Выветривание

Определение дано выше. Выветривание горных пород - сложный процесс, в котором выделяется несколько форм его проявления. 1-я форма - механическое дробление горных пород и минералов без существенного изменения их химических свойств - называется механическим или физическим выветриванием . 2-я форма - химическое изменение вещества, приводящее к превращению исходных минералов в новые - называется химическим выветриванием . 3-я форма - органическое (биологохимическое) выветривание: минералы и горные породы физически и главным образом химически изменяются под воздействием жизнедеятельности организмов и органического вещества, образующегося при их разложении.

Механическое (физическое) выветривание.

Породы распадаются на обломки и превращаются в глыбы, дресву и песок. При этом состав конечных продуктов разрушения целиком зависит от структуры, текстуры и минерального состава горных пород, подвергшихся разрушению.

Важнейшим фактором механического выветривания является инсоляция, то есть нагревание поверхности горных пород солнечными лучами. Возникающее вследствие попеременного нагрева и остывания периодическое изменение объема породы вызывает ее растрескивание, нарушение связи между минералами, а также и внутри минералов. Образование и рост трещин, раскалывающих породу на куски, идет тем интенсивнее, чем больше суточная амплитуда колебаний температуры, достигающая особенно больших величин (> 40 o C) в субтропических пустынях и высокогорных областях. Образование трещин в горных породах в значительной мере зависит от их свойств - слоистости, сланцеватости, наличия спайности у минералов. Механическому разрушению способствует и так называемая первичная отдельность магматических пород, т.е. система взаимопересекающихся трещин, возникающих в породе задолго до начала ее выветривания вследствие уменьшения объема при остывании магматического тела или при воздействии тектонических сил. Первичная отдельность может быть выражена лишь невидимыми простым глазом трещинами, но при выветривании эти трещины легко расширяются и способствую разрушению породы, обусловливая характерные формы образующихся обломков в виде столбов, матрацев и т.д.

Породы с массивной текстурой, прогреваясь и остывая за день лишь на определенную небольшую глубину, начинают растрескиваться и отслаиваться по кривым поверхностям, параллельным неровным поверхностям выхода горных пород (чешуйчатая отдельность). Такой процесс называется десквамацией или чешуением.

Породы со слоистой или сланцеватой текстурой под влиянием инсоляции распадаются по плоскостям на плитки, расслаиваются, разлистовываются. Слоистая толща осадочных пород, например, песчаников, имеющих различную степень цементации, выветривается неоднородно. Одни слои легко распадаются на мелкий щебень, дресву и песок, другие долго сохраняют свою монолитность. Плотные, трудно выветриваемые породы сохраняются в виде выступов, легко выветриваемые осыпаются и на их месте образуются впадины. В результате возникает очень характерная скульптура выхода пород, называемая формами выветривания. Такими формами выветривания являются различные выступы, карнизы, столбы, останцы причудливой формы и др.

Интенсивность и характер механического выветривания зависят не только от температурного режима и других элементов климата, но и от конкретного минерального сложения породы, от ее теплоемкости и теплопроводности. Быстрее разрушаются темноокрашенные породы и минералы, а также крупнокристаллические полиминеральные породы с большим различием коэффициентов расширения составляющих их минералов.

Механическое разрушение горных пород особенно интенсивно в областях, где суточная температура, отрицательная или положительная, колеблется вокруг нуля (высокогорья, приполярные области). Особое значение получает периодически замерзающая вода, проникающая в трещины.

Как известно, при замерзании вода расширяется на 1/11 своего объёма. Поэтому образовавшийся лёд давит на стенки трещин с силой 890 кг/см 2 , разрывая даже очень твёрдые породы. Эта форма разрушения горных пород называется морозным выветриванием.

Таким образом, физическое выветривание преобладает в условиях сухого континентального климата (пустыни) с резкими суточными изменениями температуры, проявляясь в форме инсоляции и особенно широко развито в высокогорных и субполярных областях в виде морозного выветривания.

В результате физического выветривания образуются особые формы ландшафта. Если выветривание происходит в горных областях, где имеются плоские горизонтальные поверхности, то продукты выветривания накапливаются на них в виде глыб и дресвяного материала. В результате создаются элювиальные россыпи. Элювий (лат. "элюо" - вымывать) - это осадок, не подвергшийся переносу, то есть накапливающийся в результате разрушения породы на месте.

Типичные области физического выветривания - каменистые пустыни, или, как их называют в Сахаре, гаммады. Это области горизонтально лежащих пластов, образующих террасовидные поверхности с вертикальными уступами между ними. На краю уступов пласты расчленяются на останцы конусовидной формы. Понижения между останцами покрыты россыпями каменных глыб и щебнем. Более мелкий материал уносится ветром.

В процессе физического выветривания из массивных пород высвобождаются многие стойкие минералы, являющиеся полезными ископаемыми (Au, Pt, касситерит, шеелит, алмазы) и образуют россыпные месторождения.

Химическое выветривание.

Наиболее активные агенты: О 2 , СО 2 и вода, а при органическом выветривании и органические кислоты. Особенно велика в этом отншении роль воды, несущей в себе растворы солей и газов. Химическое выветривание может быть выражено несколькими типами, главные из которых: растворение, окисление, восстановление, карбонатизация.

Растворение происходит под действием воды, стекающей по поверхности выхода горной породы или просачивающейся через её трещины и поры. При этом она избирательно выносит (выщелачивает) из породы только некоторые вещества. Сильнее всего растворяются хлориды (галит, сильвин), далее сульфаты (гипс), карбонаты (известняки, доломиты). В зависимости от величины частиц, на которые распалось вещество горной породы, различают 2 типа растворов: истинные (кристаллоидные) и коллоидные.

