Поиск

Типы коры выветривания
29.10.2015

В основу типизации коры выветривания следует положить представление о балансе веществ в ходе выветривания. Можно в обобщенном виде представить три основных типа баланса веществ при выветривании: промывной (отрицательный), накопительный (положительный) и промежуточный (положительный для одних соединений, и отрицательный для других).
При промывном балансе большая часть образующихся продуктов уносится из сферы выветривания. Хотя степень выноса для различных минералов будет неодинаковой, суммарно преобладают процессы вымывания. Этому типу баланса соответствует элювиальный (остаточно-промывной) тип коры выветривания.
При образовании элювиального типа коры выветривания ведущая роль принадлежит выщелачиванию подвижных и остаточному относительному накоплению менее подвижных продуктов выветривания. Элювий, таким образом, является формой остаточной коры выветривания, мощность которой тем больше, чем длительнее продолжалось выветривание и чем лучше сохранились его продукты. Элювиальные коры выветривания формируются на равнинных плато, на древних плоских водоразделах и древних террасах. На магматических породах образуется первичный или так называемый ортоэлювий. На плотных осадочных породах образуется параэлювий. На четвертичных наносах, слагающих древние аллювиальные или делювиальные равнины, поднятые новейшей тектоникой, формируется неоэлювий, для которого характерны свойства, унаследованные от процессов гидрогенного накопления материала в период образования аккумулятивной коры выветривания, и черты нового цикла элювиального выветривания (вынос части веществ), начавшегося после поднятия местности.
В различных климатических условиях и при различной длительности процессов образуются многочисленные формы элювиальных типов коры выветривания. Назовем наиболее обычные и относительно лучше изученные разновидности элювиальной коры выветривания:
1) скальный элювий, покрывающий поверхность скал и скальные углубления (чаще в горных условиях);
2) обломочный элювий, представленный неокатанными обломками и дресвяным материалом разрушенной породы (чаще в горных условиях);
3) мелкоземистый карбонатный элювий — первичный, например на изверженных породах в Армении, Крыму, Монголии, или вторичный (неоэлювий), например лёссовидные суглинки, лёссы или сыртовые суглинки Евразии;
4) мелкоземистый сиаллитный элювий, насыщенный или ненасыщенный с комплексом сиаллитных минералов (каолинит, галлуазит, слюды), например покровные суглинки севера Русской равнины;
5) оглиненный монтмориллопитовый элювий и неоэлювий, образованный в условиях относительно сухого климата;
6) оглиненный железистый каолинитовый элювий и неоэлювий влажных субтропических и тропических областей;
7) ферритный и ферраллитный элювий и неоэлювий влажных и периодически сухих субтропиков и тропиков;
8) аллитный (бокситовый) элювий в экваториальных влажных тропиках (абсолютное преобладание минералов гидроокиси алюминия).
Ряд разновидностей элювиальной коры выветривания при геологической продолжительности ее формирования во влажном тропическом или субтропическом климате может рассматриваться как ряд последовательных стадий. В условиях более сухого или более холодного климата при наличии эрозии и меньшей продолжительности процессов выветривания элювий достигает промежуточных или лишь наиболее ранних стадий.
