что такое техногенное выветривание

Выветривание горных пород. География

Ещё одна сила

И наконец, есть ещё одна причина разрушения горных пород. Как это — ещё одна, может кто-то возмутиться. Было же сказано, что их три! Друзья мои, читайте внимательно. В начале параграфа написано: «В природе существует три вида выветривания». Видите? В природе. А мы сейчас поговорим не о природном процессе, а о техногенном. Можете самостоятельно перевести это слово — «техногенный»? Очевидно, что речь идёт о процессе, связанном с применением техники. Так как только человек применяет технику, техногенные процессы по-другому называют антропогенными (от греческого слова «антропос» — «человек»). Техногенные, или антропогенные, процессы — это процессы, связанные с хозяйственной деятельностью человека. При строительстве или добыче полезных ископаемых человек разрушает горные породы. Он пробивает туннели в горах, для того чтобы пустить по ним дороги, создаёт огромные карьеры для добычи полезных ископаемых (рис. 94 ).

Практически все виды хозяйственной деятельности оказывают влияние на горные породы. Например, при вырубке лесов не защищённая деревьями поверхность начинает гораздо быстрее размываться текущими водами. Следовательно, деятельность человека может усиливать действие природных видов выветривания.

Подробнее к этим процессам мы вернёмся в старших классах, а пока запомним: техногенные (антропогенные) процессы, связанные с хозяйственной деятельностью человека, способны сильно менять горные породы и рельеф Земли.

1. Выветривание — процесс разрушения горных пород под влиянием физических, химических и биологических факторов. Различают физическое, химическое и биогенное выветривания.

2. Физическое выветривание связано с действием движущейся воды, ветра, а также температурного расширения и сжатия горных пород. Оно превращает скалы в обломочные горные породы.

3. Химическое выветривание — это разрушение водой растворимых горных пород, приводящее к образованию подземных пещер. Биогенное выветривание связано с действиями животных и растений на горные породы.

4. Хозяйственная деятельность человека приводит к техногенному (антропогенному) разрушению горных пород.

Выветривание (физическое, химическое, биогенное), техногенные (антропогенные) процессы

1. Что такое выветривание? 2. Какие существуют виды выветривания? 3. Назовите главные причины физического выветривания? 4. Расскажите о биогенном выветривании. 5. Что такое техногенное выветривание?

А теперь более сложные вопросы

1. Почему силы выветривания называют внешними силами? 2. Приведите примеры действия разных сил выветривания. 3. Как в процессе физического выветривания образуются обломочные горные породы? 4. Приведите примеры техногенного выветривания.

1. Проявлением какого вида выветривания является разрушительная деятельность воды:

а) физического;
б) химического;
в) биогенного;
г) техногенного.

2. Техногенное выветривание НЕ проявляется при:

а) строительных работах;
б) добыче ископаемых;
в) формировании барханов;
г) прокладке дорог.

3. Биогенное выветривание НЕ связано с жизнью и деятельностью:

а) кротов;
б) людей;
в) растений;
г) птиц.

Источник

§ 13. Выветривание горных пород

Вопрос 1. Что такое горные породы и минералы?

Горными породами называют тела, состоящие из нескольких минералов. По происхождению выделяют магматические, осадочные и метаморфические горные породы. Минералы — это тела, имеющие однородный состав.

Вопрос 2. Чем отличаются горные породы и минералы?

Горные породы — состоят из минералов более или менее постоянного состава. Минералы, как правило, – однородные кристаллические вещества с упорядоченной внутренней структурой и определенным составом, который может быть выражен соответствующей химической формулой.

Вопрос 3. Какие бывают виды горных пород и минералов?

По происхождению горные породы делятся на три группы: Магматические, Осадочные, Метаморфические.

Вопрос 4. Всегда ли горные породы и минералы разрушаются только под воздействием природных сил?

Нет, их так же разрушает человек, когда добывает полезные ископаемые.

Вопрос 5. Что такое выветривание?

Выветривание — процесс разрушения горных пород и минералов под влиянием физических, химических и биологических факторов. Соответственно различают физическое, химическое и биогенное выветривание.

Вопрос 6. Какие существуют виды выветривания?

Различают физическое, химическое и биогенное выветривание.

Вопрос 7. Что является главными причинами физического выветривания?

Физическое выветривание связано с действием движущейся воды, ветра, а также температурного расширения и сжатия горных пород. В результате физического выветривания образуются обломочные горные породы.

Вопрос 8. Что такое биогенное выветривание?

