Литология. Кн.1 - Фролов В.Т.
ISBN 5-211-02865-1
Скачать (прямая ссылка):
Таким образом, в рамках широкого понимания и историко-геологи-ческого подхода выветривание — сложный комплекс экзогенных процессов, возникающих на границе литосферы (горных пород и осадков) с внешними подвижными оболочками Земли (гидросферой, атмосферой и биосферой). Оно выражает реакцию литосферы на экзосферу, к условиям которой минеральное вещество должно приспосабливаться физико-химически. Если в отношении горных пород это не вызывает возражения, так как даже осадочные породы, побывавшие на больших глубинах, при их экспонировании на дневной поверхности оказываются к ней неравновесными, то в отношении осадков это не очевидно. Формально и абстрактно рассуждая, руководствуются простой схемой: раз осадки рождены в данной, экзогенной среде, то они максимально к ней приспособлены, поэтому равновесны с ней физико-химически и выветриваться не могут.
На самом деле все сложнее. Во-первых, осадок — это гетерогенная сумма совершенно неравновесных друг к другу компонентов: одни из них окислены, другие (эндогенные, включая и вулканогенные, органические и др.) резко восстановлены; одни имеют щелочную реакцию, другие кислую; глинистые минералы, принесенные из разных мест рождения, имеют разный состав поглощенных катионов, что неизбежно ведет к их обмену; и т.д.; во-вторых, минеральные и органические компоненты неравновесны к иловой и наддонной воде: твердая фаза существует с жидкой, резко ненасыщенной ни одним из этих веществ; в-третьих, минеральное и органическое вещество находится рядом с высокопотенциальным энергетически бактериальным и другим живым миром, требующим для поддержания своей жизни кислород, углерод, водород и другие элементы, которые он и берет у осадка. Эта неравновесность осадка — движущая сила его энергичного преобразования.
Нетрудно видеть, что выветривание — глобальный процесс, идущий повсеместно на поверхности литосферы и вблизи нее (Бондарев, 1974; Геохимия литогенеза, 1963; Матвеев, 1972; Минеральные 1981). Тип (минеральный состав, стратификация), мощность и распространенность на площади кор выветривания отчетливо зависят от климата и длительности экспонирования (определяемой тектоническими условиями), что 130
бесспорно указывает на главное условие выветривания — открытость системы. Связь со средой отложения осадка — основное и определяющее условие выветривания. Все изменения осадков и пород в условиях открытой системы относятся к выветриванию. Последнему, таким образом, подвергаются как породы, так и осадки. Продуктами выветривания являются как выносимые газовые и жидкие компоненты, так и остающиеся на месте в виде элювия рыхлые и твердые породы, как водные, так и безводные соединения, как окисленные, так и восстановленные, хотя и более редкие (в водоемах типа Черного моря и др.). Породообразование, которое часто называют более узким термином "диагенез", происходит на разных стадиях: редко в седиментогенезе, более часто при выветривании, обычно при диагенезе и катагенезе. Породообразование, следовательно, не сводится к диагенезу, и в качестве признака диагенеза его недостаточно, а если иметь в виду лишь твердую породу, то и не необходимо.
Для более конкретного рассмотрения выветривания разделим его на субаэральное и подводное, механическое и химическое, хотя это и несколько условно.
3.2.1.1. Субаэральное выветривание. Выветривание на суше изучено довольно хорошо. Ему посвящены работы Г.А. Траутшольда, В.В. Докучаева, В.Б. Полынова, А.Е. Ферсмана, И.И. Гинзбурга, Е.В. Шанцера и многих других геологов и литологов. Основными агентами выветривания здесь, как и на дне водоемов, являются вода, кислород, СОг, другие-газы, живые организмы, органическое вещество, кислоты, щелочи, сол^-нечное тепло и колебания температуры, а также ветер, сила тяжести, а основными процессами — морозное и температурное разрыхление, расклинивающее действие корней, замерзание воды, роста кристаллов солей, тектонические разрывы, составляющие физическое и механическое выветривание, а также гидролиз, гидратация, окисление, выщелачивание, синтез новых минералов и другие процессы, составляющие химическое выветривание, перемешивание почвы дождевыми червями, действие роющих животных и другие, составляющие биологическое выветривание, часто рассматриваемое как механическое (Ганесян, 1962; Герасимова, 1987; Дюмофор, 1970; Неустроев, 1977). Почти всегда все или многие факторы и процессы действуют совместно, комплексно, но все же в разных обстановках доминирует какой-то один или группа близких факторов и процессов, что и позволяет, с определенной условностью, говорить о разных видах выветривания (Кашик, Карпов, 1978; Кора 1968; Физические и химические фации, 1968).
Главным фактором физического выветривания являются температурные колебания: суточные, сезонные, а также погодные. Вследствие анизотропии кристаллов коэффициенты их линейного расширения при нагревании днем или летом различаются по разным направлениям, что даже при небольшом числе повторений в твердом теле порождает микротрещины, которые со временем только расширяются. Монолитная порода становится рыхлой, превращается в развал каменистый (или руины) сначала блоковый, потом глыбовый, щебенчатый, дресвяный, песчаный и, наконец, алевритовый — предел физического разрушения. Еще более интенсивно этот деградационный процесс идет в полиминеральной породе. Во влажных, особенно теплых зонах Земли к нему сразу или вскоре