На пологих склонах, на наклонных делювиальных равнинах, в сухих дельтах и конусах выноса баланс веществ в коре выветривания имеет сложный переходный характер — промежуточный тип баланса веществ. Через эти территории транзитом движутся природные водные растворы (наземные и подземные). Часть их теряется на испарение и транспирацию, часть проходит в аккумулятивные ландшафты и океан. В процессе их движения воды нагреваются и аэрируются, взаимодействуют с поглощающим комплексом и минералами водоносных горизонтов. В результате известная часть взвешенных и растворенных продуктов выветривания выпадает в осадок по пути движения. Выпадают из раствора соединения кремнезема, алюминия, железа, вызывая сиаллитизацию, окремнение, оглинение, ожелезнение или бокситизацию породы, а также формирование ортштейновых прослоев или латеритных кор и панцирей. То же происходит с растворами карбонатов и сульфатов щелочных земель и щелочей. Происходит обызвестковывание, загипсовывание, засоление наклонных делювиальных, пролювиальных равнин путем бокового перемещения растворов (делювиальное засоление). Образуется транзитно-аккумулятивная кора выветривания разнообразного состава — колювий. Чем суше климат и чем дальше и дольше происходит боковое движение делювиальных — поверхностных и грунтовых вод, тем большая часть компонентов, начиная от наименее растворимых и включая все более растворимые компоненты, задерживается в транзитно-аккумулятивной коре выветривания.
Третий тип баланса продуктов выветривания — накопительный. Он характерен для мало дренированных и бессточных низменностей, депрессий, низких и пойменных террас, дельтовых равнин, высыхающих озер. Здесь накапливаются продукты выветривания, поступающие со стороны и образующиеся на месте. Данному типу баланса веществ соответствует аккумулятивная кора выветривания, накопившая те взвешенные и растворимые продукты выветривания и почвообразования, которые были вынесены из элювиальной коры выветривания и прошли область транзитно-аккумулятивной коры выветривания. Это истинные и коллоидные растворы и тонкие суспензии аморфного кремнезема, восстановленные и хелатные формы соединений железа, марганца, кобальта, никеля, подвижные формы соединений алюминия. Сюда могут поступать также высокодисперсные растворы органических веществ. В засушливом и жарком пустынном климате в эту область приходят растворы нитратов, хлоридов, сульфатов, карбонатов, вызывая современное соленакопление.
Транзитно-аккумулятивный и аккумулятивный типы коры выветривания включают, таким образом, механические, химические и биохимические скопления продуктов выветривания, вынесенных с гор и из областей элювия и накапливающихся в областях аккумуляции (склоны, низменности, поймы, дельты, мелководья морей) в виде делювия, пролювия, аллювия, озерных и прибрежно-донных отложений эстуариев, ильменей, маршей. В числе разновидностей аккумулятивной коры выветривания следует различать:
1) галечниковый, щебнистый, гравийный делювий, пролювий, аллювий (бескарбонатный, обызвесткованный, загипсованный, ожелезненный);
2) мелкоземистый делювий, пролювий, аллювий (бескарбонатный ненасыщенный, бескарбонатный насыщенный, обызвесткованный, загипсованный, ожелезненный, окремненный, засоленный);
3) глинистый делювий, пролювий, аллювий (кислый и нейтральный сиаллитный, щелочной монтмориллонитовый, иллитовый и вермикулитовый, карбонатный сиаллитный, загипсованный, ожелезненный — грунтоводный латерит, окремненный, содовый, хлоридно-сульфатный, нитратный).
Элювиальный, транзитный и аккумулятивный типы коры выветривания тесно связаны между собой генетически и геохимически. Поэтому существует закономерная сопряженность всех трех типов коры выветривания в главнейших ландшафтно-географических условиях суши. Так, в тропиках при очень большой длительности выветривания и отсутствии эрозии элювий представлен аллитной корой выветривания, колювий — каолинитовой корой с участием окислов железа и марганца и аккумулятивная кора во влажном климате — каолинитом и латеритом, а в сухом климате — монтмориллонитом. Именно такое сочетание типов коры выветривания характерно для тропиков Бразилии или Гавайских островов. В условиях муссонного климата тропиков аккумулятивная кора выветривания обогащена кремнеземом, монтмориллонитом и даже такими соединениями, как углекислый натрий. Это наблюдается, например, на территории Индии или Кении. Сиаллитный бескарбонатный элювий Средиземноморья или Дальнего Востока сочетается с монтмориллонитовой карбонатной аккумулятивной корой. Карбонатная сиаллитная элювиальная кора выветривания степей или сухих саванн сочетается всегда с карбонатной хлоридно-сульфатной или содовой аккумулятивной корой выветривания. Аккумулятивные ландшафты (низменности, депрессии, пойменные террасы, дельты и т. д.) нередко подвергаются тектоническим поднятиям и расчленению. Аккумулятивные процессы при этом прекращаются, сменяясь процессами выноса. В этих случаях (которые широко распространены на равнинах земного шара) аккумулятивная и транзитно-аккумулятивная коры выветривания подвергаются вторичному элювиальному процессу и превращаются в неоэлювий.
