Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Выветривание гранитов

07.05.2019


Общие черты. Метеорное выветривание, происходящее в настоящее время и во все эпохи прошлого, представляет собой весьма интенсивное метасоматическое преобразование с миграцией химических элементов в обоих направлениях — привнос и вынос их.

В зонах с умеренным климатом выветривание гранитов характеризуется дезинтеграцией и образованием глинистых минералов. В тропических зонах оно состоит в латеритизации, затрагивающей аналогичным образом любую силикатную породу и состоящей главным образом в разрушении силикатов, концентрации алюминия и окислов железа в их гидратированной минеральной форме, так же как и в мобилизации кремнезема, частично выщелоченного. В обоих случаях эти процессы выветривания могут привести к образованию почв (педогенез), когда в благоприятных зонах биологические факторы являются особенно активными. Мы не будем рассматривать латеритизацию 8 тропических зонах, которая не специфична для гранитов. По этому вопросу мы отсылаем читателей к работам Г. Эрхарта.

Ниже мы рассмотрим нелатеритное выветривание гранитов и проследим его до разрушения их в дресву, т. е. до той стадии эволюции, когда еще можно говорить о «выветрелом граните». Последующие процессы входят в круг вопросов седиментологии, если существует перенос и переработка, или педогенеза: материал этих образований лишь более или менее отражает их гранитное происхождение, но они не характеризуют петрографии гранитных пород.

Описание. На гранитных плато выходы имеют необычный вид больших неправильных шаров в несколько метров в поперечнике. Иногда кажется, что отдельные шары лежат на поверхности Земли или же хаотично нагромождены. Чаще обнажается только их верхняя поверхность, в то время как остальное скрыто в подстилающей гранитной массе — плотной или более или менее ломкой и рассыпающейся в пыль. Выветривание приводит к дезинтеграции гранита, в результате которой он становится похожим на грубозернистый песок, называемый гранитной дресвой, при этом шаровидные отдельности остаются целыми, хотя уже более или менее сильно изменены по периферии. Если дресва удаляется поверхностными потоками, шары выступают над поверхностью почвы. Наблюдаемые переходы показывают, что выветривание начинается и развивается по сети параллелепипедальных трещин, существующих в любом граните. Оно сильнее подчеркивается на пересечениях трещин; поэтому вершины параллелепипедов округляются и в конечном счете гранитный блок принимает форму шара. С течением времени она будет выветриваться по периферии и также превратится в дресву. В обычных гранитах шары имеют грубо сферическую форму; в гранитах с плоскостной структурой они уплощены.

Глубина выветривания определяется глубиной легкого проникновения воды в трещины гранита, т. е. от нескольких метров до нескольких десятков метров. Глубже трещины гранита обычно слишком сжаты, чтобы быть явно водоносными. Это выветривание является всеобщим и абсолютно свежий гранит обнажается лишь в активно подновляемых эрозионных выемках или в забоях действующих карьеров. Когда поверхностные воды уносят дресву, происходит сортировка, создающая пласты еще более или менее полевошпатового кварцевого песка и пласты речных отложений глинистого состава.

Эволюция породообразующих минералов. Раздробление полевых шпатов и дезинтеграция кристаллических агрегатов гранита, по-видимому, обязаны развитию глинистых минералов. Последние работы уточнили известный с давних пор факт о сложности этих явлений выветривания. Исследования с помощью микроскопа или дифрактометра позволяют проследить эволюцию минералов.

С самого начала полевые шпаты теряют свою кристаллическую прозрачность, становятся молочно-белыми, непрозрачными, затем ломкими. Биотиты теряют свой блеск, становятся непрозрачными, зеленоватыми или золотистыми. Мусковиты остаются без изменения. Кварц лишь распадается на отдельные зерна в результате разделения мелких агрегатов, которые он образует в свежей породе.

Под микроскопом полевые шпаты кажутся пигментированными в результате развития очень тонких чешуек, которые на крайних стадиях замещают весь минерал и слагают, агрегаты, которые дифрактометр характеризует как серицит (мусковит) или глины. «Природа этих глин определяется главным образом pH растворов и содержанием щелочей в них. Когда отношение К/Н является повышенным, может образоваться мусковит. Когда это отношение будет малым, мы будем иметь синтез, например, каолинита». По мнению Г. Педро и М. Роберта, может также образоваться монтмориллонит и даже гиббсит. Вздутие этих глин играет значительную роль для дезинтеграции породы, даже на начальных стадиях.

