Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Хімічне вивітрювання — процес руйнування гірських порід під дією природних вод (атмосферних, поверхневих, ґрунтових, підземних), який супроводжується розчиненням та вилуговуванням мінералів порід. Внаслідок цього відбувається насичення вод хімічними елементами, які містяться в мінералах.
Загальний опис
Агентами хімічного вивітрювання є дощові та талі води, пара і гази повітря, а також збагачені киснем, двоокисом вуглецю, солями та кислотами підземні води, які розвантажуються на земній поверхні, та органічні кислоти. Внаслідок їхньої дії на мінеральну речовину відбуваються процеси розчинення, окислення, гідратації та дегідратації, а також гідролізу.
Інтенсивність хімічного розчинення залежить від багатьох причин, головними з яких є рельєф місцевості, кліматичні умови, хімічні властивості гірських порід та тривалість дії на породи атмосферних агентів. Сприятливим для хімічного вивітрювання є рівнинний слабкорозчленований рельєф. В умовах теплого та вологого клімату хімічне вивітрювання йде до повного розкладу первинних продуктів, а у холодному кліматі відбуваються лише часткові зміни в мінералах.
Найпоширеніші процеси хімічного вивітрювання.
Окиснення гірських порід і мінералів відбувається під дією вологи повітря і вільного кисню, що міститься у воді. При цьому сульфіди переходять у різні кисневі сполуки (сульфати, карбонати, гідроокисли та ін.), закисні сполуки заліза – в окисні, а останні – у гідроокисли.
Гідратація (водонасичення) – явище приєднання безводними мінералами води. При цьому молекули води входять у певних кількостях до структури мінерала.
Насичення водою супроводжується перебудовою кристалічної решітки мінерала і збільшенням його об’єму. Процес гідратації часто супроводжується розвитком тріщинуватості та виникненням деформацій масивів гірських порід.
Розчинення – перехід мінеральної речовини у розчин. Воно залежить від мінералогічного складу гірських порід, хімічної активності води та природно-кліматичних умов. Найлегше розчиняються галоїди, сульфати і деякі карбонати. Велике значення має хімічна активність води, що залежить від вмісту іонів Н+ та ОН-. Кислі розчини, збагачені іонами Н+, здатні розчинювати сполуки Ca, Mg, Fe, Na. Лужні розчини, збагачені іонами ОН-, розчиняють і такі важкорозчинні сполуки, як кварц. Розчинна здатність природних вод збільшується в умовах теплого і вологого клімату.
Процес, який супроводжується винесенням із гірських порід лише легкорозчинних хімічних сполук, має назву вилуження. Останнє супроводжується утворенням у породах пор і порожнин. Прикладом може бути вилуження з доломітів легкорозчинних зерен кальциту, що призводить до появи в породі дрібних порожнин, або каверн.
Гідроліз – розклад мінералів дисоційованою водою із утворенням нових сполук та виносом окремих елементів у розчиненому вигляді. Цей процес призводить до руйнування кристалічних решіток одних мінералів і утворення інших, нових, хімічних сполук. У природі гідроліз найяскравіше виражений у силікатів. Мінерали цього класу, що утворені в надрах в умовах високих температур та тисків, на поверхні Землі у присутності води та вуглекислоти розпадаються на складові (компоненти) і в процесі обміну утворюють нові хімічні сполуки. Одні з цих сполук легко переходять у розчин та виносяться у зони вивітрювання, а інші лишаються на місці, утворюючи залишкові продукти. До легкорозчинних належать кислі та вуглекислі солі натрію, калію, кальцію, магнію. До важкорозчинних – водні окисли кремнію, алюмінію, заліза.
Одним із характерних прикладів гідролізу є каолінізація польових шпатів, що складають ледь не половину усіх мінералів земної кори. Тверді зерна цих мінералів розкладаються у присутності води та двоокису вуглецю з утворенням землистого каоліну, аморфного опалу та легкорозчинних солей калію, натрію, кальцію.
