Общая геология - Якушова А.Ф.
ISBN 5—211—00131—1
Скачать (прямая ссылка):
K[AlSi3O8K(K, H3O)Al2(OH)2[AlSi4Oi0] лН20->А14(OH)8[Si4O10I. ортоклаз гидрослюда каолинит
При образовании из полевых шпатов каолинита происходит несколько превращений и реакций: 1. Все катионы К, Na, Ca при взаимодействии с углекислотой образуют истинные растворы карбонатов (CaCO3, Na2CO3, КгС03) и бикарбонатов. В условиях влажного и теплого климата карбонаты выносятся за пределы: места их образования. В условиях сухого климата и недостатка влаги карбонаты остаются на месте, образуя твердую корку, или. выпадают из раствора на некоторой глубине от поверхности. Такой процесс образования карбонатов называется карбонатиза-цией.
2. Каркасная структура полевых шпатов превращается в слоевую, свойственную каолиниту и другим глинистым минералам.
3. Часть растворенного кремнезема выносится водой, что подтверждается наличием в твердом стоке речных вод в среднем около 11 % SiO2. Значительная часть выносимого кремнезема быстро переходит в коллоидальное (греч. «колла»—клей) состояние и выпадает в виде аморфного гидратированного осадка SiO2X ХяН20, который при высыхании и частичной потере воды превращается в опал. Часть SiO2 остается прочно связанной в каолините.
4. Присоединение гидроксильных ионов в каолините. В результате выветривания магматических и метаморфических горных пород, богатых алюмосиликатами (гранитов, гранодиоритов, гнейсов и др.), образуются месторождения каолина. Каолинит в условиях земной поверхности достаточно устойчивый минерал. Но при благоприятных условиях — высокой температуре, большом количестве атмосферных осадков и огромном растительном отпаде — про-
исходит дальнейшее разложение и образуются наиболее устойчивые соединения — гидроокислы алюминия, такие, как гиббсит, или •гидраргиллит, AlO (ОН) з — один из рудоносных минералов основной алюминиевой руды — !боксита. Иногда гидроокислы алюминия распространены в виде пятен в каолинитах.
При выветривании полиминеральных горных пород наряду с гидроокислами алюминия на конечных стадиях образуются гидроокислы железа, иногда марганца, титана. Наибольшая интенсивность химического выветривания проявляется в железисто-магнезиальных минералах (оливин, пироксены, амфиболы) и основных ллагиоклазах.
3. РОЛЬ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА В ПРОЦЕССАХ ХИМИЧЕСКОГО ВЫВЕТРИВАНИЯ
В сложных процессах химического разложения минералов и горных пород велика роль биосферы. Впервые учение о биосфере и геологической роли организмов было сформулировано В. И. Вернадским. Он ввел понятие о «живом веществе» как перманентном геологическом деятеле, как аккумуляторе и перераспределителе солнечной энергии. Он писал: «Захватывая энергию Солнца, живое вещество создает химические соединения, при распадении которых эта энергия освобождается в форме, могущей производить химическую работу. Благодаря этому живое вещество представляет с химической точки зрения активную форму материи, химическая энергия которой может быть превращена в другие формы энергии — механическую, тепловую и т. д. Минералы, химические молекулы, образующиеся при участии живого вещества, также являются носителями той же энергии, начало которой лежит в лучистой энергии Солнца. Живое вещество есть форма активизированной материи, и эта энергия тем больше, чем больше масса живого вещества»1. Дальнейшее развитие идеи В. И. Вернадского о геологической роли организмов получили в трудах Б. Б. Полынова и его учеников, а также А. П. Виноградова и др.
Биогеохимическое воздействие на горные породы начинается уже с первых поселенцев на скальных поверхностях горных пород— различных микроорганизмов, лишайников и мхов. В результате такого воздействия на скальной поверхности породы после их отмирания появляются углубления, заполненные сухим органическим веществом (биомасса микробных и других тел). Все это подготавливает условия для последующего заселения скал высшими растениями и сопутствующей им фауной. Роль организмов в химическом выветривании определяется тем, что они поглощают из разрушаемой породы химические элементы в соответствии со своими биологическими потребностями (как питатель-
1 Вернадский В. И. Живое вещество и химия моря // Избр. соч. — M., 1960.
ные вещества). К числу таких элементов относятся Р, S, Cl, К, Ca, Mg, Na, Sr, В, в меньшей степени Si и Al, Fe и др.
Анализ золы растений показывает, что содержание и соотношение элементов в ней вследствие различной интенсивности их биологического поглощения существенно иные, чем в исходных ,породах. В золе содержится в десятки раз больше Р, S, в несколько раз больше К, Ca, 1Mg, а также микроэлементов, меньше Si, Al и Fe. Вместе с тем наличие в золе Si и Al свидетельствует о том, что уже первичная литофильная камнелюбивая растительность разрушает прочные связи между кремнеземом и глиноземом в кристаллической решетке алюмосиликатов. Следует отметить, что организмы участвуют не только в разложении первичных минералов и усвоении их элементов, но и в построении из этих элементов, которые после отмирания и минерализации органического вещества сохраняются в виде особых биогенных соединений. Таким образом, биологический круговорот веществ, свойственный верхней части коры выветривания и особенно почвенного покрова, характеризуется определенной цикличностью и направленностью развития —от поглощения живыми организмами элементов из разрушаемых пород до отмирания организмов, минерализации органических веществ и возврата элементов в окружающую среду в новом качестве. Этот процесс протекает многоступенчато. Иногда имеет место ряд различных по продолжительности циклов, связанных с разной продолжительностью жизни организмов, включая самые короткие — микробиологические.
