Под выветриванием понимается совокупность физических, химических и биохимических процессов преобразования горных пород и слагающих их минералов в приповерхностной части земной коры. Это преобразование зависит от многих факторов: колебаний температуры; химического воздействия воды и газов - углекислоты и кислорода (находящихся в атмосфере и в растворенном состоянии в воде); воздействия органических веществ, образующихся при жизни растений и животных и при их отмирании и разложении. В зависимости от преобладания тех или иных факторов условно выделяются два взаимосвязанных типа: 1) физическое выветривание и 2) химическое выветривание.
Физическое выветривание
В этом типе наибольшее значение имеет температурное выветривание, которое связано с суточными и сезонными колебаниями температуры, что вызывает то нагревание, то охлаждение поверхностной части горных пород. Вследствие резкого различия теплопроводности, коэффициентов теплового расширения и сжатия и анизотропии тепловых свойств минералов, слагающих горные породы, возникают определенные напряжения.
Интенсивное физическое (механическое) выветривание происходит и в районах с суровыми климатическими условиями (в полярных и субполярных странах) с наличием многолетней мерзлоты, обусловливаемой ее избыточным поверхностным увлажнением. В этих условиях выветривание связано главным образом с расклинивающим действием замерзающей воды в трещинах и с другими физико-механическими процессами, связанными с льдообразованием. Температурные колебания поверхностных горизонтов горных пород, особенно сильное переохлаждение, зимой, приводят к объемно-градиентному напряжению и образованию морозобойных трещин, которые в дальнейшем разрабатываются замерзающей в них водой. Хорошо известно, что вода при замерзании увеличивается в объеме более чем на 9%. В результате развивается давление на стенки крупных трещин, вызывающее большое расклинивающее напряжение, раздробление горных пород и образование преимущественно глыбового материала. Такое выветривание иногда называют морозным.
Чисто физическое выветривание приводит к раздроблению горных пород, к механическому разрушению без изменения их минералогического и химического состава.
Механическому разрушению пород часто способствует органическая жизнь (биогенное выветривание). Мхи и лишайники поселяются на скалах и постепенно своими корешками разрушают поверхность камня. Также растения выделяют гуминовые кислоты, растворяющие горные породы.
Химическое выветривание
Одновременно с физическим выветриванием в областях с промывным типом режима увлажнения происходят и процессы химического изменения с образованием новых минералов. При механической дезинтеграции плотных горных пород образуются макротрещины, что способствует проникновению в них воды и газа и, кроме того, увеличивает реакционную поверхность выветривающихся пород. Это создает условия для активизации химических и биогеохимических реакций. Проникновение воды или степень увлажненности не только определяют преобразование горных пород, но и обусловливают миграцию наиболее подвижных химических компонентов. Это находит особенно яркое отражение во влажных тропических зонах, где сочетаются высокая увлажненность, высокотермические условия и богатая лесная растительность.
В результате химического выветривания образуются гипергенные минералы в основном глинистого ряда: каолинит, монтмориллонит, бейделлит и др.
Наиболее характерными из процессов химического выветривания являются: окисление сульфидов, гидратация и гидролиз и др.
В основе процесса окисления сульфидов лежит присоединение кислорода к минералам с образованием менее твердых соединений:
Гидратация – это процесс химического присоединения воды к минералам и горным породам с образованием новых минералов. Пример – переход ангидрита в гипс
Гидролиз (каолинизация) – разложение силикатов под действием воды и углекислого газа:
Карбонатизация – процесс химического разложения минералов, содержащих кальций, магний, натрий и калий, природными водами, насыщенными углекислотой с образованием карбонатов и бикарбонатов. Растворенный углекислый газ реагирует с водой, при этом образуется углекислота:
Зоны выветривания – поверхностная часть зк непрерывно подвергаемая воздействию различных экзогенных факторов (обусловлены действием солнечной энергии и силы тяжести): элювий/кора выветривания-геологическое тело, развитое на определенной площади или вдоль какой-л. зоны в гп, сложенное продуктами переработки поверхностных гп процессами физич. и химич. выветриванием; иллювий-тип зоны выветривания, в котором вещество замещающее коренные породы, привнесено извне; подводная зона выветривания-процесс связан с взаимодействием морской воды на отложения океанского или морского дна.