В первом типе раствора вещество распадается до молекул и ионов. В таком растворе молекулы или ионы растворённого вещества обладают такой же подвижностью, что и молекулы растворителя - воды, что обеспечивает равномерное распределение вещества во всей массе растворителя (диффузию). Особенностью данного типа растворов является то, что при определённом насыщении растворённое вещество выпадает из них в осадок в твёрдом кристаллическом состоянии, т.е. превращается в минерал. Во втором типе раствора (греч. "колля" - клей) вещество распадается лишь до частиц, превышающих размеры молекул. Эти частицы представляют собой сочетание многих молекул или мелкие обломки кристаллических решёток минералов размером 0,001-0,2 мкм. Коллоиды могут быть жидкие, вязкие и студнеобразные. Коллоиды способны свёртываться (коагулировать) под влиянием электролитов - водных кристаллоидных растворов, распадающихся на ионы и способных поэтому проводить электрический ток. Свойствами электролитов обладают растворы NaCl, HCl, H 2 SO 4 , HNO 3 , KOH, NaOH, медного и железного купороса, соды, поташа и др.

Под влиянием электролитов частицы коллоида слипаются в хлопья и комочки, которые начинают осаждаться, образуя гель - вещество, имеющее свойства твёрдого тела. Образование коллоидных растворов зависит от сложного сочетания физико-химических факторов и подчиняется иным закономерностям, нежели обычное растворение. Именно в форме коллоидных растворов выносится огромное количество продуктов химического выветривания, способствуя тем самым разложению минералов. Учитывая это можно сказать, что абсолютно нерастворимых веществ в природе вообще нет и что процесс растворения в той или иной форме участвует в выветривании любых минералов и горных пород.

При активном участии растворения идёт гидролиз - разложение минералов с выносом части образующихся продуктов и сопровождающийся гидратацией.

Пример разложения полевых шпатов:

Полевые шпаты промежуточные минералы каолинит

K, Na (гидрослюды, гидрохлориты) Al 4 (OH) 8

(катионы K, Na, Ca при взаимодействии с СО 2 превращаются в карбонаты и уносятся или остаются на месте; каркасная структура переходит в слоевую; кремнезём частично выносится в растворе, частично переходит в коллоид и выпадает в виде геля SiO 2 - опала, частично остаётся в каолините)

При выветривании в тропических условиях иногда нарушается связь между Al и Si и образуются минералы бокситов Al 2 O 3 . nH 2 O и опал.

Глины, образующиеся при выветривании породы, одевают её слоем, предохраняющим от дальнейшего выветривания и представляющим собой кору выветривания. Кора выветривания - совокупность остаточных продуктов выветривания - различных элювиальных образований, развитых на материнских породах.

Характер кор выветривания и их мощность связаны с климатическими условиями, количеством осадков, поступление органического вещества. Важное значение имеет рельеф и интенсивность восходящих тектонических движений, а также состав горной породы, подвергшейся выветриванию. Наиболее благоприятными условиями для формирования кор выветривания являются выровненный рельеф и сочетание высокой температуры, большой влажности и большого количества органических веществ. В условиях жаркого климата возникает латеритная кора выветривания. Глубже расположен каолинитовый горизонт, ещё ниже - гидрослюдисто-монтмориллонитово-бейделлитовый горизонт. В таёжно-подзолистой зоне умеренного климата мощность коры выветривания значительно меньше и отсутствует латеритный горизонт. В области сухих степей мощность коры ещё меньше и отсутствуют латеритный и каолинитовый горизонты.

Окисление и гидратация. Окислению подвержены в первую очередь минералы, содержащие Fe, S, V, Mn, Ni, Co и др. Факторами окисления являются кислород воздуха и вода. В присутствии влаги закиси металлов, входящие в состав минералов, легко переходят в окиси, сульфиды - в сульфаты. Во влажном климате образуются богатые водой гидраты окислов железа.

FeS 2 + nO 2 + mH 2 O FeSO 4 Fe 2 (SO 4) 3 Fe 2 O 3 . nH 2 O

пирит лимонит

Гидратация - поглощение минералами воды.

CaSO 4 + 2H 2 O = CaSO 4 . 2H 2 O

ангидрит гипс

Fe 2 O 3 + nH 2 O Fe 2 O 3 . nH 2 O

гематит лимонит

В жарком климате в результате интенсивного прогревания солнечными лучами и испарения влаги вода легко отнимается от окислов Fe. При окислении железа, содержащегося в горной породе, здесь образуются бедные водой или лишённые воды минералы группы гематита (Fe 2 O 3), имеющие красную окраску. Поэтому почвы коры выветривания тропической области характеризуются красной окраской и способны быстро твердеть при высыхании. Такие образования называются латеритами (лат. "латер" - кирпич). В латеритах присутствуют глинозём Al 2 O 3 и гидроокислы железа.

Карбонатизация представляет собой процесс присоединения углекислоты к продуктам изменения горных пород, приводящий к образованию карбонатов Ca, Fe, Mg и др. Подавляющее большинство карбонатов довольно хорошо растовримы в воде и поэтому выносятся ею из формирующейся коры выветривания в подстилающие породы, где часто из них отлагается, образуя стяжения (конкреции). Много карбонатов выносится в грунтовые воды, обусловливая их жёсткость, т.е. неспособность смывать жиры и давать пену в соединении с жиром.

