Под влиянием внешних факторов первично образовавшиеся камни разрушаются, обретая новые свойства и характеристики. Есть несколько форм агрессивных обстоятельств. Один из типов воздействия на горные породы — химическое выветривание. Примеры и виды преобразившихся минеральных агломератов сведены в таблицу и предлагаются для обозрения.
Определение процесса выветривания камней
Механические, физические разрушения, химические изменения горных пород на земной поверхности, в недрах, на дне водоёмов под воздействием соответствующих факторов называются выветриванием. Это сочетание сложных процессов преобразования минералов, входящих в состав камня, под влиянием атмо-, гидро- и биосферы. Причины, вызывающие изменения, определяются географией региона, его геологическим строением, климатическими условиями, структурой первичной горной породы. Основные факторы влияния на процессы выветривания:
- колебания температуры — сезонные, суточные, включая циклы замораживания;
- химическое, механическое воздействие воды, атмосферных, грунтовых газов: О2, СО2, влажных испарений;
- активность органических образований: макро- и микроорганизмов, флоры и фауны.
Выветривание называют гальмиролизом, если процесс происходит на дне реки, озера, и атмосферным — на суше. Продукты, оставшиеся в горной породе, именуют элювием.
Преобразование минералов разрушением длится веками, распространяется на глубину до 500 м — этот слой называется корой выветривания. Зона современного превращения камня в мягкий грунт — до 2−10 метров.
Элювий представляет собой рыхлые глинистые, обломочные породы разного минерального состава. Схема выветривания является двустадийной: начинается разрушением первичного камня физическими силами, продолжается химическими реакциями, которые происходят на втором этапе преобразований.
Виды ветровых воздействий на минералы
В зависимости от преобладающих факторов, влияющих на разрушение горных пород и процессы преобразования твёрдых камней в рыхлые вещества, существует 4 группы выветривания. Чаще всего в трансформации минералов участвует сразу несколько факторов. Чтобы определить, какой тип разрушения произошёл, нужно знать признаки каждого из видов выветривания:
Взаимодействие организмов с распавшимися каменными частицами — это начало почвообразования. Изменения скоплений выветрелых минералов происходят постоянно, рыхлый грунт переносится водой, ледниками, ветром, накапливается в некоторых местах в больших количествах. Так зарождаются месторождения полезных ископаемых осадочного происхождения.
Химическое разрушение от внешней среды
Этот тип выветривания чаще встречается в тропиках и субтропиках. Обводнённые трещиноватые карбонатные породы — идеальная среда для протекания процессов химического выветривания. Можно перечислить основные типы реакций, происходящих между элементами минералов и активными веществами внешней среды, они следующие:
Выветривание — процесс длительный, измеряется миллионами лет. Сокращению сроков разрушения способствуют антропогенные сбросы агрессивных реагентов в грунт, водоёмы, атмосферу.
Примеры новообразований посредством химии
В результате химического выветривания из твёрдых пород магматического происхождения (гранитов, базальтов, гнейсов) получаются податливые глины. К числу продуктов окисления, гидролиза, миграции разрушенных частиц вещества относятся также карбонаты, фосфориты, цеолиты, гидроксиды железа, марганца. Некоторые примеры превращений твёрдых камней в рыхлые отложения сведены в таблицу преобразований при химическом выветривании.
| Исходный минерал | Воздействие реагентов | Продукт хим. реакции |
| Пирит — железный, серный колчедан. Твёрдость 6−6,5 по шкале Мооса, цвет — светло-латунный. | Окисление кислородом | Лимонит — бурый железняк. Минерал охряно-жёлтого оттенка до чёрного, тв. 1,5−5,5. Способен впитывать воду. |
| Гематит — красная железная руда. Окрашенность до тёмно-вишнёвого тона, тв. — 5,5−6,5. | Гидратация | Лимонит. Описание выше. |
| Ангидрит — сульфат кальция. Цвет от синеватого до белого, по Моосу — 3−3,5: ногтем не царапается. | То же | Гипс — может быть серым, красноватым, розовым, синим, желтоватым, бесцветным. Твёрдость — 1,5−2. |
| Полевые шпаты — силикатные минералы, основа половины горных пород земной коры. Кристаллы бесцветные, розовые или любой окраски, тв. 6 единиц. | Гидролиз | Каолин, каолинит — белая глина, может впитывать воду. Высокая огнеупорность. Ценное полезное ископаемое. Применяется во многих отраслях народного хозяйства. |
Химическое выветривание в известняках, доломитах, кальцитах происходит быстрее, чем в кварцевых песчаниках, а повышение температуры ускоряет процесс разрушения. Благодаря химическому типу выветривания, в недрах находится много месторождений полезных ископаемых. Часть из них разрабатывается, другие пребывают в государственном резерве, третьи пока ещё не разведаны.
