ДИПЛОМНІ КУРСОВІ РЕФЕРАТИ


ИЦ OSVITA-PLAZA

Реферати статті публікації

Пошук по сайту

 

Пошук по сайту

Головна » Реферати та статті » Екологія » Геофізична екологія

Поняття про гіпергенез і його форми
Денна поверхня, як геологи називають межу земної кори і ат­ мосфери, характеризується незначними величинами тиску і темпе­ ратури - в сотні і тисячі разів меншими тих значень, при яких вини­ кають магматогенні чи метаморфогенні мінерали. Проте тиск і, особливо, температура на поверхні суші зазнають значних коли­ вань протягом року і навіть доби. Гірські породи перебувають тут під безпосереднім впливом сонячної інсоляції, вітру, опадів, біо­ сфери. Потужним фактором впливу на породи є розчинені у воді хімічно активні речовини. На гірські породи тут також впливає ряд складних процесів, пов’язаних із розвитком живих організмів і ґрун­ тоутворенням. Все це обумовлює нестійкість порід, у першу чергу

магматичних і метаморфічних, що утворились в особливих термо­ динамічних умовах, різко відмінних від поверхневих. Процес руй­ нування та перетворення гірських порід і мінералів під впливом комплексу природних факторів називається вивітрюванням. Не варто думати, що вивітрювання пов’язане з діяльність вітру, яка має досить побічне відношення до процесів вивітрювання. Термін “вивітрювання”, хоча й набув широкого значення у гео­ логічній, географічній та грунтознавчій літературі, не розкриває всієї складності суті процесів. Щоб уникнути цієї невиразності се­ мантичного і буквального значення терміну “вивітрювання”, О. Є. Ферсман у 1922 р. процес перетворення гірських порід і міне­ ралів на поверхні запропонував виражати терміном “гіпергенез” (від грец. Ьурег - над, зверху). Взагалі процеси вивітрювання є чи не наймасштабнішими се­ ред усіх екзогенних процесів і охоплюють майже всю поверхню планети. Вивітрювання - єдиний процес, але для зручності його розумін­ ня виділяють три його форми: фізичну, хімічну, біологічну, хоча не всі автори дотримуються такого поділу (Якушова, 1978). Фізичне вивітрювання- механічне подрібнення гірських порід і мінералів без зміни їх хімічного складу. Воно пов’язане з коливан­ ням температури (температурне вивітрювання), з механічною дією замерзлої у тріщинах і порах гірських порід води, руйнівною діяль­ ністю водних потоків, льодовиків, що рухаються, зсувів, вітру. Коливання температури викликають почергове нагрівання і охолодження гірських порід. При нагріванні відбувається розши­ рення і збільшення їх об’єму, при охолодженні - стиснення і зменшення. У результаті зміни напружень породи тріскаються і по­ дрібнюються на уламки різного розміру. Особливо інтенсивно руй­ нуються багатомінеральні гірські породи (граніт, гнейси та ін.), оскільки різні мінерали, із яких вони складаються, мають різні кое­ фіцієнти об’ємного розширення. Крім того, коефіцієнти лінійного розширення навіть у одного і того ж мінералу неоднакові в різних напрямках. Ця обставина при коливаннях температури викликає локальні напруження і порушен­ ня не лише у багатомінеральних, але і в одномінеральних гірських породах (вапняки, пісковики та ін.). Через низьку теплопровідність гірських порід верхній шар по­ роди при нагріванні стає теплішим, ніж той, котрий лежить глиб­ ше і, відповідно, збільшення його об’єму від нагрівання помітніше проявляється у поверхневих шарах, ніж у внутрішніх.