Восстановление является процессом, обратным окислению и заключается в потере веществом части или всего содержащегося в нём химически связанного кислорода. В условиях поверхности суши свободный кислород, содержащийся в атмосфере и водных растворах, обычно приводит к окислению продуктов выветривания и восстановление при этом не может проявляться. Оно участвует в выветривании там, где нет свободного кислорода. В условиях болот все поры пород и покрывающей их рыхлой коры выветривания заполнены водой, в которую за счёт отмирания болотнй растительности поступает много органических веществ. Все они являются сильными восстановителями, так как легко соединяются с кислородом при своём разложении. При этом не только используется весь растворённый в воде кислород, но и отнимается часть его, химически связанная в минералах породы. В результате этого окись железа Fe 2 O 3 переходит в закись FeO, гидраты которой имеют зеленоватый цвет. Возникает серо-зелёная или сизая глинистая масса, подстилающая обычно торфяники и называемая в почвоведении глеем. Процесс его образования называется оглеением. Наряду с этим при выветривании в восстановительной среде может происходить и образование ряда минералов, бедных или лишённых О 2 и обычно отсутствующих в коре выветривания (пирит и др.).

В результате химического выветривания образуются такие ценные полезные ископаемые, как каолин, бокситы, некоторые железные руды.

Органическое выветривание.

Разрушение горных пород организмами осуществляется физическим или химическим путём. Простейшие растения - лишайники - способны селиться на любой горной породе и извлекать из неё питательные вещества с помощью выделяемых им органических кислот; это подтверждается опытами посадки лишайников на гладкое стекло. Через некоторое время на стекле появлялось помутнение, свидетельствующее о частичном его растворении. Простейшие растения подготавливают почву для жизни на поверхности горных пород более высокоорганизованных растений.

Древесная растительность иногда появляется и на поверхнсти горных пород, не имеющей рыхлого почвенного покрова. Корни растений используют при этом трещины в породе, постепенно их расширяя. Они способны разорвать даже очень плотную породу, так как тургор, или давление, развиваемое в клетках ткани корней, достигает 60-100 атм. Значительную роль в разрушении земной коры в её верхней части играют земляные черви, муравьи и термиты, проделывающие многочисленные подземные ходы, способствуя проникновению вглубь почвы воздуха, содержащего влагу и СО 2 - мощные факторы химического выветривания.

Почвообразование.

Это сложный процесс преобразования горной породы в почву под влиянием органических веществ из отмирающих наземных растений, образующихся при участии микроорганизмов (бактерии, грибы). Почва почти сплошным покровом облекает сушу. Растительные вещества привносят в почву такие элементы, как С, Н 2 , О 2 . Наиболее распространена в растительной массе клетчатка (С 6 Н 6 О 5), а также азотистые соединения, содержащие азот, серу, фосфор, железо, жиры, белки, органические кислоты, спирты. Преобразование органических веществ в почве происходит в зависимости от доступа к нему кислорода в форме тления (свободный доступ О 2 и полное сгорание органического вещества). гниения (без доступа О 2) и перегнивания (промежуточный тип разложения логанического вещества при недостаточном доступе О 2). Перегнивание ведёт к образованию перегноя или гумуса (лат. "гумус" - земля). Гумус - сложное вещество, представляющее собой смесь органических соединений, среди которых преобладают гуминовые кислоты.

Гумус образуется при участии микроорганизмов и состав его несколько различен в зависимости от климатических условий. Зависимость эта заключается в следующем. Гуминовые кислоты являются химически активными веществами, играющими главную роль в процессе химического выветривания минералов почвы. При этом образуются их соединения с отщепляемыми от минералов щелочными и щелочноземельными металлами, железом и др., так называемые гуматы. В виде коллоидных растворов они вместе с обычными продуктами выветривания выщелачиваются из верхней части почвы просачивающейся через неё дождевой и снеговой водой и часть их вновь осаждается в нижних горизонтах почвы. В связи с этим почву можно разделить на 2 горизонта: верхний - элювиальный, или горизонт вымывания (А) и нижний - иллювиальный, или горизонт вмывания (В).

Во влажном климате, где через почву просачивается много воды, а возникающий гумус имеет особенно резко кислотные свойства, указанный процесс идёт наиболее интенсивно. В сухом климате, где воды мало, а гумус менее кислый, процесс протекает значительно слабее. Отсюда разная мощность, состав и строение почв.

Характер материнской породы также влияет на облик почвы, но в гораздо меньшей степени. Поэтому в одной и той же климатической зоне почвы, развитые даже на таких резко различных породах, как, например, гранит и суглинок, похожи друг на друга. Наоборот, в разных климатических зонах почвы даже на одинаковых породах различны.

Выше были рассмотрены эндогенные процессы, обусловленные внутренними силами Земли и некоторые созданные ими формы рель­ефа. Однако в «чистом», первозданном виде эндогенные формы встречаются редко. Начиная с момента зарождения и в процессе развития, они постоянно подвергаются воздействию экзогенных процессов, источником энергии которых является энергия, получа­емая нашей планетой извне, главным образом от Солнца. Несмотря на ведущую рельефообразующую роль эндогенных процессов, со­здающих различного рода неровности на поверхности Земли и на­правляющих деятельность экзогенных процессов, роль последних в рельефообразовании огромна и соизмерима с ролью эндогенных процессов. Тот сложный и многообразный рельеф, который наблю­дается на поверхности Земли, есть функция взаимодействия эндо­генных и экзогенных процессов. Что касается форм микро- и мезо­рельефа, а в ряде случаев и макрорельефа, с которыми чаще всего приходится иметь дело в повседневной практике, то в подавляющем большинстве они являются результатом деятельности экзогенных сил. Отсюда становится понятной важность познания закономерно­стей экзогенного рельефообразования, конкретных форм и комплек­сов форм рельефа, "создаваемых, различными экзогенными аген­тами.

