Коры выветривания

03.07.2018
Результатом сложных процессов всех типов выветривания являются различные продукты, среди которых можно выделить: остаточные, остающиеся на месте первоначального залегания материнских пород; подвижные, которые уносятся с места разрушения на то или иное расстояние.

Остаточные продукты выветривания представляют собой один из важнейших генетических типов континентальных образований — элювий. Элювий чаще всего состоит из плохо отсортированных смесей щебня, дресвы, песка и глин и представляет собой разрыхленную массу, по вещественному составу тесно связанную с подстилающими материнскими породами. Элювий, в образовании которого основная роль принадлежит биохимическим агентам выветривания, а в составе преобладают органические вещества (гумус), называется почвой.

Совокупность различных элювиальных отложений верхней части литосферы называется корой выветривания, в образовании которой наблюдается определенная стадийность и зональность.

Стадии развития и зональность коры выветривания. Наиболее благоприятными условиями для формирования мощной коры выветривания являются относительно выровненный рельеф поверхности в сочетании с жарким климатом и обилием органических веществ. Выделяют четыре стадии развития коры выветривания.

1. Стадия преобладания физического выветривания и накопления продуктов грубого механического разрушения.

2. Стадия обызвесткования и удаления в процессе гидролиза легкорастворимых компонентов, преимущественно серы и хлора. Одновременно происходит гидратация минералов и окисление серных соединений.

3. Стадия образования остаточных глин (каолинов) и выноса из материнских пород кальция, калия и магния.

4. Стадия образования латеритов.

По мере развития коры выветривания в глубину наблюдается ряд последовательных переходных зон от свежих неизмененных коренных пород к продуктам полного химического разложения (рис. 13.8).

I. Монолитная (скрытотрещиноватая) зона, в которой порода еще не несет видимых признаков дробления, но уже претерпела расшатывание связей между составляющими ее минералами.

II. Глыбовая зона, характеризующаяся наличием трещин выветривания, способствующих расчленению породы на отдельные глыбы; химико-минеральный состав соответствует составу материнской породы.

III. Зернистая (или мелкообломочная) зона, состоящая из мелких обломков или отдельных минеральных зерен.

IV. Зона тонкого дробления (или глинистая зона), в основном сложенная вторичными минералами с примесью тонкораздробленных первичных минералов.

V. Зона латеритов.

Граниты между зонами неровные, неотчетливые и могут перемещаться в глубину по мере развития коры выветривания.

Типы кор выветривания. В зависимости от климата процессы выветривания протекают с различной интенсивностью, в связи с чем образуются разные типы кор выветривания. В областях полярного и нивального климата господствует морозное выветривание. Образуется обломочный материал, по степени раздробленности подразделяющийся на три зоны (см. рис. 13.8).

В условиях теплого, умеренно влажного климата в результате более интенсивного химического выветривания формируется еще зона IV, сложенная глинистым материалом.

В условиях жаркого климата с умеренной влажностью (гумидного) мощность глинистой зоны возрастает до 15—25 м. При этом в зависимости от состава материнских пород сама зона приобретает зональное строение. Так, в коре по ультраосновным магматическим породам выделяются подзоны монтмориллонитов (IVa) и нонтронитов (IVб); в коре выветривания основных пород — подзона гидрослюд (IVa), монтмориллонитов (IV6) и каолинитов (IVв); в коре выветривания кислых и средних пород — подзона гидрослюд (IVa) и каолинитов (IVб). Мощность зоны физического выветривания сокращается до 10—15 м.

В условиях жаркого и влажного климата тропиков мощность кор выветривания достигает 40—60 м и более. В верхней части коры в результате интенсивного гидролиза алюмосиликатов происходит накопление оксидов и гидрооксидов алюминия и железа и отчасти кремния. Вследствие этого элювий в сухом состоянии напоминает по твердости обожженный кирпич, окрашенный в красный цвет. Поэтому такие зоны выветривания называют латеритными (от лат. латер — кирпич). По минеральному составу и физико-механическим свойствам латеритная кора выветривания подразделяется на подзоны красноземов и прочных пород крупно- и мелкообломочного строения, напоминающих панцирь и называемых кирассами. Мощность зоны латеритов может достигать 15—20 м. В областях аридного (сухого) климата пустынь и полупустынь, где из-за недостатка воды миграция активных веществ очень ограничена, элювиальный покров формируется в основном за счет физического выветривания. Продуктами выветривания здесь являются, как в зоне с нивальным климатом (мощность коры выветривания значительно меньше), скопления обломочного материала (зоны I—III) — глыбы, щебень, дресва, песок. Химическое выветривание проявляется локально в виде пустынного загара гипсовых корок и солончаков.