Биогенное выветривание — разрушение горных пород и минералов, связанное с деятельностью растений и животных.

Вопрос 9. Что такое техногенное выветривание?

Хозяйственная деятельность человека приводит в техногенному (или антропогенному) разрушению горных пород.

Вопрос 10. Почему силы выветривания называют внешними силами?

Силы выветривания называют внешними, чтобы отличать их от внутренних сил, связанных с процессами, происходящими в недрах земного шара.

Вопрос 11. Что является основной причиной возникновения химического выветривания?

Химическое выветривание — растворение горных пород и минералов. Этот вид выветривания связан с тем, что вода способна растворять многие вещества и горные породы. К таким породам относится известняк, гипс и многие соли.

Вопрос 12. Как в процессе физического выветривания образуются обломочные горные породы?

В результате физического выветривания при температурном расширении и сжатии горных пород они разрушаются и образуются обломочные горные породы.

Вопрос 13. Приведите примеры техногенных процессов, формирующих рельеф Земли.

Примером может быть разработка песчаных, каменных и прочих карьеров, угольных шахт.

Вопрос 14. Приведите примеры взаимосвязи техногенных и природных процессов разрушения горных пород.

В результате добычи песка изменяется водный баланс территории, стенки карьеров начинают размываться ручьями, в результате возникают обвалы породы и затопление нижних горизонтов карьера.

Вопрос 15. На основе текста параграфа составьте схему «Выветривание горных пород».

Источник

Выветривание горных пород: основные типы, их особенности и характеристики

Весь геологический период или век сопровождается выветриванием горных пород. Это достаточно сложный и продолжительный процесс, при котором разрушается поверхность минералов, либо они подвергаются абсолютному изменению. Важным условием для этого можно считать присутствие H2O, CO2, O2 и колебания температуры либо взаимодействие с местной флорой и фауной.

Преобладание различных условия либо факторов на участках формирования пород, определяет три основных разновидности процессов выветривания:

Все эти разновидности имеют тесную взаимосвязь и чаще всего проявляются в сочетании друг с другом. Может преобладать какая-то конкретная форма, соответствующая условиям окружающей природы. Зачастую такие виды выветривания горных пород имеют место на суше. Намного реже можно столкнуться с этим явлением в условиях водных бассейнов

Как происходит выветривание, и какие остаточные продукты оно формирует?

В классическом понимании продукты, задержавшиеся в породе, принято именовать элювием. По большей части так называют скопления рыхлых обломочных пород с разным составом, будь то глина или глыбы. Также это обломочные накопления солидных продуктов инсоляции (горизонты, корки и калькреты) и метасоматиты.

Выветриваемые продукты формируются в ходе естественных исторических изменений земной коры. Со временем меняется рельеф, климат местности, структура почвы и тектонический режим. Здесь формируются переотложенные скопления, различающиеся между собой вариантом переноса и садиментационными окружающими факторами.

Так, например, одна из разновидностей выветривания горных пород – эрозия. По сути, это выветривание минеральных элементов движущимися ледниками, потоками воды, ветра и гравитацией. Также подобные процессы иногда называют денудацией, то есть, не выветривание, сопровождающееся сносом.

При выветривании имеют место два ключевых условия. Разрушение материнской породы (процессы физического характера), а также химические процессы, включая реакции сообщения/обмена, окисления и гидратации. Как правило, эти два аспекта сочетаются друг с другом в различных соотношениях. При этом первый, как правило, становится подготовкой к химическому этапу.

Типы выветривания и их особенности

Теперь поговорим более подробно о каждом геологическом типе выветривания и о его характерных особенностях.

Физический тип

Процесс физического выветривания, как было сказано выше, основан на дезинтеграции или дроблении материнской породы. При этом существенных изменений в составе зёрен минерального происхождения не происходит. Эти процессы можно считать характерными для такой географии широт, как Антарктика, Арктика, а также для аридных местностей (полупустыни, пустыни) и горных районов.

Эти процессы протекают в условиях температурных изменений. Это может быть замерзание воды с последующим оттаиванием, биологические факторы (деятельность живности в корнях растительности или роющих животных), а также соляная кристаллизация в капиллярных водах. Между тем никаких видимых трансформация состав обломочных частей не претерпевает.

Среди основных факторов механического выветривая первостепенную важность имеют температурные перемены в течение сезонов и даже суток. В породе горы скапливаются зёрна, различающиеся между собой составом. Каждая категория таких зёрен может по-разному реагировать на температурные изменения. Основное их отличие состоит в коэффициенте линейного и объёмного расширения, который отражён в специальной расчётной таблице.