В главе «Рельеф и климат» говорилось о том, что от климата зависят «набор» и степень интенсивности действующих экзогенных сил, что в разных климатических условиях возникают разные фор­мы и комплексы форм рельефа, что экзогенный рельеф подчиня­ется широтной географической зональности и высотной поясности. Короче говоря, экзогенный рельеф может дать значительную ин­формацию об условиях, в которых он образовался. Это свойство экзогенного рельефа может быть широко использовано и использу­ется при палеогеографичсских реконструкциях. Фактический материал для таких реконструкции дают реликтовые формы рельефа.

Экзогенные процессы рельефообразования заслуживают большо­го внимания еще и потому, что они характеризуются высокими скоростями: мы видим, как на наших глазах растут овраги, как из­меняется облик речных долин после паводков или прохождения по ним солей, как отступают морские берега в одних местах и наращи­ваются в других, как меняется облик рельефа под влиянием хозяй­ственной деятельности человека. Все это заставляет, во-первых, учитывать деятельность экзогенных процессов в практике повседневной жизни и, во-вторых, тщательно изучать закономерности экзогенного рельефообразования.

Суммарный эффект деятельности экзогенных агентов заключа­ется в перемещении вещества с более высоких гипсометрических уровней на более низкие, хотя имеются и отклонения от этого пра­вила. Перемещение вещества происходит при непременном участии силы тяжести, которая оказывает либо прямое влияние на него (в случае обвалов, осыпей, оползней и т. д.), либо опосредствован­ное, через деятельность текучих вод, ветра, ледников и т. д. Участие в каждом экзогенном процессе силы тяжести, фактора, по своему существу эндогенного, делает деление рельефообразующих процес­сов на эндогенные и экзогенные до некоторой степени условным и еще более подчеркивает взаимосвязь и взаимообусловленность эн­догенного и экзогенного рельефообразования.

Выветривание. Каждый рельефообразующий процесс-это прежде всего процесс динамики вещества, слагающего литосферу Земли. Но в отличие от эндогенных факторов способных перемещать целые блоки земной коры, экзогенные факторы осуществляют этот процесс при непре­менном условии дезинтеграции горных пород. Поэтому, по сущест­ву, начальным этапом любого экзогенного процесса является подго­товка горной породы к дезинтеграции, измельчению. Совокупность процессов, осуществляющих дезинтеграцию горных пород, называют выветриванием.

В зависимости от факторов, воздействующих на горные породы, и результатов воздействия процессы выветривания подразделяются на два типа-физическое и химическое выветривание. Оба типа выветривания тесно связаны друг с другом, действуют совместно, и только интенсивность проявления каждого из них, обусловленная целым рядом факторов (климатом, составом пород, рельефом и т. д.), в разных местах неодинакова.

Иногда выделяют еще один тип выветривания-органогенное, связанное с воздействием на горные породы растительных и живот­ных организмов. Однако выделять органогенное выветривание в самостоятельный тип, по-видимому, нет необходимости, так как воз­действие организмов на горные породы всегда можно свести к про­цессам физического или химического выветривания.

Физическое выветривание. Физическим выветриванием называется дезинтеграция горной породы, не сопровождающаяся химическими изменениями ее состава. В зависимости от главного действующего фактора и характера разрушения горных пород физическое выветривание делят на тем­пературное и механическое.

Температурное выветривание происходит без участия внешнего механического воздействия и вызывается изменением температуры. Интенсивность температурного выветривания зависит от состава породы, ее строения (текстуры и структуры), а также от окраски, трещиноватости и ряда других факторов.

Большое значение при температурном выветривании имеют ам­плитуда и особенно скорость изменения температуры. Поэтому су­точные колебания температуры при выветривании играют большее значение, нежели сезонные.

Температурное выветривание наблюдается во всех климатиче­ских зонах, но наиболее интенсивно оно протекает в областях, ха­рактеризующихся резкими контрастами температур, сухостью воз­духа, отсутствием или слабым развитием растительного покрова. Такими областями являются прежде всего тропические и внетропические пустыни. Интенсивно температурное выветривание протекает также на крутых склонах высоких гор.

Механическое выветривание происходит под воздействием таких факторов, как замерзание воды в трещинах и порах горных пород, кристаллизация солей при испарении воды. Как видно из сказанно­го, оно тесно связано с температурным выветриванием.

Особенно сильный и быстрый механический разрушитель горных пород-вода. При ее замерзании в трещинах и порах горных по­род возникает огромное давление, в результате которого порода рас­падается на обломки. Это явление часто называют морозным вы­ветриванием. Предпосылками морозного выветривания служат трещиноватость горных пород, наличие воды и соответствующие темпе­ратурные условия.

Следует отметить, что интенсивность морозного выветривания определяется не амплитудой, а частотой колебания температуры около точки замерзания воды, т. е. около 0°. Вследствие этого наиболее интенсивно морозное выветривание происходит н поляр­ных странах, а также в горных районах, преимущественно выше снеговой границы.

Раздробляющее действие кристаллизующихся солей заметнее наблюдается в условиях жаркого, сухого климата. Здесь днем при сильном нагревании солнцем влага, находящаяся в капиллярных трещинах, подтягивается к поверхности, и соли, содержащиеся в ней. кристаллизуются. Под давлением растущих кристаллов тре­щины расширяются, что приводит в конечном счете к нарушению монолитности горных пород, к их разрушению.

Разрушению горных пород способствуют намокание и высыха­ние (этот фактор особенно важен для глин, суглинков, мергелей), а также физическое воздействие организмов (корней растений, землероев, камнеточцев).

