Понятия о выветривании (гипергенезе) горных пород
Понятия о выветривании (гипергенезе) горных пород. Несмотря на большое разнообразие горных пород, можно выделить несколько больших групп пород, слагающих основную массу земной коры.
Распространение этих групп (по данным А. П. Ронова и А. А. Ярошевского, 1978) показано ниже:
Породы от общего объема земной коры
Граниты, диориты, кислые эффузивы………………………. 20,86
Кристаллические сланцы, гнейсы ……………………………. 16,91
Базальты, габбро, амфиболиты, эклогиты ………………… 50,34
Глины и глинистые сланцы ……………………………………….4,48
Пески и песчаники …………………………………………………… 3,56
Карбонатные породы, мраморы, сульфатные
и хлоридные породы…………………………………………….. 3,57
Прочие породы…………………………………………………………. 0,28
Сумма…………………………………… 100,00
Распространение породообразующих минералов в земной коре соответствует соотношению основных групп горных пород и имеет следующий вид:
Минералы % Минералы %
Кварц…………………………………. 12 Глинистые минералы
Полевые шпаты ………………….. 12 (включая хлориты)…………… 4,6
Плагиоклазы ………………………. 39 Кальцит и арагонит …………. 1,5
Слюды …………………………………. 5 Доломит ………………………….. 0,5
Амфиболы ……………………………. 5 Магнетит…………………………. 1,5
Пироксены…………………………. 11 Остальные……………………….. 4,9
Оливин ………………………………… 3
Горные породы, попадая на дневную поверхность, оказываются в условиях, резко отличающихся от условий, при которыхj формируются изверженные и метаморфические породы. Поэтому они теряют свою устойчивость и подвергаются процессам преобразования. Сумма процессов преобразования горных пород на поверхности Земли называется выветриванием. Термин “выветривание”, будучи не совсем удачным переводом немецкого слова Verwitterung, часто ассоциируется с деятельностью ветра. Поэтому для обозначения процессов преобразования горных пород на поверхности более правильным следует считать термин “гипергенез”1, предложенный в 1922 г. А. Е. Ферсманом.
Процессы выветривания (гипергенеза) распространяются на некоторую глубину, образуя зону гипергенеза (рис. 1). Нижняя граница этой зоны условно проводится по кровле верхнего горизонта подземных (пластовых) вод. Этот горизонт уже относится
1 Gyper (от греч. — над, сверху и genesis — происхождение).
Рис. 1. Соотношение почвы, континентальных плейстоценовых отложений и древних кор выветривания
к зоне катагенеза, в которой под воздействием подземных вод происходят особые геохимические процессы. Нижнюю (большую) часть зоны гипергенеза занимают горные породы, в той или иной степени измененные процессами выветривания. Здесь выделяют новейшую и древнюю коры выветривания, сформированные в более древние геологические периоды. В верхней части зоны гипергенеза располагается почва. Почва и кора выветривания обычно связаны между собой постепенными переходами.
В процессе выветривания (гипергенеза) происходит глубокое изменение элементного и минерального состава горных пород. Массивные породы резко изменяют свой первоначальный облик и превращаются в глинистую или щебенчатую кору выветривания пестрой, пятнистой или белой окраски.
Процесс преобразования исходных пород в кору выветривания чрезвычайно сложен и включает в себя многочисленные частные процессы и явления. В зависимости от содержания кислорода, углекислоты и органических кислот почвенные и грунтовые воды оказывают различное растворяющее действие на минералы и горные породы. Одни минералы вступают в реакции обмена с химическими соединениями, находящимися в
растворе; другие — подвергаются гидролизу и гидратации, в результате чего они коренным образом преобразуются. Явления дезинтеграции горных пород приводят к образованию чрезвычайно тонкодисперсных систем, обусловливающих широкое развитие коллоидных и метасоматических1 процессов. Наконец, биогенная деятельность, проявляющаяся либо в непосредственном воздействии на минеральную массу животных и растительных организмов, либо в действии продуктов их жизнедеятельности, энергично преобразует исходные горные породы. Все перечисленные процессы действуют на горные породы совместно и одновременно, так что действие одного из этих процессов невозможно отделить от действия остальных. Поэтому совершенно неверно расчленять сложный, но единый процесс выветривания на физическое и химическое выветривание и т. п. Следует говорить о физических, химических и других процессах выветривания.