При розширенні та стисненні порід під впливом температурних змін важлива не тільки і навіть не стільки амплітуда коливань тем­ ператури, скільки частота їх змін, оскільки чим швидше чергують­ ся процеси стиснення і розширення порід, тим швидше вони руй­ нуються. Тому в даному випадку головним фактором руйнування порід є не річні, а добові амплітуди коливання температури повітря, що особливо характерно для пустельних і напівпустельних районів Землі. Добові перепади температури тут сягають 45...50 °С і навіть більше. У полярних, субполярних широтах і в гірських районах, де тем­ пература коливається біля точки замерзання води, руйнування гірських порід відбувається головним чином під впливом періодич­ но замерзаючої води (морозне вивітрювання). При фізичному вивітрюванні велике значення мають тріщини різного генезису, пов’язані як з утворенням гірських порід, так і з тектонічними рухами земної кори. Унаслідок фізичного вивітрювання гірська порода набуває но­ вих властивостей. Вона пропускає крізь себе повітря, воду і здатна утримувати певну їх кількість. Дезінтеграція щільних гірських порід значно збільшує загальну поверхню уламків одиниці об’єму даної породи, що сприяє інтенсифікації хімічних процесів. Хімічне вивітрювання - процес хімічного руйнування гірських порід і мінералів, який супроводжується утворенням нових міне­ ралів. Фізичне (механічне) руйнування гірських порід завжди тією чи іншою мірою супроводжується хімічним вивітрюванням. Головними чинниками хімічного вивітрювання є вода і розчинені в ній гази, солі, кислоти, органічні сполуки. Основними реакціями при хімічному вивітрюванні є: розчинен­ ня, окиснення, гідратація, карбонатизація, гідроліз. Вода - універсальний розчинник. Розчинення мінералів водою прискорюється з підвищенням температури і насиченням її С 02, який підкислює середовище. Найвищою розчинністю відзначаються солі Натрію (№С1), Калію (КС1) та ін. Після хлоридів за ступенем розчинності стоять сульфати, зокрема гіпс й далі - карбонатні по­ роди (вапняки, доломіти, мергелі). У цих відносно легкорозчинних породах під дією води і карбон диоксиду виникають специфічні форми рельєфу - воронки, шахти, а на глибині - канали, печери, карстові утворення. Руйнування гірських порід в субтропічному і тропічному по­ ясах проходить у декілька разів швидше, ніж у помірному і поляр­ ному.

Гідратація - процес приєднання мінералами води і утворення нових мінералів. Типовим прикладом гідратації є перехід ангідри­ ту в гіпс за схемою: Са804 + 2НгО СаБ04 • 2Н20 Подібно до цього здійснюється перетворення інших мінералів. Під час гідратації змінюються властивості мінералів, відбувається перекристалізація, збільшення об’єму, що спричиняє деформацію гірських порід, які ці мінерали включають. У цьому разі має місце поєднання хімічного та механічного вивітрювання. Окиснення мінералів і порід пов’язане з дією на них оксиґену, розчиненого у воді. Найбільш інтенсивно окиснення проявляється стосовно елементів, що володіють різною валентністю і які надхо­ дять на земну поверхню у закисній формі. Найчастіше окисненню підлягають сполуки Ре, Мп, Со та інших елементів, а також сульфі­ ди і деякі карбонати. Процес окиснення сульфідів можна схематично виразити так: РеБ2 + п 0 2 + т Н2 -> Ре804-> Р е^ О Д -» Ре2 3 • п Н20 0 0 Як видно зі схеми, спочатку пірит переходить у ферум (II) суль­ фат, який, окиснюючись, стає ферум (III) сульфатом, а останній під дією води і оксиґену переходить у стійку на поверхні сполуку лімоніт, або бурий залізняк. Фактично у цьому процесі відбуваєть­ ся не лише окиснення, але і гідратація. У процесі хімічного вивітрювання велике значення має гідроліз - процес обмінного розкладання мінералів під дією води з розчи­ неними в ній газами. Під час гідролізу кристалохімічна структура мінералу може повністю руйнуватися та заміщуватися новою, яка відповідає новоутвореним мінералам. Гідроліз силікатів із складною кристалічною структурою су­ проводжується не повним її руйнуванням, а розпадом на окремі блоки, із яких згодом виникають нові мінерали. Часто цей процес протікає стадійно з послідовним виникненням нових мінералів. Так, при гіпергенному перетворенні польових шпатів виникають гідро­ слюди, котрі згодом перетворюються у мінерали групи каолініту або галуазиту: К [А 18ір^(К Н 3О)А12(ОН)2[А18ІО1]->АІ4(ОН)8[8і4О1] 0 0
ортоклаз гідрослюда каолініт

Механізм цих реакцій ще доволі не зрозумілий. У їх здійсненні поряд з чисто хімічними беруть участь біологічні процеси, зокре­ ма продукти життєдіяльності рослинних і тваринних організмів (Добровольский, 2001). Постійна наявність у розчинах карбонатної кислоти зумовлює карбонатизацію - утворення карбонатів. Схему карбонатизації можна показати на таких прикладах:

