Выветривание в различных климатических зонах

Ареной выветривания является поверхность суши. В зависимости от климата, рельефа и гидрогеологических условий местности преобладает тот или иной тип выветривания. В странах с резким континентальным климатом, в полупустынях и пустынях, а также в полярных и высокогорных областях преобладает физическое выветривание. Во влажных тропиках и субтропиках, влажной экваториальной и умеренно-влажной зонах, особенно при равнинном рельефе и наличии богатой растительности, преобладают процессы химического выветривания. Выветривание в областях с гумидным климатом. Избыточное увлажнение, положительные и высокие температуры и интенсивная деятельность организмов определяют характер и направление выветривания в гумидных зонах. Здесь происходит как физическое, так и химическое выветривание, однако преобладает последнее. Обычно выветривание (за редким исключением) начинается в щелочных условиях среды и по мере формирования профиля выветривания переходит в кислую фазу. Воздействие воды, содержащей углекислоту, приводит к выносу оснований, гидратации и растворению. Очередность и интенсивность выноса определяются растворимостью соединений и свойствами химических элементов. Наибольшей подвижностью обладают галоиды и сера. За ни- ми по степени подвижности следуют щелочные и щелочно-земельные металлы. Слабо подвижными являются железо, алюминий и титан и практически неподвижным — SiO2. При выветривании кислых магматических пород, главными компонентами которых являются полевые шпаты и слюды, образуются гидрослюды и каолинит. Этот процесс проходит несколько стадий:

I. 6К [AlSiO 3 O 8 ] +2CO 2 + 2H 2 O -» 2KAl 2 [SiAlO 1 0 ] (OH) 2 + 2K 2 C O 3 + 12SiO2

I I. 4KAl 2 [AlSi 3 O 1 0 ] (OH) 2 + 2CO2 + 8H 2 O — 3AI 4 [Si 4 O 1 0 ] (OH 8) + 2K 2 C O 3.

В высоких широтах этот процесс заканчивается образованием гидрослюды, в умеренно-влажной зоне средних широт процесс начинается в щелочных условиях и заканчивается в кислых условиях среды образованием каолинита. В странах с влажным тропическим и субтропическим климатом происходит дальнейшее разложение каолинита с образованием свободных окислов и гидроокислов алюминия, железа и кремния (процесс латеритизации):

III. Al 4 [Si 4 O 1 0 ](OH) 8 - * 2Al 2 O 3 H 2 O + 4SiO 2 0, 5H 2 O.

При выветривании основных и ультраосновных магматических пород образуются монтмориллонит-нонтронитовые продукты выветривания, иногда с опалом и карбонатами. В странах с тропическим и субтропическим климатом в верхних горизонтах коры выветривания появляется горизонт охр — накопление полуторных окислов алюминия и железа (иногда и титана).Железосодержащие минералы (магнетит и др.) 'при выветривании окисляются и гидратизируются, переходят в окислы и гидроокислы железа (процесс лимонитизации).Сульфиды железа и других металлов переходят сначала в сульфаты, затем благодаря гидролизу и взаимодействию с карбонатами — в гидроокислы железа и водные карбонаты. К процессам химического выветривания относятся также карбонатизация и декарбонатизация, окремнение и десилификация. Минералы, легко растворимые в воде, в гумидной зоне не накапливаются, растворяются и выносятся подземными и поверхностными водами. В процессах химического выветривания принимают участие организмы, поэтому часто говорят о биохимическом выветривании. Выветривани е в областях с аридным климатом. Дефицит влаги и высокие температуры воздуха (при наличии значительных колебаний температуры в течение суток) определяют характер выветривания в аридных странах. Здесь преобладают процессы физического выветривания (растрескивание, десквамация и т. п.), эоловые процессы (ветровая коррозия).В результате выветривания происходит образование обломочного материала.

Химическое выветривание в аридных странах не имеет суще­ственного значения и отличается рядом специфических особенностей. Одна из основных черт химического выветривания в аридной зоне — образование и накопление легко растворимых минералов—сульфатов железа и тяжелых металлов, сульфатов щелочных и щелочно-земельных металлов и алюминия и др. В результате происходит засоление почв карбонатами, сульфатами и хлоридами. Выветривание силикатных пород приводит к образованию гидрослюд, монтмориллонита и окислов железа. Недостаток влаги не способствует возникновению коры выветривания заметной мощности и значительному выносу вещества в виде растворов. Выветривани е в областях с нивальным климатом. Отсутствие воды в жидкой фазе и отрицательные температуры на протяжении почти всего года определяют в полярных и высокогорных областях также преобладание процессов физического выветривания (морозное выветривание) и образование обломочного материала. Химическое выветривание не имеет существенного значения. Если оно и проявляется, то ограничивается процессами окисления и гидрослюдизации, а также образованием легко растворимых солей — сульфатов железа и тяжелых металлов подобно аридной зоне. Это, на первый взгляд, парадоксальное явление, объясняется той же причиной — дефицитом влаги.