Химическое субаэральное выветривание, подробная характеристика процессов (кроме окислительного щелочно-кислого).

Агенты: кислород, кислоты, щелочи, вода, СО2.Химическое выветривание развивается только в гумидных, влажных, зонах Земли, но для наиболее полного его развития требуется и теплый климат.Эти оба фактора - вода и тепло - действуют в одном направлении, и поэтому тропические влажные зоны отличаются наиболее мощными латеритными корами выветривания, в которых развиты все горизонты: 1) железные панцири (0-10 м), 2) бобовый алюминиево-железный (1-30 м или больше), 3) пятнистый, иллювиальный (инфильтрационный) железокаолиновый (1-20 м), 4) чисто каолиновый (5-20 м и больше) и 5) монтмориллонит-гидромусковитовый (10-30 м и больше), постепенно переходящий в невыветрелую породу.

Генезис каждого горизонта определяется как общими, так и своими условиями. Общим условием является холмистый или даже мелко-среднегорный рельеф, обеспечивающий мощную зону просачивания и, следовательно, интенсивный промывной гидролиз: поверхностные воды, проникая по трещинам и капиллярам, несут с собой кислород, органические кислоты и другие агенты выветривания и удаляют одни компоненты и продукты выветривания и накапливают другие. Это накопление чаще всего пассивное, за счет удаления других компонентов: кремнезема, щелочей, щелочных земель и некоторых полуторных окислов равнинный рельеф, при котором зеркало неподвижных грунтовых вод расположено близко к поверхности; хотя и способствует накоплению продуктов выветривания, но мощность коры мала, да и скорость выветривания из-за менее интенсивного промывного гидролиза уменьшается.

Процессы протекающие при выветривании:

Окисление Окисление – это присоединение к минералам кислорода, особенно к тем, что содержат в своем составе железо. Кислород воздуха и воды разрушает сульфиды и железистые силикаты – такие как оливин, пироксены и амфиболы, и превращают двухвалентное железо в трехвалентное:

2(MgFe)[SiO₄] + 2H₂O + 1/2O₂ + 4H₂CO₃→Fe₂O₃ + 2Mg(HCO₃)₂ + H₄SiO₄

оливин растворимый растворимая

биокарбонатный Mg кремнекислота

Окисление пирита и др. сульфидов ведет к образованию серной кислоты:

FeS₂ + H₂O + 7/2O₂→FeSO₄ +H₂SO₄

FeS₂ + mO₂ + nH₂O→FeSO₄→ Fe₂ (SO₄)₃→Fe₂O₃∙nH₂O

лимонит (бурый железняк)

На некоторых месторождениях сульфидов и др. железных руд наблюдаются «бурожелезняковые» шляпы, состоящие из окисленных и гидратированных продуктов выветривания.

Процессы окисления наиболее интенсивно протекают в минералах, содержащих закисные соединения железа, марганца и других элементов. Так, сульфиды в кислой среде становятся неустойчивыми и постепенно замещаются сульфатами, окислами и гидроокислами.

Дальнейший процесс окисления и гидратации может привести к образованию гидроокислов железа (Fе2O3nН2O).

Гидратация -- это процесс, заключающийся в присоединении воды к первичным минералам горных пород и образовании новых минералов. Можно привести следующие примеры гидратации: 1. Переход ангидрита в гипс по реакции СаSO4+2H2OCaSO4-2H2O (реакция обратима при изменении условий). 2. Переход гематита в гидроокислы железа: Fе2О3+nН2ОFе2О3·nН2О. При гидратации объем породы увеличивается и покрывающие отложения деформируются.

Растворение. Под влиянием воды, содержащей углекислоту, происходит растворение горных пород. Растворение особенно интенсивно проявляется в осадочных горных породах -- хлоридных, сульфатных и карбонатных. Наибольшей растворимостью отличаются хлориды: соли натрия, калия и др. За хлоридами по степени растворимости стоят сульфаты, в частности гипс, за которыми следуют карбонатные породы: известняки, доломиты, мергели. В результате растворяющей деятельности поверхностных и подземных вод на поверхности растворимых пород образуются карстовые формы рельефа.

Гидролиз. Сложный процесс гидролиза особенно большое значение имеет при выветривании силикатов и алюмосиликатов. Он заключается в разложении минералов, выносе отдельных элементов, а также в присоединении гидроксильных ионов и гидратации. В ходе гидролиза первичная кристаллическая структура минерала нарушается и перестраивается и может оказаться полностью разрушенной и заменена новой, существенно отличной от первоначальной и соответствующей вновь образованным гипергенным минералам. В ряде случаев гипергенное преобразование силикатов и алюмосиликатов под влиянием воды, углекислоты и органических кислот протекает стадийно с образованием различных глинистых минералов. Так получается каолинит из пш. Глеевый процесс –востановительный процесс

Нейтральный или щелочной процесс приводит к накоплению карбонатов. Сульфатно-хлоридный процесс приводит к капиллярному поднятию минирализ засоленных грунт вод – осаждение на поверхности сульфатов и хлоридов. Возникают засоленные почвы – соляные панцири