В результате физического выветривания компактные породы распадаются на остроугольные обломки различной формы, величи­ны, т. е. образуется материал, из которого формируются осадочные обломочные породы – глыбы, щебень, дресва.

По мере дробления горных пород интенсивность физического вы­ветривания ослабевает н создаются все более благоприятные ус­ловия для химического выветривания.

Химическое выветривание. Химическое выветривание есть результат взаимодействия горных пород наружной части литосферы с химически активными элемен­тами атмосферы, гидросферы н биосферы. Наибольшей химической активностью обладают, как известно, кислород, углекислый газ, во­да, органические кислоты. С воздействием этих веществ на горные породы и связано в основном химическое выветривание, сущность которого заключается в коренном изменении минералов н горных пород и образовании новых минералов и пород, отличных от перво­начальных. Изменение исходных минералов и горных пород, их раз­рушение и разрыхление (наблюдаемое, правда, не всегда) происхо­дит в результате растворения, гидратации, окисления и гидролиза.

Химическое выветривание наблюдается повсеместно. Однако наиболее интенсивно оно протекает в областях с влажным клима­том и хорошо развитым растительным покровом. Интенсивность процесса резко возрастает с повышением температуры. Поэтому химическое выветривание достигает максимальной интенсивности в зоне влажных тропических лесов. Оно резко замедляется в поляр­ных областях, где средняя температура года ниже 0°. Ослаблено химическое выветривание в аридных тропических и субтропических областях вследствие малого количества осадков и на крутых склонах гор из-за быстрого удаления продуктов выветривания.

В результате химического выветривания образуются раствори­мые и тонкодисперсные продукты выветривания, обладающие по­вышенной миграционной способностью.

Коры выветривания. Продукты выветривания в одних случаях могут быстро удалять­ся с поверхности породы по мере их образования, в других--на­капливаться на поверхности, в третьих-уже накопившиеся продук­ты выветривания могут быть удалены па последующей стадии раз­вития территории.

Совокупность остаточных (несмещенных) продуктов выветрива­ния называют корой выветривания. Существует целый ряд класси­фикаций кор выветривания. Большинство авторов выделяют следующие типы кор: а) обломочная, состоящая из химически неизменен­ных или слабо измененных обломков исходной породы; б) гидрослюдистая кора, характеризующаяся слабыми химически­ми изменениями коренной породы, но уже содержащая глинистые минералы-гидрослюды, образующиеся за счет изменений полевых шпатов и слюд: в) монтмориллонитовая кора, отличающаяся глубо­кими химическими изменениями первичных минералов, главный гли­нистый минерал-монтмориллонит; г) каолинитовая кора; д) красноземная и е) латеритная. Последние два типа коры представляют собой результат длительного и интенсивного выветривания с полным изменением первичного состава исходных пород.

Каждый из выделенных выше типов кор выветривания имеет зо­нальный характер. Обломочные коры преобладают в полярных и вы­сокогорных областях, а также в каменистых пустынях низких ши­рот. Гидрослюдистые коры характерны для холодных и умеренных областей с вечной мерзлотой. Монтмориллонитовая кора образуется в степных и полупустынных областях, каолинитовая и красно­земная наиболее характерны для субтропиков и, наконец, лате­ритная кора формируется при наиболее активном химическом вы­ветривании в условиях жаркого и влажного экваториального климата.

Изложенное выше дает возможность перейти к оценке роли вы­ветривания в рельефообразовании.

Само выветривание не образует каких-либо специфических форм рельефа. Однако, будучи самым постоянным и мощным фактором дезинтеграции горных пород, выветривание готовит рыхлый мате­риал, который становится доступным для перемещения другими эк­зогенными агентами, или перемещается на более низкие гипсомет­рические уровни под непосредственным воздействием силы тяжести. Именно в этом аспекте роль выветривания как фактора рельефообразования огромна.

В некоторых случаях в процессе выветривания происходит не разрыхление, а цементация рыхлых пород. Так, в условиях жарко­го и сухого климата наблюдается цементация рыхлых поверхност­ных образований углекислой известью, гипсом или поваренной солью. В областях с несколько большим количеством осадков пре­обладает известковый цемент, с увеличением аридности климата углекислая известь заменяется гипсом. Мощность известково-гипсо­вых кор достигает 2 м.

Еще более мощные коры образуются в условиях тропического климата с четко выраженными сухим и влажным сезонами года. Здесь коры образуются за счет цементации окислами железа, ре­же - алюминия. Подобные коры выполняют роль бронирующего пласта, предохраняя нижележащие рыхлые образования от эрозии и дефляции. В ряде случаев наличие мощных железистых кор спо­собствует формированию инверсионных форм рельефа.

Неперемещенные, остаточные коры выветривания могут «фикси­ровать» ранее сформированные выровненные денудационные по­верхности. Изучение этих кор позволяет, во-первых, восстанавливать палеогеографическую обстановку их формирования и, во-вто­рых, определять время «фиксации» денудационного рельефа.

