyniach i półpustynach. Fizyczne wietrzenie występuje głównie w wyniku:
- liczne cykle rozmrażania i zamrażania wody;
- zmiany temperatury;
- działanie systemu korzeniowego roślin;
- kopanie dziur dla zwierząt;
- krystalizacja soli zawartych w wodzie kapilarnej.
Duże fragmenty wietrzejącej skorupy tego gatunku zwykle znajdują się w pobliżupogórza lub w zagłębieniach. Jednocześnie małe są unoszone przez wodę i wiatr, czasami na setki kilometrów.
Naukowcy wyróżniają pięć głównych typów wietrzenia fizycznego:
- śnieżny;
- mroźny;
- nasłonecznienie (na pustyniach);
- lód;
- biologiczne.
Zniszczenie procesów chemicznych
Skały wyłaniające się na powierzchni ziemi mogą oczywiście ulegać transformacji nie tylko pod wpływem czynników fizycznych. Zdarza się, że wietrzenie następuje również na skutek złożonych procesów chemicznych zachodzących w macierzystym masywie. W ten sposób skały są również dość często niszczone. Głównymi czynnikami w chemicznym tworzeniu skorupy wietrzenia są:
- silne kwasy organiczne;
- woda;
- siarkowodór;
- kwas węglowy;
- tlen;
- amoniak;
- aktywność biologiczna mikroorganizmów.
W grubości skały macierzystej mogą zachodzić procesy ługowania, utleniania, rozpuszczania, hydrolizy itp., prowadzące do naruszenia jej struktury.
Biologiczne wietrzenie
Ten rodzaj niszczenia to połączenie procesów fizycznych i chemicznych. Na przykład korzenie drzew i krzewów mogą wrosnąć w skałę macierzystą, aby uzyskać wodę i składniki odżywcze. W miarę rozwoju coraz bardziej dzielą tablicę. Zwierzęta robią to samo, kiedy chowają nory. Oczywiście jeden susły lub np. dąb nie może zniszczyć całej skały. Ale w wynikowymze względu na ich żywotną aktywność wnęka otrzyma następnie wodę. W rezultacie powstaje skorupa wietrzenia. Zniszczenie skały macierzystej w tym przypadku może nastąpić zarówno pod wpływem czynników fizycznych, jak i reakcji chemicznych.
Budynek
Kora wietrzenia to układ znajdujący się bezpośrednio pod glebą. Różni się od tych ostatnich przede wszystkim tym, że nie podlega procesom tworzenia próchnicy. Struktura wietrzenia w większości przypadków nie jest zbyt skomplikowana. Przy wystarczająco długich procesach transformacji wyróżnia się w nim jasno określone horyzonty. Na przykład warstwy w eluvium od dołu do góry można ułożyć w następujący sposób:
- kamień kruszony lub klastyk - lekko zmieniony, lekko spękany, granit;
- wodniste - zwykle szare, łatwe do złamania rękami;
- kaolin - masa gliny mineralnej z wydzielonymi obszarami luźnego materiału żwirowego.
Ta struktura wietrzenia skorupy jest zwykle obserwowana na obszarach granitowych.
Etapy rozwoju
Najbardziej sprzyjające warunki do powstania eluvium to wyrównana rzeźba terenu i gorący klimat. Istnieją cztery etapy rozwoju skorupy wietrzenia:
- z przewagą wietrzenia fizycznego;
- usuwanie łatwo rozpuszczalnych pierwiastków - siarki, chloru, wapna;
- tworzenie kaolinów z usuwaniem wapnia, potasu i magnezu;
- tworzenie laterytów.
Laterytowa skorupa wietrzeniana skałach wzbogaconych tytanem, żelazem i aluminium dobrze rozwija się w warunkach tropikalnych.
Rodzaje według miejsca i warunków kształcenia
Zwietrzałe skorupy mogą oczywiście różnić się nie tylko sposobem formowania. Również takie tablice są klasyfikowane według składu. Pod tym względem wyróżnia się następujące rodzaje skorupy wietrzenia:
- skaliste - powstałe głównie w górach;
- klastyczne - również najczęściej formowane na terenach górskich, reprezentowane przez niezaokrąglone rumowiska;
- drobnoziemny węglan - powstały na skałach magmowych lub glinopodobnych glinach (Armenia, Krym, Mongolia);
- drobnoziarnisty siallit - skorupy z kompleksem materiałów siallitowych (północnorosyjska równina);
- glina - powstaje głównie w klimacie suchym;
- żelaziste gliniaste - powstałe w strefach tropikalnych i subtropikalnych;
- ferrytyczne;
- boksyt - zawierający dużą ilość wodorotlenku glinu.
Gatunki morfogenetyczne
W związku z tym rozróżnia się następujące rodzaje skorupy wietrzenia:
- areal;
- liniowy.
Pierwszy typ formacji obejmuje bardzo duże obszary kilkuset tysięcy kilometrów kwadratowych. W tym przypadku wzdłuż stref osłabionych tektonicznie rozwijają się liniowe skorupy wietrzenia. W związku z tym tworzą tylko niewielkie strefy lokalne zgodnie z strajkiem obszarów o różnej aktywności.
