6. Геологические процессы Московской области

6.1 Выветривание

Выветривание – это процесс разрушения горных пород под воздействием физических (температуры, замерзающей воды), химических (действие кислорода и углекислого газа) и биологических (растений) факторов.

Выветривание бывает:

Химическое

Физическое

Физическое выветривание – это механическое раздробление горных пород и минералов без изменения их химического состава. Расширение и сжатие минеральных зерен ведет к образованию трещин на гранях зерен и разрушению горной породы. Порода подвержена химическому воздействию из-за своей неоднородности.

Физическое выветривание делят на:

1. Температурное

2. Механическое

3. Морозное

Температурное выветривание - разрушение горных пород и минералов на поверхности Земли под влиянием колебаний температуры. При колебаниях температуры твердые вещества способны изменять свой объем. В результате колебаний температуры возникают следующие напряжения:

Объемоградиентные - связаны с неравномерным нагреванием поверхности. В то время, как верхняя часть нагревается, внутренняя - остается холодной. Верхняя часть отслаивается из-за разного объема расширения.

Напряжения, обусловленные различием коэффициентов теплового расширения-сжатия минералов. Напряжения этого типа приводят к раскалыванию до уровня минеральных зёрен и далее, по трещинам спайности, до образования частиц размером до сотых долей мм.

 Наиболее активно температурное выветривание протекает в пустынях. Факторы: отсутствие растительности и колебания температуры. На практике в Домодедовском карьере нами были встречены корки на глинах. Причиной возникновения корок или трещин на глине является физическое выветривание, при котором ключевым фактором разрушения является обнажённость горных пород ввиду отсутствия растительного покрова и почвенного слоя.

Возникновение монтмориллонитовых глин связано с температурным выветриванием. В коре выветривания основных пород в зоне сухого климата возникают глины монтмориллонитового состава, встреченные нами на практике в Коняшинском карьере.

Морозное выветривание – разрушение горных пород в результате периодического замерзания попадающей в трещины воды.

Попадая в трещины, в холодное время суток вода замерзает – превращается в лёд. Лед оказывает огромное давление на горные породы и тем самым расширяет трещины и раскалывает породы на обломки.

Механическое выветривание – разрушение горной породы под действием биологических факторов – растений. Корни растений попадают в трещину и тем самым расширяют ее. При выветривании твердые породы образуют: ниши, карнизы, останцы, элювий.

Образующиеся продукты разрушения могут быть перемещены с места своего образования под действием экзогенных факторов (процесс перемещения продуктов разрушения горных пород называется денудацией) или остаться на месте своего образования. Элювий – обломочный материал, образовавшийся на месте выветривания.

Химическое выветривание - это процесс химического преобразования минералов и горных пород под воздействием воды, кислорода, углекислого газа, органических кислот, а также вследствие биогеохимических процессов.

Преобразование происходит вследствие реакций окисления и гидратации, растворения и гидролиза.

При химическом выветривании образуются коры выветривания – коры разрушенных пород.

Коры выветривания - геологические тела, сложенные элювием, то есть продуктами глубокого поверхностного физического, химического, биохимического преобразования горных пород, оставшихся на месте своего образования.

На практике мы встретили кору выветривания по известнякам (Домодедовский карьер. Основание юго-восточного борта. С2mc, окраина деревни Карпово, карьер строительных песков С2mc), доломиту (С3g3 Коняшинский карьер), пескам (г. Дзержинск). Возраст: K1g) и глинам (окраина г.Серпухов, карьер Заборье, С1st)

На кору выветривания указывает: наличие рыхлых пород, несогласное залегание слоев. Кора выветривания является показателем длинного перерыва в осадконакоплении и регрессии моря. Так, например, на территории Гжели, вначале касимовского времени откладывались известняки, потом, в конце касимовского времени территория испытала поднятие, море регрессировало, появилась суша. В это время путем температурного, химического выветривания происходит разрушение материнской породы – известняков и формирование коры выветривания. Затем, территория опять опустилась и стали накапливаться органогенные известняки.