Эффект применения геоморфологических методов для выявления пространственного положения «фиксированных» денудационных поверхностей и условий их образования позволяет широко исполь­зовать эти методы для поиска целого ряда ценных полезных иско­паемых (бокситов, железных, никелевых н кобальтовых руд, россы­пей цветных металлов и т. д.), связанных с корами выветривания.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

МАТЕРИАЛЫ ЛЕКЦИЙ ПО ГЕОМОРФОЛОГИИ

Кафедра геологии и геоморфологии... МАТЕРИАЛЫ ЛЕКЦИЙ ПО ГЕОМОРФОЛОГИИ... Подготовил преподаватель...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Твитнуть

Все темы данного раздела:

ЛЕКЦИЯ 1. ГЕОМОРФОЛОГИЯ КАК НАУКА. ОБЪЕКТ ЕЕ ИЗУЧЕНИЯ. ИСТОРИЯ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ. МЕТОДЫ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
Геоморфология - наука о строении, происхожде­нии, истории развития и современной динамике рельефа земной по­верхности. Следовательно, объектом изучения геоморфологии яв­ляется рельеф,

История возникновения и развития геоморфологической науки
Рельеф земной поверхности-одно из важнейших условий обитания человека, его хозяйственной деятельности. Не­сомненно, что сведения о рельефе накапливались с самых ранних этапов возникновения и развит

Методы геоморфологических исследований
Морфографический метод. Заключается в объективной характеристике рельефа земной поверхности с помощью текстового описания или изображения. Морфометрический метод. Дает количе

Понятия о формах и элементах форм рельефа
Рельеф любого участка земной поверхности слага­ется из чередующихся между собой отдельных форм рельефа, каж­дая из которых состоит из элементов рельефа. По геометрическим признакам выделяютс

Морфография и морфометрия рельефа.
Планетарные, мега- и макроформы рельефа отличаются не только размером площади, которую они занимают. Но и гипсометрией или, применительно к подводным формам, батиметрией (глубиной моря или океана).

ЛЕКЦИЯ 3. ВОЗРАСТ И ГЕНЕЗИС РЕЛЬЕФА. ФАКТОРЫ РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЯ.
Генезис рельефа.Главное исходное положение современной геомор­фологии - представление о том, что рельеф формируется в резуль­тате взаимодействия эндогенных и экзогенных процессо

ЛЕКЦИЯ 4. ЭНДОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ И РЕЛЬЕФ. РЕЛЬЕФООБРАЗУЮЩАЯ РОЛЬ ТЕКТОНИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ.
Эндогенные процессы обусловливают различные типы тектонических движений и связанные с ними деформации земной коры. Они являются причиной землетрясений, эффузивно­го и интрузивного магматазма

ЛЕКЦИЯ 5. МАГМАТИЗМ И РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЕ. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ КАК ФАКТОР ЭНДОГЕННОГО РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЯ
Магматизм играет важную и весьма разнообразную роль в рельефообразовании. Это относится и к интрузивному, и к эффузивному магматизму. Формы рельефа, связанные с интрузивным магматизмом могут быть к

ЛЕКЦИЯ 6. СТРОЕНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ И ПЛАНЕТАРНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА. Внутренние области океанов
При рассмотрении мегарельефа океанов и материков, то есть крупнейших форм рельефа созданных тектоническими процессами, необходимо уделить внимание строению земной коры и ее отдельных элементов.

КОНЦЕПЦИЯ ТЕКТОНИКИ ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ
С самого начала становления научной геологии, с середины XVIII в., ее главной задачей было объяснение причин движений земной коры, изменений ее структуры и явлений магматизма. С этой целью последов

Срединно-океанские хребты
Хотя Срединно-Атлантический хребет был открыт уже в 30-е годы нашего века, лишь в конце 50-х годов установили, что он является лишь одним из звеньев мировой системы срединно-океанских хребтов, прон

Трансформные разломы
Срединно-океанские хребты и в меньшей степени абиссальные равнины расчленены, как правило, перпендикулярно к их простиранию, разломами, получившими в 1965 г. от Дж. Вилсона название трансформных

Абиссальные равнины
Абиссальные равнины по занимаемой ими площади являются преобладающим элементом строения океанского ложа, занимая пространство между срединными хребтами и континентальными подножиями. Они подстилают

Внутриплитные возвышенности и хребты
Кроме срединно-океанских спрединговых хребтов в Мировом океане существует еще большое число крупных подводных возвышенностей и хребтов иного происхождения, разделяющих глубоководные котловины. Эти

Микроконтиненты
Первоначально значительная часть внутренних поднятий океана с толстой корой относилась к категории микроконтинентов, но затем бурение и сейсмические исследования показали, что число настоящих предс

ЛЕКЦИЯ 7. МЕГАРЕЛЬЕФ ОБЛАСТЕЙ ПЕРЕХОДА КОНТИНЕНТ/ОКЕАН.
Переходные между континентами и океанами области имеют особое значение в «тектонической жизни» земной коры и лито­сферы. Здесь накапливается основная масса осадков и вулкани­тов, здесь они подверга

Строение и развитие пассивных окраин
Этот тип континентальных окраин был, по существу, впервые выделен еще Э. Зюссом в 1885 г., указавшим па различие между двумя типами берегов - атлантическим, с несогласным срезани­ем складчатых сист

Активные окраины и их развитие
Активные окраины имеют гораздо более сложное строение и испытывают более сложное развитие, чем пассивные. Их главная особенность - наличие активной наклонной сейсмофокальной зо­ны, с которой связан

ЛЕКЦИЯ 8. МЕГАРЕЛЬЕФ материков.
СКЛАДЧАТЫЕ ПОЯСА КОНТИНЕНТОВ Общая характеристика складчатых поясов.Крупные складчатые пояса, разделяющие и обрамляющие древние платформы с докембрийским (архей, нижний и

ЛЕКЦИЯ 10. СКЛОНЫ, СКЛОНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ И РЕЛЬЕФ СКЛОНОВ
Понятие “склон”. Классификация склонов.Как уже упоминалось, рельеф земной поверхности состоит из соче­тания склонов и субгоризонтальных поверхностей. Согласно С. С. Воскресенскому,