Морфология коры выветривания. По условиям образования и форме коры выветривания подразделяются на площадные и линейные.

Площадные коры выветривания развиты на больших площадях и чехлом перекрывают материнские породы, за счет которых они образовались. Пластообразные по форме, зональные по строению эти коры по размерам колеблются от нескольких десятков до тысяч метров в поперечнике при мощности от десятков сантиметров до нескольких десятков метров (рис. 13.9).

Линейные коры выветривания возникают вдоль системы трещин или на контакте разных по составу пород и имеют форму жилообразных тел (рис. 13.10). Такие тела протягиваются по простиранию на сотни метров, а на глубину — на несколько десятков метров, реже — на 100—200 м.


По времени образования коры выветривания подразделяются на современные и древние (ископаемые). Наибольшая мощность и дифференцированность элювиальных образований, их вертикальная зональность наблюдаются в древних корах выветривания, сформированных в различные по длительности этапы континентального развития земной коры. В настоящее время древняя кора выветривания сохраняется на тех участках рельефа, где на ней залегают более молодые породы, предохраняющие ее от разрушения.

С процессами выветривания связаны образование и изменение различных месторождений полезных ископаемых. Рыхлые продукты физического выветривания — щебень, валуны, гравий, песок и, отчасти, глины представляют собой ценные строительные материалы, используемые в различных отраслях промышленности. В процессе образования элювия из материнских пород высвобождаются многие стойкие минералы, образующие элювиальные россыпные месторождения золота, платины, касситерита, ильменита, алмазов и др. В результате химического выветривания возникают месторождения каолинов, бокситов, никелевых, железных и марганцевых руд.

На юге Сибирской платформы, в Иркутском амфитеатре, распространены коры выветривания разнообразные по возрасту, составу и площадному распространению. Наиболее древние — докембрийские — сложены пластами высокоглиноземистых хлоритоидных сланцев, которые считаются переотложенными глубоко метаморфизованными каолиновыми продуктами. Распространены они в Саяно-Байкальской горной области, Прибайкалье и Присаянье. Широким развитием в Центральном Прибайкалье отличаются мел-палеогеновые каолиновые коры выветривания площадного и линейного типов. Особенно мощные каолиновые коры развиты по пегматитам. В них выделяются следующие зоны (рис. 13.11, 13.12): I — монолитная; II — глыбовая; III — мелкообломочная; IV — тонкого дробления.
Коры выветривания

Мощные остаточные и переотложенные коры выветривания каолинового состава широко распространены в Иркутском угленосном бассейне. За редким исключением (Трошковское месторождение каолина) они погребены под угленосными континентальными осадками нижнесреднеюрского возраста (рис. 13.13).

Мел-палеогеновые коры выветривания Центрального Прибайкалья часто залегают в виде вытянутых линейных полос, что обусловлено не только избирательным характером выветривания, а преимущественно послекоровыми разрывными нарушениями, связанными с образованием байкальской впадины. Для таких линейных кор выветривания по амфиболитам характерен гетиткаолинитовый профиль со следующими основными зонами: зона начального разложения (выщелоченных или дезинтегрированных пород); зона развития выщелачивания и гидратации (монтмориллонитовая, иногда с гидрохлоритом); зона развития гидролиза и начала окисления (гетит-каолинитовая). Наблюдаются коры выветривания по пироксенитам и оливинсодержащим ультраосновным породам.

С корами выветривания Прибайкалья связан целый комплекс полезных ископаемых: магнезитов, марганцевых руд, фосфоритов, каолинитов, керамического сырья и др.