Образовавшиеся и накопившиеся в аккумулятивный период минералы, например скопления вторичного кремнезема, толщи монтмориллонитовых и нонтронитовых глин, панцири и конкреции окислов железа и марганца, известковые и гипсовые коры и прослои, «унаследуются» и долго сохраняются в неоэлювиальной коре выветривания. Таковы, в частности, известковые и гипсовые коры Аравии, Устюрта и Северной Африки. Объяснять их происхождение новейшими современными условиями, например климатом, было бы ошибкой. Эти «новообразования» являются реликтами аккумулятивного прошлого таких ландшафтов.
Многократные смены в направлении тектоники и эрозии, различия в исходных породах весьма усложняют реальную картину процессов выветривания и географию распределения типов коры выветривания. Ho охарактеризованные закономерности могут служить хорошим ориентиром для расшифровки этих сложных явлений в природе.
Формирование коры выветривания, движение, перераспределение и аккумуляция продуктов выветривания тесно взаимодействуют и неразрывно связаны с процессами почвообразования. В областях остаточной коры выветривания (элювия) почвообразование само является одним из главных факторов выветривания. Ho почвообразование как биоаккумулятивный процесс охватывает лишь верхние горизонты толщи элювиальной коры выветривания. В целом в элювиальной коре выветривания господствует вековой геохимический вынос всех более или менее подвижных продуктов выветривания. В той же сфере коры выветривания, которая охвачена почвообразовательным процессом и находится под влиянием малого биологического круговорота веществ, ведущим является процесс биогенного накопления элементов в верхних (особенно гумусовых) горизонтах.
Таким образом, формирование элювиальной коры выветривания и биогенный цикл почвообразовательного процесса диаметрально противоположны в своей направленности и в суммарном балансе веществ. Однако в целом здесь доминирует вынос.
В областях формирования аккумулятивных и транзитно-аккумулятивных типов коры выветривания происходит накопление механических, химических и биохимических осадков в разном соотношении и в различной степени. Эти осадки являются субстратом для древнего и современного почвообразования. Почвообразовательный процесс здесь также сопровождается резко выраженной биогенной аккумуляцией веществ в гумусовых горизонтах. Таким образом, в областях аккумулятивной коры выветривания направленность почвообразования и геохимических процессов суммируется и сочетается без противоречий, ведя к формированию плодородных, богатых питательными веществами осадочных пород и почв (межгорные впадины, низменности, аллювиальные равнины, поймы и дельты рек и т. д.).
В случаях крайнего выражения, например во влажных тропиках, остаточная элювиальная кора выветривания весьма обедняется элементами, необходимыми для произрастания и продуктивности растений. Это каолинитовые, ферритные и аллитные (бокситовые) коры выветривания, утратившие большинство подвижных компонентов.
В своем крайнем выражении в условиях засушливого климата аккумулятивная кора выветривания представляет собой скопления почти чистых химических осадков: карбонатов, сульфатов, хлоридов, нитратов щелочей и щелочных земель. Этот субстрат неблагоприятен для существования растительных и животных организмов и для развития плодородных почв.
Железистый латерит — пример аккумулятивного процесса в условиях тропиков и вместе с тем крайнего биологического бесплодия почвы.
Наиболее благоприятные условия для образования почв высокого плодородия создаются в промежуточных условиях.