Развитие склонов. Понятие о пенепленах, педиментах, педипленах и поверхностях вырвнивания.
Склоновые процессы ведут к выполаживанию склонов, к сгла­живанию рельефа, к плавным переходам от одних форм или эле­ментов форм рельефа к другим. И если какой-либо участок земной поверхности более

ЛЕКЦИЯ 11. ФЛЮВИАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ФОРМЫ
Поверхностные текучие воды - один из важнейших факторов преобразования рельефа Земли. Совокупность геоморфологических процессов, осуществляемых текучими водами, получила наименование флювиальных

РАБОТА ВРЕМЕННЫХ ВОДОТОКОВ И СОЗДАВАЕМЫЕ ИМИ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА
Исходная форма временно действующих водотоков-эрозион­ная борозда, возникающая на делювиальных склонах при переходе плоскостного смыва в линейный. Глубина борозд от 3 до 30 см, ширина равна

РАБОТА РЕК. РЕЧНЫЕ ДОЛИНЫ
Постоянные водотоки-реки-в процессе своей деятельности вырабатывают линейные отрицательные формы рельефа, называе­мые речными долинами. Основные элементы речной долины - рус­ло, пойма, речны

Пойма. Формирование пойменной долины. Строение и рельеф пойм. Типы пойм
По определению Н. И. Маккавеева, пойма - это приподнятая над меженным уровнем воды в реке часть дна долины, покрытая растительностью и затопляемая половодьем. Пойма образуется почти на всех

Речные террасы
На склонах многих речных долин выше уровня поймы можно наблюдать выровненные площадки различной ширины, отделенные друг от друга то более, то менее четко выраженными в рельефе уступами. Такие ступе

Морфологические и генетические типы речных долин
Морфология речных долин определяется геологическими и фи­зико-географическими условиями местности, псресекаемой рекой, историей развития долины. При интенсивном врезании, обусловленном под

РЕЧНАЯ И ДОЛИННАЯ СЕТЬ. РЕЧНЫЕ БАССЕЙНЫ
Совокупность речных долин в пределах некоторой территории называется речной или долинной сетью. Совокупность водотоков различной величины, изливающих воды одним общим потоком в мо­ре

УСТЬЯ РЕК
Устья крупных рек, впадающих в море, океан или озеро, имеют различный характер. Наиболее типичным устьевым образованием является дельта реки. Дельтой называется аккумулятивная форма, создава

ЛЕКЦИЯ 12. КАРСТ И КАРСТОВЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА.
ПОНЯТИЕ «КАРСТ». УСЛОВИЯ КАРСТООБРАЗОВАНИЯ. ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ КАРСТОВЫХ ОБЛАСТЕЙ Под термином «карст» понимают совокупность специфических форм рельефа и особенностей наземной и

НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ПОВЕРХНОСТНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА КАРСТОВЫХ ОБЛАСТЕЙ
В зависимости от того, выходят ли карстующиеся породы на земную поверхность, или они перекрыты сверху некарстующимися отложениями, различают голый и закрытый (покрытый) карст. Голый к

РЕКИ И ДОЛИНЫ КАРСТОВЫХ ОБЛАСТЕЙ
Среди немногочисленных поверхностных водотоков карстовых областей по гидрологическому режиму и морфологии речных долин И. С. Щукин выделяет пять типов. 1. Эпизодические речки, долины котор

ПЕЩЕРЫ КАРСТОВЫХ ОБЛАСТЕЙ
Пещерами называют разнообразные подземные полости, обра­зующиеся в карстовых областях, и имеющие один или несколько выходов на поверхность. Заложение пещер и их топография пред­определяются

ЗОНАЛЬНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ТИПЫ КАРСТА. ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТРОПИЧЕСКОГО КАРСТА
Карстовый процесс-прежде всего денудационный процесс, поэтому он протекает по-разному в разных климатических зонах. Большая часть приведенного выше материала относится к голому карсту, который наиб

ПСЕВДОКАРСТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ И ФОРМЫ
Наряду с настоящим карстом в некоторых районах приходится встречаться с явлениями и формами, внешне очень похожими на карст, но имеющими в основе другие причины, нежели те, кото­рые ведут к образов

ЛЕКЦИЯ 13. ГЛЯЦИАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ФОРМЫ РЕЛЬЕФА.
Гляциальные рельефообразующие процессы обусловлены деятель­ностью льда. Обязательным условием для развития таких процес­сов является оледенение, т. е. длительное существование масс льда в пределах

УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И ПИТАНИЯ ЛЕДНИКОВ. ТИПЫ ЛЕДНИКОВ
Ледниками называют устойчивые во времени накопления льда на земной поверхности. Они могут возникать только выше снеговой границы, хотя в процессе динамики ледник может спускаться и ниже ее.

РАБОТА ЛЕДНИКА. ФОРМЫ ГОРНО-ЛЕДНИКОВОГО РЕЛЬЕФА
Ледник производит денудационную, транспортирующую и аккумулятивную работы. Разрушение горных пород ледником назы­вается экзарацией. Различают экзарацию абразивную и экзарацию отщепления. Абр

РЕЛЬЕФ ОБЛАСТЕЙ ПЛЕЙСТОЦЕНОВОГО МАТЕРИКОВОГО ОЛЕДЕНЕНИЯ
В течение геологической истории Земли не раз возникали усло­вия, при которых формировались крупнейшие покровы материко­вых льдов, распространявшиеся на многие миллионы квадратных километров.

