Литология / Литология шпоры / 5
.doc5. Химическое выветривание. В чем оно выражается? Какие химические и структурные превращения происходят в ряду мусковит — гидромусковит- каолинит.
Химическое выветривание. Главным агентом химического выветривания является вода. Благодаря диссоциации вода всегда содержит некоторое количество ионов Н+ и ОН-, в зависимости от концентрации которых она обладает кислотными или щелочными свойствами. Мерой кислотности или щелочности служит величина рН. Величина рН представляет собой логарифмический показатель концентрации водородных ионов, взятый с обратным знаком: рН = —lg Н+. Величина рН возрастает с уменьшением концентрации водородных ионов и уменьшается с возрастанием концентрации водородных ионов. При рН > 7 реакция воды щелочная, рН<7 — кислая и при рН = 7 — нейтральная. Величина рН определяет химическую активность воды.
Действие воды на минералы происходит тремя путями: растворение, гидратация — вытеснение ионами Н+ оснований из силикатов и других минералов, гидролиз — полный распад минералов.
Вторым важным фактором химического выветривания является кислород воздуха и кислород, растворенный в воде.
Воздействие кислорода на минералы называют окислением.
Третьим важным агентом выветривания является свободная углекислота. Свободная углекислота, соединяясь с.водой, образует угольную кислоту. Благодаря диссоциации угольной кислоты повышается кислотность среды (Н+ и НСО3-). Содержание углекислоты в воздухе равно 0,03%, в воде ее содержится в десятки и сотни раз больше. Присутствие углекислоты снижает значение рН.
Источником углекислоты являются жизнедеятельность организмов, разложение органических остатков и карбонатов и вулканическая деятельность. Особенно много углекислоты в болотных водах и торфяниках.
И, наконец, большое значение для процессов химического выветривания имеет наличие в природных водах различных кислот: гуминовой, серной и др. Присутствие кислот значительно увеличивает интенсивность процессов химического выветривания.
Химическое выветривание приводит к изменению минералов глубинных зон Земли, возникших в условиях высокого давления и высокой температуры, и превращению их в минералы, устойчивые на земной поверхности. В большинстве случаев при химическом выветривании происходит изменение более сложных соединений и возникновение более простых (вынос катионов, изменение решетки) , окисление и гидратация (переход закисных соединений в окисные, безводных в водные), а также полный распад — гидролиз минералов. При процессах химического выветривания большое количество вещества переходит в коллоидные и истинные растворы.
Мусковит — гидромусковит- каолинит
(мусковит) 4KAI2[AISi3010](OH)2+CO2+8H20 → (каолинит) 3AI4[Si4O10](OH)8+2K2CO3
Процессы химического выветривания:
1. Окисление
химическое изменение породы, сопровождающееся введением в её состав кислорода. Реакции окисления протекают обычно с образованием оксидов.
2. Гидратация
поглощение минералами воды.
3. Растворение
происходит под действием воды, стекающей по поверхности выхода горной породы или просачивающейся через её трещины и поры. При этом она избирательно выносит (выщелачивает) из породы только некоторые вещества. Этот процесс ускоряется за счет высокой концентрации ионов H2, а также содержания О2, СО2 и органических кислот.
4. Гидролиз
это процесс разрушения кристаллической структуры под действием воды и растворенных в ней ионов. В результате образуется новая структура, существенно отличающаяся от первоначальной.