|
Читайте также: |
1. КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ
Термин " кора выветривания " введён в геологическую литературу швейцарским геологом А. Геймом (1879). Систематическое изучение коры выветривания началось в конце 19 века русскими учёными В. В. Докучаевым, К. Д. Глинкой, Н. А. Богословским, П. А. Земятченским. В качестве самостоятельного раздела геологии учение о коре выветривания оформилось в 1-й половине 20 века. Основоположниками его были советские учёные Б. Б. Полынов и И. И. Гинзбург. За рубежом значительный вклад в учение о коре выветривания внесли шведский учёный О. Тамм, американский учёный У. Келлер, немецкий геолог Г. Гаррассовиц и др.
В результате единого и сложного взаимосвязанного физического, химического и хемобиогенного процессов разрушения горных пород образуются различные продукты выветривания. Остаточные или несмещенные продукты выветривания, остающиеся на месте разрушения материнских (коренных) горных пород, представляют собой один из важных генетических типов континентальных образований и называют элювием. Кора выветривания объединяет всю совокупность различных элювиальных образований.
Продукты изменения, оставшиеся на месте своего образования, называют остаточной корой выветривания, а перемещённые на небольшое расстояние, но не потерявшие связь с материнской породой — переотложенной корой выветривания. Выделяют также инфильтрационную кору выветривания, сформировавшуюся в результате инфильтрации железа, марганца, никеля, кальция, магния, кремния или других элементов, перешедших в раствор при выветривании и вновь отложенных в залегающих ниже выветрелых или невыветрелых породах. Некоторые геологи к коре выветривания относят продукты размыва и переотложения почв, остаточные коры выветривания и горные породы (т.н. аккумулятивная кора выветривания — делювий, пролювий, аллювий и т.д.).
Такая остаточная кора выветривания называется автоморфной (греч. "аутос" - сам). Помимо первичной автоморфной коры выветривания ряд исследователей (П. И. Гинзбург, В. А. Ковда, В. В. Добровольский и др.) выделяют вторичную, или гидроморфную, кору выветривания, образующуюся в результате выноса почвенными и грунтовыми водами химических элементов в виде истинных и коллоидных растворов в ходе формирования первичной автоморфной коры. Эти элементы, выносимые растворами, выпадают в виде минералов в пониженных элементах рельефа. Такую взаимосвязь автоморфной и гидроморфной кор выветривания называют геохимической сопряженностью, что имеет важное значение. (Так, например, с автоморфными латеритными корами выветривания с гидроокислами алюминия сочетаются местами, расположенные по соседству и орографически ниже залежи бокситов осадочного происхождения. Главное внимание в этой главе уделяется формированию первичной автоморфной коры выветривания.)
Рис. 4.2. Схема полного профиля коры выветривания в тропической лесной области.
Благодаря присутствию окислов и гидроокислов Аl и Fe элювий верхней части коры выветривания в сухом состоянии напоминает обожженный кирпич, часто образующий панцири и окрашенный в красный цвет. Поэтому такие коры выветривания называются латеритными (лат. "латер" - кирпич). Приведенные данные показывают, что состав полного профиля автоморфной коры выветривания изменяется снизу вверх от свежей исходной породы до продуктов наиболее глубокого гипергенного преобразования (рис. 4.2).
Среди кор выветривания выделено два основных морфогенетических типа: площадной и линейный. Площадные коры выветривания развиваются в виде покрова или плаща, занимают местами обширные площади до десятков и сотен квадратных километров, представляющие различные выровненные тектонически спокойные поверхности рельефа. Линейные коры выветривания имеют линейное распространение в плане и приурочены к зонам повышенной трещиноватости, к разломам и контактам различных по составу и генезису горных пород. В этих условиях происходит более свободное проникновение воды и связанных с ней химически активных компонентов, что вызывает интенсивный процесс химического выветривания.
Кроме того, существует представление, развиваемое В. Н. Разумовой, что в формировании линейных кор выветривания участвуют глубинные гидротермально-вадозные растворы, с которыми связаны миграция химических элементов и, возможно, метасоматическое замещение одних минералов другими. Такой процесс может быть приурочен к разломам и зонам повышенной трещиноватости, где наблюдается и наибольшая мощность коры в виде глубоко уходящих карманов. Менее обоснованно влияние гидротермальных растворов на формирование широко распространенных площадных кор выветривания на поверхностях выравнивания.
В геологической истории Земли существовало несколько эпох формирования мощной коры выветривания: докембрийская, верхнепалеозойская, триас-юрская, мел-палеогеновая, плиоцен-четвертичная. Реликты этих древних кор выветривания сохраняются под толщей осадочных отложений или выходят на дневную поверхность. После своего образования коры выветривания нередко подвергались вторичным процессам обеления, каолинизации, шамозитизации, пиритизации, карбонатизации, оглеения, засоления и т.д.
С древними корами выветривания связано образование ряда полезных ископаемых. Около 1/3 всех химических элементов достигает в коре выветривания повышенных концентраций, имеющих практическое значение. В коре выветривания образуются месторождения руд алюминия, железа, марганца, никеля, кобальта, урана, редких элементов, бария, неметаллических полезных ископаемых, таких, как каолины, огнеупорные глины, магнезиты и др. С корой выветривания связано образование россыпей золота, платины, касситерита, титаномагнетита, циркона, монацита, драгоценных камней и др., освобождающихся при выветривании включающих их горных пород.
2. Климатическая зональность кор выветривания,
В истории геологического развития земной коры неоднократно возникали благоприятные условия для образования мощных автоморфных кор выветривания, к числу которых относятся: сочетания высоких температур и влажности, относительно выровненный рельеф, обилие растительности и продолжительность периода выветривания. При достаточно длительном времени выветривания и соответствующих условиях образуются хорошо выраженные зоны коры выветривания, имеющие свои текстурно-структурные особенности и сложенные минералами, отражающими последовательные стадии развития. Значительная мощность и наиболее полный профиль коры выветривания формировался в тропической лесной области, где выделяются следующие зоны: дезинтегрированная гидрослюдисто-монтмориллонитово-бейделлитовая каолинитовая гиббсит-гематит-гётитовая.
Образование коры выветривания зависит от биоклиматических, геолого-структурных и геоморфологических особенностей, от состава исходных пород, гидрогеологических условий и длительности формирования. Глобальное значение имеет климат. Распределение на поверхности Земли ресурсов тепла и влаги обусловливает широтную зональность размещения основных генетических типов коры выветривания, формирование латеритных поясов и провинций. Внутри поясов геолого-структурные и геоморфологические особенности определяют распространение различных фациальных типов коры выветривания, а от состава исходных пород зависит минеральный состав коры выветривания. Наиболее благоприятны для формирования коры выветривания условия тёплого влажного климата в периоды относительного тектонического покоя. При этом на приподнятых и расчленённых пенепленах, обеспечивающих интенсивный дренаж, образуется мощная и проработанная кора выветривания. В умеренном влажном климате процессы выветривания проявляются в меньшей степени и проникают на незначительную глубину. В условиях аридного и холодного климатов интенсивность изменения пород минимальная. В сухом климате кальций далеко не выносится, и возникают карбонатная и гипсовая коры выветривания. В холодном климате образуется только обломочная кора выветривания малой мощности.
(Конкретные климатические условия и состав горных пород, существовавшие в отдельные этапы геологической истории, могли задерживать или, наоборот, ускорять этот процесс, в результате чего формировались сокращенные и неполные профили вплоть до образования однозонального профиля коры выветривания, как, например, в пустынях и полупустынях элювий состоит преимущественно из различных обломков, щебня, дресвы, образующихся при физическом выветривании, местами с карбонатными пленками. Аналогичный обломочный профиль характерен для тундры. В отличие от указанных наблюдаются сокращенные и неполные профили в условиях особо высоких температур и интенсивного водообмена, где в ряде случаев выпадают промежуточные зоны, местами вплоть до образования однозонального профиля, состоящего из свободных окислов и гидроокислов железа и алюминия, располагающихся на неизмененных породах.)