ЛЕКЦИЯ 14. РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЕ В ОБЛАСТЯХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ.
РАСПРОСТРАНЕНИЕ И СТРОЕНИЕ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ В странах с отрицательными зимними температурами зимой грунт промерзает. Это явление называется сезонной мерзлотой. Однако на Земле н

ЛЕКЦИЯ 15. ФОРМЫ РЕЛЬЕФА АРИДНЫХ СТРАН
Геоморфологические процессы и формы рельефа, связанные с деятельностью ветра, называются эоловыми. Для морфологического проявления эоловых процессов необходимо определенное сочетание физико-географ

Понятие «берег». Волны и волновые течения
Берег-граница суши и моря. Хотя на картах эта граница изображается линией, в действительности следует говорить о бе­реговой зоне, т. е. о более или менее широкой полосе, в пределах которо

Поперечное перемещение наносов
Массы обломочного материала в береговой зоне, перемещаемо­го волнами и прибойным потоком, называются морскими наносами. Представим себе пологий подводный склон, сложенный час­тицами наносов

Пляж и сортировка материала в зоне действия прибойного потока
Скопление наносов в зоне действия прибойного потока называется пляжем. Обычно в соответствии с вышеописан­ными закономерностями пляж сложен более крупными наносами, чем подводный береговой с

Подводные валы и береговые бары
При поперечном перемещении наносов возникают различные подводные и береговые аккумулятивные формы рельефа и прежде всего формируется пляж. Нередко о том, что данный пляж или другая аккумулятивная ф

Продольное перемещение наносов
При подходе волн под косым углом к берегу воз­никает продольное, или вдольбереговое, перемещение наносов. Принципиальная схема этого процесса такова. Пред­ставим себе участок подводного скло

Образование аккумулятивных форм при продольном перемещении наносов
Из сказанного выше очевидно, что максимальная емкость потока наносов достигается при подходе волн к берегу под углом, близким к 45°. Если вследствие изменения контура бе­рега происходит изменение у

Абразия
До сих пор речь шла о транспортирующей и акку­мулятивной деятельности морских волн и прибоя. Но эти же фак­торы нередко вызывают и разрушение берега. Разрушительная работа моря называется абрази

Выравнивание береговой линии
Образование аккумулятивных береговых форм, с одной стороны, и срезание мысов абразией, с другой, ведут к выравниванию береговой линии. Поскольку береговая линия в современную геологическую э

Особенности берегов приливных морей
Наряду с волнением берега подвержены воздейст­вию приливов и отливов, которые нередко играют значительную геоморфологическую роль. Напомним, что приливы и отливы воз­никают в результате прит

Лекция 17. Человек и рельеф. Влияние рельефа на жизнь и хозяйственную деятель­ность человека. Антропогенный фактор рельефообразования.
Человек и рельеф земной поверхности оказывают всестороненнее врздействие друг на друга. Еще с древних времен рельеф определял различные виды деятельности человека, от него зависел характер поселени

Лекция 18. Катастрофические и неблагоприятные геомрфологические процессы. Геоморфологический прогноз
В горных странах экологическая безопасность в основном обусловливается особенностями современного рельефа, интенсивностью экзогенных и эндогенных процессов, климатическими и др

Процесс разрушения и изменения минералов и горных пород, находящихся на земной поверхности и вблизи от нее, который происходит под влиянием солнечных лучей, механического и химического воздействий воздуха и воды, а также благодаря жизнедеятельности растений и животных, называется выветриванием. Продукты разрушения горных пород, перемещаются с возвышенностей в понижения рельефа благодаря силе тяжести, работе воды, ветра и движущихся ледников. Этот процесс перемещения продуктов разрушения называется денудацией.

С денудацией тесно связан процесс аккумуляции, представляющий собой сумму всех процессов накопления осадков в понижениях рельефа.

Благодаря совместному действию процессов выветривания, денудации и аккумуляции в течение длительного времени происходит выравнивание рельефа суши.

Различают три типа выветривания:

Физическое выветривание – это процесс превращения горных пород в обломки различной величины (глыбы, щебень, песок). Он может протекать двумя путями, вследствие чего выделяют два типа физического выветривания: температурное и морозное.

Температурное выветривание характерно для районов с резкими колебаниями суточных температур (например, пустыни или высокогорные районы). Здесь днем поверхность горных пород нагревается до +60…70 0 С, а ночью, благодаря большому излучению, охлаждается до 0 0 С и ниже. Вследствие попеременного нагревания и остывания горных пород на поверхности постоянно изменяется их объем, чему способствует также окраска горных пород, их строение и влажность. Так, например, темноокрашенные породы нагреваются солнечными лучами быстрее светлоокрашенных, а охлаждаются те и другие примерно одинаково. Из-за неравномерных изменений объема различных горных пород, а также слагающих их минералов происходит растрескивание породы. Появившиеся мелкие трещины с течением времени увеличиваются в длину и ширину, и горная порода распадается на отдельные глыбы или более мелкие частицы.

Породы, слагающие горные склоны, обычно по-разному реагируют на процесс температурного выветривания. Поэтому одни участки склонов быстро разрушаются, а другие дольше сопротивляются выветриванию. Более плотные породы образуют выступы, карнизы, столбы, островерхие скалы и др., а на месте легковыветривающихся пород возникают впадины.

Морозное выветривание происходит под действием воды при температурах ниже 0 0 С. Вода проникает в мелкие трещины горных пород и при отрицательной температуре замерзает в них, увеличиваясь при этом в объеме на 10-11 %. Она оказывает на стенки трещин большое давление, трещины постепенно расширяются и даже самые прочные породы со временем распадаются на обломки той или иной величины.

В результате физического выветривания часть продуктов разрушения горных пород не переносится процессами денудации, а остается на месте, образуя скопления обломков горных пород, которые называются элювием. Элювий часто накапливается на плоских или слабовыпуклых участках