В ходе физических выветривающих процессов может иметь место кристаллизация. Так, вода, замерзая, превращается в лёд. За счёт этого её объём увеличивается почти на 10%. Это приводит к расклиниванию породы трещинами и, в итоге, к разрушению.

Немалое влияние имеет тектоническое напряжение, при которых изгибаются породистые пласты. В результате происходит их сминание и образуются разрывы. Целостность породы при этом нарушается.

Следующие два фактора, ударное действие ветра (корразия) и волн (абразия), также считаются важными при физическом выветривании разных типов горных пород. Морской прибой и водные течения механически разрушают коренные породы. Ударные волны с песчинками и камнями обрушают и растворяют породу. Имеет место и подводная абразия, которую можно встретить на океаническом, морском и озёрном дне.

Глубина водоёма при это может составлять несколько десятков метров, в случае с озёрами, или сотен метров, при подводной абразии в морях и океанах.

При денудации и эрозии имеет место гравитационное влияние. Именно оно определяет первичное разделение обломочных материалов. Так крупные части пород скапливаются преимущественно в различных местах на склонах, а также у подножий гор. Более мелкие частицы уходят с водой или разносятся ветром, иной раз на многие километры от мест разрушения.

Типы физического выветривания различаются между собой в зависимости от фактора, под действием которого происходит разрушение породы. Это может быть разрушение под действием солнечных лучей, снега, мороза, льда и биологических факторов.

По части определённых процессов, происходящих в массивах, физический и химических тип породистого разложения имеют определённые схожести. То есть, и в первом, и во втором случаях имеют место разрушительные химические процессы. Однако в случае с физической категорией, механические факторы значительно преобладают.

Химический тип

В геологии представляет собой сложные химико-биологические, сопровождающие распадением горных пород. Также имеют место различные реакции биохимического и биогенного характера. Действие органических кислот, кислорода, аммиака, углекислоты, азотной и серной кислот, а также воды можно отнести к основным факторам химического выветривания горных пород.

Под влиянием этих факторов происходят выщелачивательные, гидратационные, окислительные, растворяющие, гидролизные и карбонатизационные процессы. Щёлочи, катионы металлов, гидроксиды и оксиды при этом выносятся из активной зоны.

Важнейшим агентом при химическом типе считается биогенный фактор. Он влияет на различные, взаимосвязанные процессы выветривания в литосфере, гидросфере и атмосфере. Под действием биомассы оказывается каталитическое действие на синтез и деградацию. Формируется благоприятная среда, в которой действуют активные бактериальные компоненты.

Водная структура – это определяющий фактор. По сути водная среда со свойствами слабых электролитов диссоциирует на OH – и H + ионы. В этой связи водная среда способствует растворению практически любых, известных на сегодня минералов.

Кислотно-щелочной показатель pH также влияет на растворимость некоторых минеральных компонентов, формирующихся в процессе минерально-химического выветривания. К примеру, гидроксид железа подвержен растворению – таким образом, растворяющие водные массы способны переносить его, но только в кислых средах. Когда раствор нейтрализуется, гидроксид осаждается. А вот алюминия гидрат растворяется не только в кислых, но и щелочных средах.

Таким образом, фактор растворимости непосредственным образом влияет на перенос компонентов и условия, в которых они осаждаются. Помимо кислотно-щелочного фактора важную роль в химико-физических условиях растворения среды и миграции частиц играет восстановительно-окислительный потенциал (Eh).

Одним из ключевых факторов при химическом типе считаются продукты разрушенной органики. В первую очередь речь идёт об остатках растительного происхождения, образующих гуминовые кислоты. Последние в свою очередь окисляют среду и способствуют разложению силикатов. Наличие органических веществ способствует формированию восстановительной среды.

Таким образом, растворимость большинства закисных соединений в этом случае более выражена, чем у окисных. Микробы существенным образом влияют на сульфатную редукцию, участвуют в образовании водорода и переведении окисного железа в нерастворимую форму.

Наконец, свой особый вклад в процессы химического выветривания и выхода побочных продуктов из мест разложения материнской породы вносит углекислота. Она образует с отдельными группами металлов растворимые соединения. Карбонат металла в сочетании с углекислотой переходит в бикарбонат, который имеет более высокий показатель растворимости.