3. Необходимо отметить, что по времени образования коры выветривания разделяют на современные и древние. В современных корах вертикальная дифференциация элювия практически не выражена, мощность его мала, на поверхности развивается почвенный покров. Наибольшее практическое и теоретическое значение принадлежит древним корам выветривания, изучение которых позволяет реконструировать палеогеографические условия их формирования. В них же содержатся и огромные запасы минерально-сырьевых ресурсов: боксита, гематита, малахита, каолинита, россыпи редких и драгоценных металлов и камней. Современная кора выветривания, выходит на дневную поверхность, или элювиальные образования вместе с почвенным слоем, и древнюю (ископаемую или погребенную) кору выветривания, перекрытую более молодыми породами, предохраняющими ее от размыва.
Состав и тип древней коры выветривания определяется составом коренных пород, климатическими условиями и стадией выветривания. Известно несколько типов коры выветривания: латеритовый, каолиновый, нонтронитовый и др. На древнюю кору выветривания часто накладывается современный элювий, образующий наложенную кору выветривания, выражающуюся в ожелезнении, окремнении карбонатизации и т. п. пород древней коры выветривания, значительно усложняя ее состав и строение.
Древняя кора выветривания может распространяться на большую площадь, иметь плащеобразную форму и горизонтальную зональность, может обладать линейной, вытянутой в плане формой с наклонной или почти вертикальной зональностью, может относиться к смешанному типу. Мощность «площадных» кор достигает десятков, а линейных — сотен метров. Древние коры выветривания площадного типа обычно приурочены к поверхностям несогласий между древними и более молодыми породами на платформенных областях. Они образованы, очевидно, после возникновения выветрелых пород и до отложения перекрывающих их более молодых. Линейные коры выветривания характерны для складчатых областей.
Возраст кор выветривания самый различный, так как выветривание происходило уже на самых ранних этапах геологической истории Земли. С породами архея и протерозоя связана кора выветривания и железные руды Курской магнитной аномалии. Девонская кора выветривания известна в Воронежской области, на Украине и Урале. Мезозойская кора выветривания широко распространена на Урале, Украине, в Казахстане, Западной Сибири. Палеогеновая и неогеновая кора развита в Казахстане, на Южном Урале, Украине. Четвертичный возраст имеет кора выветривания на черноморском побережье Кавказа.
4. Палеопедологический метод (от греч. pedos - почва). Ценные результаты для климатостратиграфии дает изучение погребенных почв. Погребенные почвы свидетельствуют о климатической обстановке времени их образования, благоприятной для развития растительности, поэтому в почвах часто сохраняются различные остатки растений. Хорошо развитый почвенный покров образуется только при достаточно теплом и влажном климате. Кроме того, почвы имеют важное значение для стратиграфии еще и потому, что часто прослеживаются на большие расстояния. Это дает возможность проводить корреляцию удаленных разрезов однообразных толщ. К таким толщам относятся лессы, стратиграфическое расчленение которых в основном и проводится по погребенным почвам.
Зная условия формирования различных типов современных почв, можно достаточно точно определить физико-географические условия формирования древних погребенных почв. Так, красноцветные почвы указывают на жаркий влажный климат, черноземные - на теплый влажный, подзолистые - на более умеренный климат. Погребенные почвы в случае залегания среди отложений холодных эпох отражают коренные изменения физико-географической обстановки и чаще всего являются свидетельством теплых межледниковых эпох.
Дата добавления: 2015-12-01; просмотров: 193 | Нарушение авторских прав