СТАДІЙНІСТЬ ХІМІЧНОГО ВИВІТРЮВАННЯ МІНЕРАЛІВ – стадії природних процесів хімічного вивітрювання мінералів, зумовлені різною рухомістю хім. елементів. Першими виносяться аніони, які легко вилуговуються (Cl-, SO42-), а на кінцевій стадії – значні кількості Mg i Si з різним ступенем збагачення залишкових продуктів окиснення гідрооксидами Fe, Mn, Al i Ti.
Продукти вивітрювання, які залишаються на місці руйнації породи, називаються корою вивітрювання, яка може бути різною за своєю геохімічною специфікою. Каолінова кора вивітрювання розвивається переважно на гранітах. Латеральна кора зустрічається в районах із вологим тропічним кліматом і розвивається переважно на лужних та основних магматичних породах. Складена вона гідроокислами заліза та алюмінію і має коричнево-цегляний колір.
В процесі хімічного вивітрювання відбуваються зміни у хімічному складі гірських порід, що супроводжуються утворенням нових мінералів. Органічне вивітрювання є наслідком життєдіяльності живих організмів та рослин. Органічний світ змінює і руйнує гірські породи, діючи на них як механічно, так і хімічно. Організми та тварини, що живуть у землі, розрихлюють ґрунти і подрібнюють мінеральну речовину гірських порід. Величезну роботу здійснюють різні групи бактерій. Механічна робота рослин полягає у руйнуванні порід корінням.
Хімічна дія живих організмів та рослин відбувається як за їхнього життя, за якого вони виділяють органічні кислоти, так і після їхнього відмирання, коли відбувається хімічний розпад живої речовини. Вуглекисень, органічні кислоти, азотисті сполуки інтенсивно руйнують гірські породи. Продукти розпаду тварин і рослин перетворюються у гумус, що не лише забезпечує родючість ґрунтів, а й одночасно є потужним фактором руйнації гірських порід. Безпосередньо руйнують гірські породи нітрифікуючі бактерії, засвоюючи азот із ґрунту, а вуглець – із карбонатів. Так поступово поверхневий шар суші перетворюється у ґрунт.
Переважання будь-якого вивітрювання залежать від клімату, рельєфу і гідрогеологічних умов. Клімат значною мірою визначає тип вивітрювання і характер гірських порід, що утворюються при цьому. Процеси фізичного вивітрювання переважають у регіонах із різко континентальним посушливим кліматом, у напівпустелях та пустелях, а також у полярних і високогірних областях. У субтропіках, тропіках, вологій екваторіальній та помірно вологій зонах вирішальна роль належить хімічному вивітрюванню, яке складається з окислення, гідратації, розчинення, карбонатизації та декарбонатизації. Черговість та інтенсивність цих процесів визначаються розчинністю сполук і властивостями хімічних елементів, тобто мають свою специфіку для кожного типу порід.
Див. також
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
- Інженерна геологія (з основами геотехніки): підручник для студентів вищих навчальних закладів /Колектив авторів: В. Г. Суярко, В. М. Величко, О. В. Гаврилюк, В. В. Сухов, О. В. Нижник, В. С. Білецький, А. В. Матвєєв, О. А. Улицький, О. В. Чуєнко.; за заг. ред. проф. В. Г. Суярка. — Харків: Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, 2019. — 278 с.