Подводный тип

Процессы выветривания горных пород имеют место не только на суше, но, как уже было сказано выше, на дне различных водоёмов, преимущественно океанов и морей. Если рассматривать последние, то при наличии морской воды, богатой минералами, а также при смене температур, газовых режимов и давления происходит растворение горной породы и минералов. При этом формируются новообразования элювиального типа с продуктами биологической, метасоматической и химической природы.

Сочетание всех этих процессов в подводной среде приводит к изменению состава минеральных разностей, которые могут присутствовать здесь на дне либо во взвешенном состоянии. Такую совокупность принято называть гальмиролизом. При этом он относится не только к минеральным образцам на морском дне, но и к продуктам вулканической активности.

К числу ключевых факторов разложения минералов в подводной среде принято относить:

В зависимости от глубины водоёма, на которой происходят процессы разложения, схема воздействия этих факторов меняется. В зоне подводного разложения температура, при которой происходят процессы распада и выветривания, более низкая, если сравнивать её с температурным режимом химического выветривания в континентальной среде.

С увеличением глубины, на котором формируется донный осадок, растёт показатель давления. На 200 метрах он составляет порядка 20 атмосфер, а на глубине 10 тысяч метров – до 1000 атмосфер. Таким образом, растворимость газов и твёрдых веществ возрастает. Более активно и в краткий период проходят химические процессы. Также меняется их эффективность и направление.

Высокая скорость скопления осадков не влияет на развитие процессов выветривания под водой. Это обусловлено тем, что осаждаемые материалы долгое время не контактировали с природными водами, вследствие их перекрытия новыми осадочными слоями. При этом солёные воды не успевают оказывать выраженного химического воздействия на эти материалы.

По мере удаления от линии берега на море и в океанах, скорость накопления осадков снижается. По этой причине гальмиролиз проявляется более активно на глубоководных участках водоёмов. Также его активность обусловлена от жизнедеятельности микроорганизмов и скорости осадочного скопления.

Растворённое вещество имеет свойство мигрировать в вертикальном направлении, а его частицы – цементироваться. Под действием гидратации, гидролиза, миграции, восстановления и окисления гальмиролизированные осадки синтезируются в другие минеральные породы. К их числу можно отнести:

Формируются преимущественно фосфатные породы. Бактериальная микрофлора выступает катализатором при гальмиролизе. Они ускоряют химический процесс, однако не изменяют направленность и продукты, которые они продуцируют в процессе.

Химико-физические условия водной среды непосредственным образом влияют на ход и проявление выветривания под водой. Последнее при этом достигает апогея в развитии при нулевых и малых скоростях накопления осадков в районах подводных хребтов и глубоководных областей.

Напоследок хотелось бы упомянуть о фумарольной и гидротермальной переработке осадочных образований в местах вулканической активности. Здесь преобладают сульфат-ионные составы, а также пирокластические осадки пепла, которые наряду с кислой средой и высокими температурами делают глинозём подвижным. Это, в свою очередь, формирует белоцветной и пестроцветной элюфий, который по Калугину называется сольфатарно-фумарольная кора выветривания.

Источник

Что такое техногенное выветривание

Минеральный состав кор выветривания определяется составом материнских пород (Рис. 12, 13). По времени образования выделяют современные (почвы) и древние коры выветривания, по форме и условиям залегания – площадные и линейные.

Как было показано выше, выветривание является основой для развития большей части экзогенных геологических процессов. Поскольку под влиянием человеческой деятельности выветривание существенно видоизменяется по своим масштабам интенсивности и распространению, следует полагать, что техногенез может оказывать значительное влияние на развитие экзогенных геологических процессов.

Таким образом, под термином «техногенное выветривание» следует понимать комплекс процессов, развивающихся на искусственных обнажениях горных пород под воздействием природных и техногенных агентов выветривания, в результате которых происходят изменения состава, состояния и свойств горных пород и формируется современный элювий [4].

Скорость техногенного выветривания некоторых пород показана в Таблице 1.

Инженерно-геологическое расчленение коры выветривания.

1 — интенсивность действия процессов выветривания:

а — значительная, б — средняя, в — слабая;

2 — минеральные новообразования:

а — гипс б — гидроокислы

Трещинная зона

Обломочная зона

Зона представлена породами, нарушенными интенсивной трещиноватостью в результате физического выветривания и изменением минерального состава химическими процессами..

Дисперсная зона

Представлена новым геологическим образованием, коренным образом отличающимся от материнской породы по составу, состоянию и свойствам [4].

