Почвоведение Том 1 - Белицина Г.Д.
ISBN 5-06-001159-3
Скачать (прямая ссылка):
минералы вермикулит К,%10 6-8 4-6 3 <1
325
Карбонатизация выветривающегося материала является следствием постоянного присутствия С02 в среде, взаимодействующего с водой по реакции
C02 + H20 -> H2C03 -> H+ + HC0-3
Реакция угольной кислоты с минералами приводит к их разрушению с образованием карбонатов, выпадающих в осадок либо выщелачиваемых водой:
СаЛ1^208 + H2C03 -> СаСО3 + H2Al2Si208
анортит
H2A12Si208 -> 2Si02 • Н20 + Л1203 Na2Si03 + Н2СО3 -> Na2C03 + H20 + Si02 Na2S + Н2СО3 -> Na2C03 + H2S
Чем больше растворено углекислоты в воде, тем интенсивнее идут процессы карбонатизации.
Декарбонатизация всегда протекает одновременно с карбона-тизацией в условиях достаточно интенсивного промывного режима, поскольку образующиеся карбонаты щелочей и гидрокарбонаты щелочно-земельных металлов обладают высокой растворимостью и интенсивно выносятся. В условиях аридного климата карбонаты аккумулируются в остаточной коре выветривания. Реакции декарбонатизации известняков также идут при посредстве С02:
СаС03 + С02+ Н20->Са(НСО3)2
Окисление является одним из активных процессов выветривания минералов, причем самых разнообразных:
4CaFeSi206 + 02 + 4Н2СО3 + 6Н20 -> 4СаС03 + 4Fe00H +
авгит + 8H2Si03
2FeS2 + 702 + Н20 -> 2FeS04 + 2H2S04 12FeS04 + 302 + 36H20 -> 4[Fe2(S04)3^9H20] + 2Fe203 4FeS2 + 1502 + 10H20 -> 4Fe00H + 8H2S04
Окислительные процессы ведут обычно к сильному подкисле-нию среды и интенсивному выносу катионов в условиях достаточного увлажнения.
Восстановление играет существенную роль в выветривании минералов, содержащих элементы с переменной валентностью в окисленной форме. Этот процесс часто идет при участии хемо-трофных микроорганизмов в условиях дефицита кислорода.
Десиликация пород особенно интенсивна на первых стадиях выветривания, когда освобождающийся при гидролизе силикатов кремний образует растворимые или подвижные коллоидные
326
соединения, легко мигрирующие в щелочной среде. При достаточной длительности и интенсивности выветривания, как, например, во влажных тропиках или субтропиках, выветривающиеся породы могут потерять до 80—90% исходного содержания кремния, а остаточная кора выветривания будет постоянно обогащаться оксидами алюминия и железа.
Большой агрессивностью по отношению к минералам обладают продуцируемые организмами и выделяемые в среду органические кислоты — щавелевая, яблочная, лимонная и т. д., а также гумусовые кислоты, особенно фульвокислоты. Поскольку, как установил Б. Б. Полынов, стерильного выветривания в природе не бывает, организмам принадлежит существенная роль во всех трансформациях минералов и образовании подвижных продуктов, выветривания.
Минералы горных пород в различной степени подвергаются процессам выветривания. По своей устойчивости к выветриванию они образуют следующие ряды:
гипс < калиевые полевые шпаты < доломит
« оливин < анортиг < апатит < авгит < роговая обманка < альбит < биотит < мусковит < ортоклаз « кварц < магнетит < циркон
Для суждения о степени выветрелости породы в коре выветривания было предложено несколько индексов:
1) индексы Руге:
кварцево-полевошпатовый (в %):
WR1 = кварца/полевых шпатов; (74)
индекс тяжелых минералов (в %):
WRh = циркона + турмалина/ (амфибилов + пироксенов) ;(75)
2) индексы Гарассовица (молекулярные отношения):
ki = SiO2/Al2O3; (76)
ba = К2О + Na2O + СаО + Mg0/Al203; (77)
ba1 = K2O + Na2O/Al2O3; (78)
ba2 = CaO + MgO/Al2O3; (79)
P = bat коры выветривания/Ьа1 породы; (80)
Y=ba2 коры выветривания/Ьа2 породы; (81)
3) элювиально-аккумулятивный коэффициент Роде:
EAr = RS/RS, - 1 (82)
(где R1 — содержание оксида R в коре выветривания, %; R0 — то же, в породе; S1 — содержание стабильного оксида — свидетеля в коре выветривания, %; S0 — то же, в породе).
Есть и более надежные, но весьма трудоемкие способы определения степени выветрелости породы и соответствующей сте-
327
пени обеднения или обогащения коры выветривания теми или иными компонентами. Однако все они имеют ту или иную долю условности. Наиболее надежные результаты получаются при оперировании не с относительными величинами, а с запасами тех или иных элементов (табл. 61).
Таблица 6]. Потери элементов при аллитном выветривании (ферраллитизации) авгит-лабрадоритового порфирита в районе Батуми (Н. А. Лисицына, М. А. Глаголева, 1968)
Элемент Содержание в исходной породе с d = 2,61 Содержание в коре выветривания с d = 1,13 Потери от исходной породы
Si % 3 21,18 15,23 70,4
мг/см3 563,38 166,76 396,62
Ti % 3 0,56 1,47 27,8
мг/см3 14,90 10,76 4,14
Р % 3 0,14 0,09 71,6
мг/см3 3,56 1,05 2,55
AI % 3 9,36 13,9 37,4
мг/см3 244,72 153,1 91,62
Fe % 6,42 11,17 25,9
мг/см3 168,9 125,18 43,72
Са % 3 7,0 0,46 97,2
мг/см3 181,8 5,15 176,65
Mg % 3 3,41 0,66 91,8
мг/см3 89,78 7,34 82,44
К % 1,63 0,21 94,8
мг/см3 42,99 2,23 40,76
Na % 1,63 0,06 48,2
мг/см3 42,89 0,77 42,12
Поскольку при выветривании элементарные процессы действуют с неодинаковой скоростью, а подвижность (степень выноса) продуктов выветривания также различна, формирующиеся коры выветривания могут быть расположены в определенные хронологические ряды — хронокатены, находящиеся на последовательных стадиях выветривания.