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Himichne vivitryuvannya proces rujnuvannya girskih porid pid diyeyu prirodnih vod atmosfernih poverhnevih gruntovih pidzemnih yakij suprovodzhuyetsya rozchinennyam ta vilugovuvannyam mineraliv porid Vnaslidok cogo vidbuvayetsya nasichennya vod himichnimi elementami yaki mistyatsya v mineralah Rzha na poverhni granitu Priklad himichnogo vivitryuvannyaTafoni Priklad himichnogo vivitryuvannyaZagalnij opisAgentami himichnogo vivitryuvannya ye doshovi ta tali vodi para i gazi povitrya a takozh zbagacheni kisnem dvookisom vuglecyu solyami ta kislotami pidzemni vodi yaki rozvantazhuyutsya na zemnij poverhni ta organichni kisloti Vnaslidok yihnoyi diyi na mineralnu rechovinu vidbuvayutsya procesi rozchinennya okislennya gidrataciyi ta degidrataciyi a takozh gidrolizu Intensivnist himichnogo rozchinennya zalezhit vid bagatoh prichin golovnimi z yakih ye relyef miscevosti klimatichni umovi himichni vlastivosti girskih porid ta trivalist diyi na porodi atmosfernih agentiv Spriyatlivim dlya himichnogo vivitryuvannya ye rivninnij slabkorozchlenovanij relyef V umovah teplogo ta vologogo klimatu himichne vivitryuvannya jde do povnogo rozkladu pervinnih produktiv a u holodnomu klimati vidbuvayutsya lishe chastkovi zmini v mineralah Najposhirenishi procesi himichnogo vivitryuvannya Okisnennya girskih porid i mineraliv vidbuvayetsya pid diyeyu vologi povitrya i vilnogo kisnyu sho mistitsya u vodi Pri comu sulfidi perehodyat u rizni kisnevi spoluki sulfati karbonati gidrookisli ta in zakisni spoluki zaliza v okisni a ostanni u gidrookisli Gidrataciya vodonasichennya yavishe priyednannya bezvodnimi mineralami vodi Pri comu molekuli vodi vhodyat u pevnih kilkostyah do strukturi minerala Nasichennya vodoyu suprovodzhuyetsya perebudovoyu kristalichnoyi reshitki minerala i zbilshennyam jogo ob yemu Proces gidrataciyi chasto suprovodzhuyetsya rozvitkom trishinuvatosti ta viniknennyam deformacij masiviv girskih porid Rozchinennya perehid mineralnoyi rechovini u rozchin Vono zalezhit vid mineralogichnogo skladu girskih porid himichnoyi aktivnosti vodi ta prirodno klimatichnih umov Najlegshe rozchinyayutsya galoyidi sulfati i deyaki karbonati Velike znachennya maye himichna aktivnist vodi sho zalezhit vid vmistu ioniv N ta ON Kisli rozchini zbagacheni ionami N zdatni rozchinyuvati spoluki Ca Mg Fe Na Luzhni rozchini zbagacheni ionami ON rozchinyayut i taki vazhkorozchinni spoluki yak kvarc Rozchinna zdatnist prirodnih vod zbilshuyetsya v umovah teplogo i vologogo klimatu Proces yakij suprovodzhuyetsya vinesennyam iz girskih porid lishe legkorozchinnih himichnih spoluk maye nazvu viluzhennya Ostannye suprovodzhuyetsya utvorennyam u porodah por i porozhnin Prikladom mozhe buti viluzhennya z dolomitiv legkorozchinnih zeren kalcitu sho prizvodit do poyavi v porodi dribnih porozhnin abo kavern Gidroliz rozklad mineraliv disocijovanoyu vodoyu iz utvorennyam novih spoluk ta vinosom okremih elementiv u rozchinenomu viglyadi Cej proces prizvodit do rujnuvannya kristalichnih reshitok odnih mineraliv i utvorennya inshih novih himichnih spoluk U prirodi gidroliz najyaskravishe virazhenij u silikativ Minerali cogo klasu sho utvoreni v nadrah v umovah visokih temperatur ta tiskiv na poverhni Zemli u prisutnosti vodi ta vuglekisloti rozpadayutsya na skladovi komponenti i v procesi obminu utvoryuyut novi himichni spoluki Odni z cih spoluk legko perehodyat u rozchin ta vinosyatsya u zoni vivitryuvannya a inshi lishayutsya na misci utvoryuyuchi zalishkovi produkti Do legkorozchinnih nalezhat kisli ta vuglekisli soli natriyu kaliyu kalciyu magniyu Do vazhkorozchinnih vodni okisli kremniyu alyuminiyu zaliza Odnim iz harakternih prikladiv gidrolizu ye kaolinizaciya polovih shpativ sho skladayut led