Инженерно-геологическая оценка выветрелости горных пород осуществляется с помощью следующих показателей [4]:

а) показатели для оценки современного состояния пород в разных зонах коры выветривания, т. е. характеризующие выветрелые породы и используемые для решения разных научных и прикладных задач;

б) показатели для оценки свойств пород, незатронутых выветриванием, которые в первую очередь используются для определения степени выветрелости (изменения состава, состояния и свойств), а также для решения задач проектирования сооружений, таких как определение глубины заложения сооружения, несущей способности невыветрелых пород, возможных техногенных геологических процессов и явлений и т. д.;

в) показатели, используемые для решения специальных задач теоретического и прикладного назначения (например, для установления закономерностей, районирова­ния, перспективного проектирования и т. д.).

Некоторые из показателей приведены ниже [2].

Показатель выветрелости V (М. Розиваль, 1896 г)

Коэффициент выветрелости К_в (Е.В. Левицкий, 1967 г)

Показатель степени выветрелости i (А. Хэмрол, 1962 г)

Здесь q₁ и q₂ – соответственно масса образца в сухом состоянии и после водонасыщения (1,5-2 ч).

Показатель стойкости (П.Н. Панюков, 1962 г)

Здесь R_н и R₁ – прочность пород соответственно начальная и через год после её обнажения.

Показатель степени сохранности (С.Д. Воронкевич, 1963г)

Здесь — коэффициенты пористости пород соответственно в состоянии предела текучести, породы наблюдаемого участка, породы в невыветрелом состоянии.

Показатель выветрелости (Б.В. Швец, 1968 г)

Здесь , q₁ – масса мелкозёма размером менее 2мм, q₂ – масса крупных частиц более 2 мм, K₂ – показатель истирания в барабане.

Показатель выветрелости (Г. С. Золотарев, 1969 г)

Здесь F – показатель свойства элювия (плотность, пористость, содержание окислов железа и т.д.), индексы Н, О, А – соответствующие невыветрелым, оцениваемым и предельно выветрелым породам.

Источник

Выветривание

Полезное

Смотреть что такое «Выветривание» в других словарях:

ВЫВЕТРИВАНИЕ — ВЫВЕТРИВАНИЕ, в геологии и физической географии разрушение и химическое изменение горных пород и минералов на поверхности Земли в результате физических, химических и органических процессов. Влияет на образование почвы и играет основную роль в… … Научно-технический энциклопедический словарь

Выветривание — Совокупность процессов физического, химического и биологического разрушения минералов и горных пород верхней части литосферы под влиянием колебаний температуры, влажности, воздействия газов (атмосферных и растворенных в воде), растений и т.п.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ВЫВЕТРИВАНИЕ — ВЫВЕТРИВАНИЕ, выветривания, мн. нет, ср. 1. Действие по гл. выветривать. Выветривание дурного запаха из комнаты. 2. Действие по гл. выветриваться (геол.). Выветривание шпата и гранита. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ВЫВЕТРИВАНИЕ — основа почвообразовательного процесса, заключающаяся в превращении твердых горных пород в рыхлые образования. Разрушению породы, лежащей в основании почвенного горизонта или же на недавно обнажившейся поверхности, способствуют физические… … Экологический словарь

Выветривание — процесс изменения и разрушения минералов и г. п. на поверхности Земли под воздействием физ., хим. и орг. агентов. Различают физ. (механическое) и хим. В. Некоторые выделяют также орг. В. Физическое В. происходит под воздействием изменения… … Геологическая энциклопедия

выветривание — акватолиз, гарь, исчезание, исчезновение, латеритизация, гальмиролиз Словарь русских синонимов. выветривание сущ., кол во синонимов: 8 • акватолиз (2) • … Словарь синонимов

выветривание — Процесс изменения и разрушения минералов и горных пород на поверхности Земли под воздействием физических, химических и органических агентов. [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] [Словарь геологических… … Справочник технического переводчика

ВЫВЕТРИВАНИЕ — процесс разрушения и химического изменения горных пород в условиях земной поверхности или вблизи нее под влиянием колебаний температуры, химического и механического воздействия атмосферы, воды и организмов. Различают физические (механические),… … Большой Энциклопедический словарь

Выветривание — процесс разрушения твердых горных пород влиянием физических, химических и биохимических факторов … Геологические термины

выветривание — ВШЫВЕТРИТЬ, рю, ришь; ренный; сов., что. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

выветривание — Механическое разрушение и химическое изменение горных пород на земной поверхности под влиянием колебаний температуры, химического и механического воздействия атмосферы, воды и организмов. → Рис. 360 … Словарь по географии

Источник