Метаморфические горные породы

Метаморфические породы образовались в недрах земной коры в результате глубокого изменения (метаморфизма) их исходных осадочных и магматических пород под действием высокого давления, высокой температуры и химически активных веществ (паров, газов, растворов), идущих из магматических очагов.

Большинство метаморфических пород имеет сланцевое, полосчатое строение, поэтому часто их называют кристаллическими сланцами. Таковы гнейсы, слюдяные, хлоритовые, тальковые сланцы, филлит и другие. Некоторые метаморфические породы имеют зернистое строение (мрамор, кварцит).

 

 

Глава 9

ВЫВЕТРИВАНИЕ И КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ

 

Внешние процессы совершаются на земной поверхности или на небольшой глубине. К ним относятся выветривание, действие ветра и перемещающая деятельность воды.

Понятие о выветривании

 

На поверхности континентов горные породы попадают в обстановку, которая более или менее резко отличается от условий их образования.

Дневная поверхность (или граница земной коры и атмосферы), характеризуется небольшими величинами давления и температуры – в сотни и тысячи раз меньше тех величин, при которых возникают магматические или метаморфические минералы. Давление и особенно температура на поверхности суши испытывают значительные колебания на протяжении суток и года. Мощным фактором воздействия является жидкая вода, содержащая растворённые химически активные соединения. На горные породы действует целая серия сложных процессов, связанных с развитием живых организмов и почвообразованием. Всё это обусловливает неустойчивость минералов, возникших в иных условиях, и возникновением новых минералов.

Выветривание – совокупность естественных (физических, химических и физико-химических) процессов, преобразования, приводящих к разрушению горных пород и слагающих их минералов на поверхности суши под влиянием факторов и условий географической среды. А.Е. Ферсман предложил называть процессы преобразования горных пород и минералов на поверхности Земли гипергенезом. Под естественными процессами подразумевается совокупность процессов физического и химического разрушения минералов и горных пород под влиянием колебаний температуры, замерзания и оттаивания воды в трещинах, силы тяжести, ветра; химическим воздействием воды и газов; в результате деятельности растительных и животных организмов. При выветривании происходит не только разрушение первичных минералов, но и возникновение ещё более многочисленных новых. Следовательно, выветривание нельзя рассматривать только как процесс разрушения горных пород. Это одновременно и созидательный процесс, в результате которого формируются особые образования – коры выветривания. Разрушение, которое при этом происходит, сопровождается возникновением новых минеральных комплексов. Различают выветривание физическое и химическое.

Физическое выветривание. Физическое выветривание, или механическое – это результат неодинакового расширения частиц породы при суточных и сезонных изменениях температуры. Вода, поступающая в образовавшиеся трещины, замерзая и оттаивая, еще больше расширяет их. Так образуются «развалины» на месте выступов твердых горных пород, «каменные реки».

Химическое выветривание. Химическое выветривание происходит тоже при участии воды и растворенных в ней соединений. Иногда выделяется и биологическое выветривание, это когда происходит разрушение пород в результате жизнедеятельности организмов. Большой разрушительной силой обладает корневая система растений. Наиболее интенсивны процессы выветривания на поверхности.

 

Понятие о коре выветривания

 

Кора выветривания – это слой земной поверхности в верхней части литосферы, состоящий из континентальных рыхлых образований, формирующихся, в результате выветривания первичных горных пород.

В зависимости от климата и геологических условий формируются различные типы коры выветривания. От коренных пород кора выветривания отличается более рыхлой структурой, изменённым химическим и минералогическим составом со значительными включениями глинистых минералов бурого или красного цвета.

Различают остаточную кору выветривания (сохраняется на месте своего первичного залегания) и переотложенную кору выветривания (продукты перемещены на небольшое расстояние, но не потеряли связи с материнской породой).

Образование коры выветривания зависит от состава и строения подстилающих горных пород, гидрогеологических условий, характера рельефа, климатических особенностей данного региона, жизнедеятельности организмов и др. В зависимости от минералогического состава горных пород различают каолиновый, карбонатный, гипсовый и другие типы коры выветривания. По форме залегания выделяют площадную кору выветривания, покрывающую коренные горные породы плащом мощностью от десятков сантиметров до нескольких метров или десятков метров, и линейную кору выветривания, заполняющую трещины в коренных породах на глубину до нескольких десятков метров, в условиях сухого климата до 200 м и более в условиях жаркого и влажного климата. По мере удаления от коренных пород к поверхности степень изменчивости минералогического и химического состава коры выветривания обычно возрастает.

Зависимость от климата определяет широтную зональность в размещении коры выветривания. Наибольшая мощность коры выветривания отмечается во влажных тропиках, в условиях тектонического покоя, когда происходит длительное выравнивание рельефа. Тёплый и влажный климат тропиков способствует повышению интенсивности процессов химического выветривания, при которых происходит вынос из горных пород ряда подвижных элементов (Ca, Mg, Na, K и др.) и относительное обогащение их менее подвижными элементами (Fe, Al, Ti, Zr и др.) с образованием главным образом ферралитной и сиалитной коры выветривания. В составе этих типов коры выветривания большую роль играют минералы группы каолинитов.

В условиях резко континентального и сурового климата пустынь, высокогорий и полярных областей (с широким развитием процессов физического выветривания) формируется преимущественно обломочная кора выветривания малой мощности.

Формирование коры выветривания происходило, по-видимому, во все геологические периоды. С древними корами выветривания часто связаны месторождения руд никеля, железа, хрома, алюминия, редких элементов, а также нерудных полезных ископаемых – фосфора, каолина и др. воды (включая ледники).

 

Глава 10

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД

Поверхностные текучие воды производят огромную работу, формируя скульптурный рельеф суши и морские осадки. В процессе стекания атмосферных вод, выпадающих на сушу, происходит плоскостной смыв твёрдых частиц, линейный размыв (эрозия) горных пород, перенос продуктов смыва и размыва, их переотложение на суше или вынос за её пределы. Эрозия (лат. – erosio –разъедание, от erocos – разъедаю) – процесс разрушения горных пород и почв водным потоком. Размывающая способность потока тем значительнее, чем больше скорость течения, и зависит от характера подстилающей поверхности. Интенсивность эрозии зависит от живой силы потока, т.е. скорости течения и массы воды. Эрозия – один из главных факторов формирования рельефа земной поверхности.

Различают поверхностную эрозию (смыв со склонов), способствующую сглаживанию неровностей рельефа и линейную эрозию (образование оврагов, балок, долин), приводящую к расчленению рельефа земной поверхности.

Результатом этой работы является выравнивание или денудация рельефа. Денудация – совокупность процессов сноса и переноса (водой, ветром, льдом, непосредственным действием силы тяжести) продуктов разрушения горных пород в пониженные участки земной поверхности, где происходит их накопление – аккумуляция.