Плагиоклазы подвергаются изменениям значительно легче, чем калиевый полевой шпат, который иногда сохраняется в дресве в виде мелкого гравия. Именно это приводит к образованию в геологических толщах аркозов путем цементации более или менее перенесенной и переотложенной дресвы. В наиболее основных плагиоклазах часто проявляется особая форма выветривания — соссюритизация (развитие пигмента клиноцоизита, хлорита и др. в выветрелом кристалле).

Биотит превращается в хлорит или вермикулит. Хлоритизация (пеннин) хорошо наблюдается под микроскопом. Вермикулит относится к категории вздувающихся слоистых силикатов и его образование обусловлено обменом основаниями с плагиоклазами и гидратацией.

Гранитная роговая обманка деградирует, переходя в разности зеленых вторичных, более или менее волокнистых амфиболов. В то же время за счет биотитов и амфиболов развиваются другие вторичные минералы, такие как лейкоксен, рутил, окислы железа. Местами новообразования кальцита, кварца и иногда альбита обособляются в форме мелких микроскопических пятен. Большая часть акцессорных минералов гранита (сфен, апатит, гранит, монацит, турмалин, рудные и др.) не поддается выветриванию и в виде «тяжелых минералов» концентрируется в слоях «черных лесков» — в осадках, образованных за счет переработки дресвы.

Многие из этих процессов выветривания указывают на тонкие метасоматические проявления в результате реакции между породообразующими минералами под влиянием инфильтрационных вод, химизм которых имеет, кстати, заметное влияние. Это явно вытекает из природы вышеуказанных вторичных парагенезисов. Селективность химических реакций выражается, например, в зональных плагиоклазах, ядро которых часто изменено, между тем. более щелочная периферия остается устойчивой. В железо-магнезиальных минералах наблюдается скорее обратное расположение зон изменения. Выветривание не состоит в простом распаде внутри породы, раздвигаемой вздутием слоистых силикатов: выветривание внутри кристаллов следует вдоль самых тонких трещин спайности, а также вдоль неразличимых под микроскопом путей, как во многих метасоматических процессах, связанных с нарушениями химического равновесия всех видов.

Особые случаи. Некоторые граниты, очевидно, свежие в своем первоначальном залегании, быстро, в течение нескольких лет, превращаются в дресву, когда они извлекаются из карьеров. Такую деградацию наблюдают, когда эти материалы используют для памятников или технических нужд, таких как производство щебня, гравия. Известным является гранит «рапакиви» Финляндии, название которого на финском языке происходит именно от этого обстоятельства.

Это свойство, кстати, неодинаковое в различных массивах рапакиви, не могло быть объяснено удовлетворительным образом. П. Эскола отметил, что для микроструктуры этого гранита характерны петрографические агрегаты с ровными контурами границ кристаллов. При ослаблении скрытых напряжений в породе она становится проницаемой для микрорастворов вследствие такой особенности структуры агрегата зерен. Мы полагаем, что можно было бы объяснить быстрое разрушение гранита весьма гипотетическими свойствами «интергранулярных пленок» Э. Вегманна. Ho может быть в самом деле существуют весьма различные случаи быстрого выветривания гранитов.

Р. Стрюйу, изучавший это явление во французских гранитах, думает, что гранитные тела, кажущиеся свежими в первичном залегании, в действительности же неуловимым образом подвергнуты выветриванию. В сооружениях из таких гранитов под влиянием атмосферных явлений изменяется равновесие и ускоряется выветривание. Речь, вероятно, идет о гранитах с розовым полевым шпатом. У калиевых полевых шпатов, способных включать в свою решетку железо, эта окраска может быть первичной. Окраска плагиоклазов обусловлена фиксацией железа в мелких участках со слегка выщелоченными основаниями (при метеорной экспозиции окраска становится коричневатой). Железо, фиксируя воду, выделяется в виде гидроокислов, которые, увеличивая объем породы, могут привести к ее распаду.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: