Шляхи проникнення агентів вивітрювання в земну кору.

Проникнення агентів вивітрювання в земну кору залежить не лише від властивостей середовища, а й від їхнього стану. За станом їх можна роділити на наступні групи: 1) такі, що перебувають у формі променевої енергії; 2) газоподібні; 3) рідкі; 4) живі організми.

Проникнення агентів вивітрювання у земну кору може відбуватися наступним чином:

1) по пустотах, які є в гірських породах;

2) безпосередньо по мінеральних складових гірських порід;

3) по пустотах і мінеральних тілах одночасно.

Пустоти в гірських породах за розмірами можна розділити на 3 групи: некапілярні, капілярні, субкапілярні.

Некапілярні пустоти можуть бути тріщинами різного походження, тектонічними розломами, карстовими порожнинами. Їхні розміри мають бути не менше 0,5 мм при трубкоподіній формі і 0,25 мм, якщо вони мають форму тріщин. В такі пустоти легко проникають на значні глибини вода і гази, порівняно глибоко – тверді частки і живі організми. Крім того, по таких пустотах добре проходить теплова енергія.

Капілярні пустоти – їх розміри коливаються від 0,5 до 0,0002 мм для трубкоподібних і від 0,25 до 0,0001 мм для тих, що мають форму тріщин. Такі пустоти містяться в пісках, деяких пісковиках, вапняках. Пересування води і газів у цьому випадку ускладнене. Живі організми і теплова енергія можуть проникати на глибину від кількох до десятків метрів.

Субкапілярні пустоти. Їх розміри становлять менше від 0,0002 мм для трубкоподібних і менше 0,0001 мм для тріщинних форм. Такі пустоти властиві головним чином для глинистих порід. Проникнення води і газів у такі породи можливе лише шляхом дифузії і на незначні глибини. Практично ці породи слід вважати водо- і газонепроникними, якщо вони не розбиті тріщинами. Тепло і живі організми можуть проникати на значні глибини.

Іншим шляхом, по якому агенти вивітрювання проникають в земну кору, як було сказано вище, є мінеральні складові гірських порід. Зазвичай цим шляхом у гірські породи проникає сонячне тепло.

Вплив температурних коливань на гірські породи залежить від кліматичних умов місцевості, залягання порід, їх мінерального складу; ступеня, характеру і напрямку тріщинуватості та розсланцювання, обводненості та ін. Залежно від вказаних факторів, добові коливання температури можуть позначатися на глибині від декількох сантиметрів до приблизно 1 м. Річні коливання у деяких випадках відчутні на глибину до 30 м. Зміни гірських порід, пов‘язані з коливанням температури, яскраво проявляються у зоні добових коливань температури, затухаючи з глибиною.

Проникнення в земну кору газів залежить від умов залягання порід, їх складу, тиску, зміни температури, дифузії, вологості та ін. Спостереження показують, що у некапілярні та капілярні пустоти гази можуть проникати на глибину до сотень метрів. В субкапілярні пустоти проникнення газів можливе за рахунок дифузії, і то на глибину всього декількох сантиметрів.

Вода, як відомо, проникає в земну кору на значні глибини. Живі організми проявляють свою активність на різних глибинах: коренева система рослин до глибини 30 см, частіше в межах декількох метрів, так само, як і землерийні тварини. Що стосується мікроорганізмів, то за наявності поживного середовища і сприятливих умов вони можуть проявляти свою життєдіяльність на глибинах, що перевищують 1000 м.

Слід зазначити, що в цілому вивітрювання порід відбувається на незначну глибину, приблизно до 10-15 м. Однак інколи доводиться спостерігати продукти вивітрювання порід на глибинах більше 100 м. З одного боку, такі глибокозалягаючі продукти вивітрювання можуть належати до древніх, пізніше (після їх утворення) перекритих іншими осадками. Такі кори вивітрювання можна зустріти на будь-яких глибинах, причому в більшості випадків процес вивітрювання цих порід зупинився, тому що породи, які залягають вище, ізолювали їх від агентів вивітрювання. Однак процес вивітрювання древніх кор може поновитися, якщо будуть зняті породи, що залягають вище, і доступ агентів вивітрювання до древніх кор буде відновлений.

З іншого боку, на значній глибині можуть перебувати і сучасні продукти вивітрювання внаслідок проникнення агентів вивітрювання на великі глибини.

У ряді випадків практичний інтерес становить визначення швидкості вивітрювання порід і допустимих термінів залишення у відкритому стані будівельних котлованів і виїмок без застосування заходів захисту порід від вивітрювання. Довгий час було поширеним переконання, що вивітрювання гірських порід на відчутну для проектної споруди глибину відбувається в строки, які перевищують життя самої споруди. Однак досвід показує, що вивітрювання може протікати значно швидше. Наприклад, свіжі майкопські глини в укосі однієї з ділянок вивітрювалися на значну глибину і перетворювалися на жорству протягом декількох місяців, а подрібнення тих же глин на глибину 5-10 см відбувалося протягом декількох днів. Глини й пісковики апшеронського віку протягом одного місяця вивітрювалися і змінювали свої властивості на глибину 6-8 см, протягом п‘яти місяців – на глибину 60-70 см, а за півтора роки – до 3 м. Крейдяні глинисті породи Поволжя (юрського віку) протягом року вивітрюються на глибину до 5,5 м. Тому вивчення швидкості вивітрювання під час будівництва споруд має дуже важливе значення.

Дата добавления: 2015-10-30