ne polovinu usih mineraliv zemnoyi kori Tverdi zerna cih mineraliv rozkladayutsya u prisutnosti vodi ta dvookisu vuglecyu z utvorennyam zemlistogo kaolinu amorfnogo opalu ta legkorozchinnih solej kaliyu natriyu kalciyu STADIJNIST HIMIChNOGO VIVITRYuVANNYa MINERALIV stadiyi prirodnih procesiv himichnogo vivitryuvannya mineraliv zumovleni riznoyu ruhomistyu him elementiv Pershimi vinosyatsya anioni yaki legko vilugovuyutsya Cl SO42 a na kincevij stadiyi znachni kilkosti Mg i Si z riznim stupenem zbagachennya zalishkovih produktiv okisnennya gidrooksidami Fe Mn Al i Ti Produkti vivitryuvannya yaki zalishayutsya na misci rujnaciyi porodi nazivayutsya koroyu vivitryuvannya yaka mozhe buti riznoyu za svoyeyu geohimichnoyu specifikoyu Kaolinova kora vivitryuvannya rozvivayetsya perevazhno na granitah Lateralna kora zustrichayetsya v rajonah iz vologim tropichnim klimatom i rozvivayetsya perevazhno na luzhnih ta osnovnih magmatichnih porodah Skladena vona gidrookislami zaliza ta alyuminiyu i maye korichnevo ceglyanij kolir V procesi himichnogo vivitryuvannya vidbuvayutsya zmini u himichnomu skladi girskih porid sho suprovodzhuyutsya utvorennyam novih mineraliv Organichne vivitryuvannya ye naslidkom zhittyediyalnosti zhivih organizmiv ta roslin Organichnij svit zminyuye i rujnuye girski porodi diyuchi na nih yak mehanichno tak i himichno Organizmi ta tvarini sho zhivut u zemli rozrihlyuyut grunti i podribnyuyut mineralnu rechovinu girskih porid Velicheznu robotu zdijsnyuyut rizni grupi bakterij Mehanichna robota roslin polyagaye u rujnuvanni porid korinnyam Himichna diya zhivih organizmiv ta roslin vidbuvayetsya yak za yihnogo zhittya za yakogo voni vidilyayut organichni kisloti tak i pislya yihnogo vidmirannya koli vidbuvayetsya himichnij rozpad zhivoyi rechovini Vuglekisen organichni kisloti azotisti spoluki intensivno rujnuyut girski porodi Produkti rozpadu tvarin i roslin peretvoryuyutsya u gumus sho ne lishe zabezpechuye rodyuchist gruntiv a j odnochasno ye potuzhnim faktorom rujnaciyi girskih porid Bezposeredno rujnuyut girski porodi nitrifikuyuchi bakteriyi zasvoyuyuchi azot iz gruntu a vuglec iz karbonativ Tak postupovo poverhnevij shar sushi peretvoryuyetsya u grunt Perevazhannya bud yakogo vivitryuvannya zalezhat vid klimatu relyefu i gidrogeologichnih umov Klimat znachnoyu miroyu viznachaye tip vivitryuvannya i harakter girskih porid sho utvoryuyutsya pri comu Procesi fizichnogo vivitryuvannya perevazhayut u regionah iz rizko kontinentalnim posushlivim klimatom u napivpustelyah ta pustelyah a takozh u polyarnih i visokogirnih oblastyah U subtropikah tropikah vologij ekvatorialnij ta pomirno vologij zonah virishalna rol nalezhit himichnomu vivitryuvannyu yake skladayetsya z okislennya gidrataciyi rozchinennya karbonatizaciyi ta dekarbonatizaciyi Chergovist ta intensivnist cih procesiv viznachayutsya rozchinnistyu spoluk i vlastivostyami himichnih elementiv tobto mayut svoyu specifiku dlya kozhnogo tipu porid Div takozhSialitizaciya TafoniLiteraturaMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Shidnij vidavnichij dim 2013 T 3 S Ya 644 s Inzhenerna geologiya z osnovami geotehniki pidruchnik dlya studentiv vishih navchalnih zakladiv Kolektiv avtoriv V G Suyarko V M Velichko O V Gavrilyuk V V Suhov O V Nizhnik V S Bileckij A V Matvyeyev O A Ulickij O V Chuyenko za zag red prof V G Suyarka Harkiv Harkivskij nacionalnij universitet imeni V N Karazina 2019 278 s