Ка^іО, + Н2СО,= N 3,00, + Н20 + 8Ю2; 2ИаОН + Н?С 03= N 8,00, + Н20. Навіть неповний перелік хімічних реакцій на поверхні уламків гірських порід і мінералів показує, що в результаті хімічного вивіт­ рювання змінюється хімічний склад мінералів і руйнується їх крис­ талічна решітка. Породи збагачуються вторинними мінералами і набувають таких властивостей, як в’язкість, пластичність, воло­ гоємність, вбирна здатність та ін. Біологічне вивітрювання - це механічне руйнування і зміна хімічного складу гірських порід під впливом живих організмів та продуктів їх життєдіяльності. Ця форма вивітрювання відбувається під дією таких факторів: засвоєння рослинами і мікроорганізма­ ми елементів мінерального живлення; хімічних сполук, що утво­ рились при житті та після відмирання організмів (кислоти, гумус, мінеральні солі тощо); реакцій окиснення і відновлення з участю мікроорганізмів. Геологічну роль органічного світу в процесах земної кори до­ сліджували такі відомі вчені як В. І. Всрнадський, Б. Б. Полинов, О. П. Виноградов та ін. В процесах біологічного вивітрювання беруть участь представ­ ники багатьох груп живих організмів у всій товщі кори вивітрю­ вання. У природі практично немає чисто абіотичних (безжиттєвих) процесів механічного чи хімічного вивітрювання. Лишайники, бактерії, гриби першими оселяються на оголених субстратах і своїми виділеннями посилюють перетворення гірських порід на пухку масу, сприятливу для заселення іншими організма­ ми. Зокрема, бактерії-нітрифікатори у кінцевому підсумку проду­ кують нітратну кислоту, сіркобактерії - сульфатну. Ці кислоти роз­ чиняють мінерали і посилюють вивітрювання. Одним із процесів біологічного руйнування є засвоєння корене­ вими волосками мінеральних елементів, які входять до кристаліч­ ної решітки мінералів. У процесі своєї життєдіяльності рослини засвоюють із довколишніх порід N3, К, Са, Р, Б, СІ, ІУ^, А1, Не, Бг, Бі та інші елементи. Гідроген, який рослини виділяють у навколишнє середовище, надходить до кристалічної решітки мінералу і руйнує її (рис. 15.1). Крім того, корені рослин та мікроорганізмів виділяють у навко­ лишнє середовище С 02 і різноманітні органічні кислоти (щавелеву, ацетатну, яблучну та ін.), які руйнують мінерали. Тварини механічно подрібнюють гірські породи і своїми виді­ леннями сприяють хімічному руйнуванню їх.

Рис. 15.1. Схема засвоєння елементів живлення коренями рослин: 1 - іони Гідрогену; 2 - іони металів

При вивітрюванні відбувається не лише руйнування первинних мінералів, але й утворення багаточиссльних нових, гіпергенних. Переважна частина глинистих мінералів, багато сульфатів, карбо­ натів, мінералів оксидів Феруму, Алюмінію, Мангану та інших еле­ ментів мають гіпергенне походження. Тобто, вивітрювання не слід розглядати лише як процес руйнування гірських порід. Це одно­ часно і мінералотворчий процес, у результаті якого змінюється рельєф земної поверхні, формуються особливі утворення - кори ви­ вітрювання.

Ви переглядаєте статтю (реферат): «Поняття про гіпергенез і його форми» з дисципліни «Геофізична екологія»

Заказать диплом курсовую реферат
Реферати та публікації на інші теми: Чиста теперішня вартість
СТРУКТУРА ГРОШОВОГО ОБОРОТУ ЗА ЕКОНОМІЧНИМ ЗМІСТОМ ТА ФОРМОЮ ПЛАТ...
Формування власного капіталу банку
Цифрові стільникові мережі
ВАРТІСТЬ ГРОШЕЙ


Категорія: Геофізична екологія | Додав: koljan (20.04.2013)
Переглядів: 746 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]

Онлайн замовлення

Заказать диплом курсовую реферат

Інші проекти




Діяльність здійснюється на основі свідоцтва про держреєстрацію ФОП