Реферат: Разрушение и выветривание горных пород
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.
FeS2 + nO2 + mH2 O FeSO4 Fe2 (SO4 )3 Fe2 O3 . nH2 O
пирит лимонит
Гидратация - поглощение минералами воды.
CaSO4 + 2H2 O = CaSO4 . 2H2 O
ангидрит гипс
Fe2 O3 + nH2 O Fe2 O3 . nH2 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 (Fe2 O3 ), 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 Al2 O3 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 Fe2 O3 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 О2 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 СО2 - 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, Н2 , О2 . Наиболее распространена в растительной массе клетчатка (С6 Н6 О5 ), 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 О2 и полное сгорание органического вещества). гниения (без доступа О2 ) и перегнивания (промежуточный тип разложения логанического вещества при недостаточном доступе О2 ). 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.