Rozcięcie reliefu może znacznie utrudnić tworzenie się skorupyzwietrzenie. Wypiętrzenie miejsc często przekracza tempo powstawania eluwium. W rezultacie wietrzejąca skorupa ulega denudacji, aż do całkowitego uformowania. W tym przypadku do zbiorników odpływowych odprowadzane są ogromne masy grubo rozproszonego materiału. Na przykład r. Ob corocznie uzupełnia ocean o 394 km3 różne rodzaje skał.
Jaka może być moc
Tworzenie wietrzejącej skorupy na Ziemi trwa od wielu tysięcy lat. Oczywiście w różnych miejscach na planecie takie procesy nie zachodziły w tych samych odstępach czasu. Skały powstałe na etapie formowania się planety były niszczone dłużej, te powstałe w późniejszych okresach – krócej. Dlatego wszystkie wietrzejące skorupy na ziemi można warunkowo podzielić na współczesne i starożytne.
Pierwszy typ eluvium zwykle nie ma zbyt dużej mocy. Takie wietrzejące skorupy nie uformowały się jeszcze w pełni i często nie mają nawet wyraźnych horyzontów. Starożytne eluwium zwykle tworzą bardzo grube masywy z wyraźnym uwarstwieniem.
W różnych miejscach na planecie, w zależności od czasu formowania, wietrzejąca skorupa może mieć grubość od kilku do kilkuset metrów. W większości przypadków miąższość warstwy podglebia eluwialnego wynosi 30–40 m. Skorupa wietrzenia jest najgrubsza w regionach tropikalnych i subtropikalnych. Najcieńsze wypływy zwykle obserwuje się na pustyniach i stepach.
Starożytne wietrzejące skorupy z kolei dzielą się na:
- Prekambryjczyk;
- Górny paliozoik;
- Triass-Juras;
- Kredowy-paleogen;
- Pleothin-czwartorzędowe.
Takie skorupy, już po uformowaniu, były często poddawane wielokrotnym procesom wybielania: szamotowi, kaolinizacji, pirytyzacji, glejizacji, karbonatyzacji, zasoleniu itp. Obecnie takie wypływy na ziemi są bardzo dobrze zachowane, głównie tam, gdzie młodsze te leżą nad nimi skały, które chronią je przed zniszczeniem.
Podwodne wietrzenie
Produkty niszczenia skał mogą oczywiście gromadzić się i tworzyć całe masy geologiczne nie tylko na powierzchni lądu. Skorupa wietrzenia występuje również na dnie mórz i oceanów. W tym przypadku niszczenie skały (halmiroliza) następuje głównie pod wpływem:
- zmineralizowana woda morska;
- wahania temperatury wody;
- ciśnienie;
- zmiany w reżimie gazowym itp.
Opady atmosferyczne gromadzą się na dnie mórz i zbiorników zwykle szybciej niż na lądzie. Czasami podczas halmyrolizy powstają podwodne twarde skorupy o różnym składzie: wapienne, żelazowo-manganowe, dolomitowe itp. Grubość takich warstw zwykle nie przekracza 1 m.
Jakie minerały mogą wystąpić
Badanie wietrzenia skorupy ma wartość nie tylko teoretyczną (przywrócenie ustawienia paleogeograficznego z okresu powstawania), ale także praktyczną. Faktem jest, że takie formacje geologiczne są często bogate w różne cenne minerały:
- żelazkoruda;
- boksyty;
- mangan;
- rudy niklu;
- kob alty itp.
W starożytnych wietrzejących skorupach, w niektórych przypadkach, różne rodzaje metali mogą gromadzić się w oddzielnych obszarach w ilościach większych niż nawet w skale macierzystej. Na przykład w ten sposób powstało wiele złóż, które są obecnie zagospodarowane przemysłowo na Uralu.
Również cenne z punktu widzenia gospodarczego wykorzystania człowieka mogą być różne gliniaste formacje wietrzejącej skorupy. Taki materiał jest stosowany jako surowiec ceramiczny lub ogniotrwały, wyróżnia się bieleniem i innymi cennymi właściwościami. Oczywiście najbogatsze w różnego rodzaju minerały są starożytne skorupy.
Złoża aluwialne
Zwietrzałe skorupy są więc formacjami, które mają w naszych czasach duże znaczenie gospodarcze w zakresie wydobycia metali i gliny. Ponadto w takich warstwach często występują rozproszone złoża złota, platyny, srebra, diamentów itp. o dużej powierzchni. Na takich obszarach prowadzone jest wydobycie kamieni szlachetnych i metali szlachetnych, w tym w sposób przemysłowy. Takie osady można znaleźć zarówno w starożytnych, jak i współczesnych skorupach wietrzeniowych. Złoto, diamenty lub platyna w tym przypadku są po prostu przenoszone przez przepływy wody z grubości zapadającej się skały macierzystej i gromadzą się na przykład na płyciznach lub zakolach rzek.
Co to jest iluzja
Zazwyczaj szczekaćgeolodzy wietrzenia nazywają eluvium. Istnieje jednak inny typ masywów, utworzonych przez fragmenty nie macierzystej skały w tym konkretnym obszarze, ale przywiezione z zewnątrz. Takie wietrzejące skorupy nazywane są infiltracją. Ich skład może się różnić. Na przykład wyróżnia się iluzje węglanowe, siarczanowe, solne i krzemionkowe. Oczywiście dość często tworzą się różnego rodzaju osady w wietrzejących skorupach tego typu.
