Gesteine, die an die Erdoberfläche kommen, sind ständig in Kontakt mit der Atmosphäre, Biosphäre, Hydrosphäre. Unter dem Einfluss negativer Umweltfaktoren beginnen sich die Felsen zu verwandeln und zusammenzubrechen. Dieser Prozess kann Hunderte oder Tausende von Jahren dauern. Dadurch bildet sich auf der Erdoberfläche eine Verwitterungskruste.
Definition und Haupttypen
Die Verwitterungskruste ist somit eine Schicht aus sekundären, meist lockeren Sedimentgesteinen, die sich in den oberen Schichten der Lithosphäre befinden und durch die Zerstörung von Gebirgszügen unter dem Einfluss äußerer Faktoren entstanden sind. Es gibt nur drei Hauptarten von Eluvium, die durch Prozesse entstanden sind:
- physisch;
- chemisch;
- biologisch.
Natürlich ist eine solche Unterteilung etwas willkürlich. In den allermeisten Fällen entsteht die Verwitterungskruste unter dem Einfluss aller drei dieser Faktoren in Kombination. In diesem Fall können wir nur über das Vorherrschen der Bedingungen für die Bildung der Sedimentschicht sprechen.
Ein bisschen Geschichte
Zum ersten Mal wurde der Begriff "Verwitterungskruste" 1879 von dem Schweizer Wissenschaftler A. Game verwendet. Eine systematische Untersuchung solcher geologischen Schichten begann daraufhin in Russland. Einen großen Beitrag zu einer solchen Forschung leisteten beispielsweise Ende des 19. Jahrhunderts die herausragenden russischen Wissenschaftler N. A. Bogoslovsky, K. D. Glinka, P. A. Zemyatchensky. Anfänglich haben Geologen Verwitterungskruste nicht von Boden unterschieden. Der einheimische Wissenschaftler V. V. Dokuchaev hat diese Konzepte klar geteilt.
Als eigenständiger Zweig der Geologie hat sich die Wissenschaft der Verwitterungskruste erst zu Beginn des 20. Jahrhunderts herausgebildet. Die Gründer der neuen Richtung waren gleichzeitig auch russische Wissenschaftler - I. I. Ginzburg, B. B. Polynov. Natürlich haben auch einige ausländische Forscher und Enthusiasten einen bedeutenden Beitrag zur Entwicklung dieses Teils der Geologie geleistet - der Schwede O. Tamm, der Amerikaner W. Keller, der Deutsche G. Garrassovets und viele andere.
Physikalische Kräfte der Verwitterung
In diesem Fall ist die Verwitterungskruste eine aus dem Ausgangsgestein gebildete Schicht, die zerkleinert und zersetzt wurde, ohne dass sich die Mineralzusammensetzung wesentlich veränderte. Solche Krusten sind in der Arktis und Antarktis, in Bergen, Wüsten und Halbwüsten sehr verbreitet. Physikalische Verwitterung tritt hauptsächlich auf als Ergebnis von:
- zahlreiche Auftau- und Gefrierzyklen von Wasser;
- Temperaturänderungen;
- Wirkung des Wurzelsystems von Pflanzen;
- Löcher für Tiere graben;
- Kristallisation von im Kapillarwasser enth altenen Salzen.
Große Fragmente in den Verwitterungskrusten dieser Art befinden sich normalerweise in der NäheVorgebirge oder in Senken. Gleichzeitig werden die Kleinen von Wasser und Wind fortgetragen, teilweise über Hunderte von Kilometern.
Wissenschaftler unterscheiden fünf Haupttypen physikalischer Verwitterung:
- schneebedeckt;
- frostig;
- Sonneneinstrahlung (in Wüsten);
- eis;
- biologisch.
Zerstörung durch chemische Prozesse
Gesteine, die auf der Erdoberfläche entstehen, können sich natürlich nicht nur unter dem Einfluss physikalischer Faktoren umwandeln. Es kommt vor, dass Verwitterung auch aufgrund komplexer chemischer Prozesse im Muttermassiv auftritt. Dadurch werden auch die Felsen oft zerstört. Die Hauptfaktoren bei der chemischen Bildung der Verwitterungskruste sind:
- starke organische Säuren;
- Wasser;
- Schwefelwasserstoff;
- Kohlensäure;
- Sauerstoff;
- Ammoniak;
- biologische Aktivität von Mikroorganismen.
In der Mächtigkeit des Muttergesteins können Auswaschungs-, Oxidations-, Auflösungs-, Hydrolyseprozesse usw. auftreten, die zu einer Verletzung seiner Struktur führen.
Biologische Verwitterung
Diese Art der Zerstörung ist eine Kombination aus physikalischen und chemischen Prozessen. Beispielsweise können die Wurzeln von Bäumen und Sträuchern in das Muttergestein einwachsen, um Wasser und Nährstoffe zu gewinnen. Während sie sich entwickeln, teilen sie das Array immer mehr auf. Tiere tun dasselbe, wenn sie graben. Natürlich kann ein Gopher oder zum Beispiel eine Eiche nicht einen ganzen Felsen zerstören. Aber im ErgebnisFür ihre lebenswichtige Aktivität wird der Hohlraum anschließend mit Wasser versorgt. Dadurch bildet sich die Verwitterungskruste. Die Zerstörung des Ausgangsgesteins kann dabei sowohl unter dem Einfluss physikalischer Faktoren als auch chemischer Reaktionen erfolgen.
Gebäude
Die Verwitterungsrinde ist eine Anordnung, die sich direkt unter der Erde befindet. Von letzterem unterscheidet es sich vor allem dadurch, dass es keinen Humusbildungsprozessen unterliegt. Der Aufbau der Verwitterungskruste ist in den meisten Fällen nicht allzu kompliziert. Bei ausreichend langen Transformationsprozessen werden darin klar definierte Horizonte unterschieden. Beispielsweise können Schichten im Eluvium von unten nach oben wie folgt angeordnet werden:
- Schotter oder Klastik - leicht verändert, leicht rissig, Granit;
- hydromicaceous - normalerweise grau in der Farbe, leicht mit den Händen zu brechen;
- Kaolin - mineralische Tonmasse mit getrennten Bereichen aus losem Kiesmaterial.
Diese Struktur der Verwitterungskruste wird normalerweise in Granitgebieten beobachtet.
Entwicklungsstufen
Die günstigsten Bedingungen für die Bildung von Eluvium sind ein flaches Relief und ein heißes Klima. Bei der Entwicklung der Verwitterungskruste gibt es vier Stadien:
- mit überwiegender physikalischer Verwitterung;
- Entfernung leicht löslicher Elemente - Schwefel, Chlor, Kalk;
- Bildung von Kaolinen unter Entfernung von Calcium, Kalium und Magnesium;
- Bildung von Lateriten.
Laterit-Verwitterungskrusteauf Gestein, das mit Titan, Eisen und Aluminium angereichert ist, entwickelt es sich gut unter tropischen Bedingungen.
Typen nach Ort und Ausbildungsbedingungen
Verwitterungskrusten können sich natürlich nicht nur in ihrer Entstehung unterscheiden. Außerdem werden solche Arrays nach Zusammensetzung klassifiziert. Dabei werden folgende Arten von Verwitterungskrusten unterschieden:
- felsig - hauptsächlich in den Bergen entstanden;
- klastisch - auch am häufigsten in Berggebieten gebildet, dargestellt durch ungerundete Trümmer;
- kleines Erdkarbonat - gebildet auf magmatischen Gesteinen oder lössartigen Lehmböden (Armenien, Krim, Mongolei);
- feinkörnige siallitische Krusten mit einem Komplex aus siallitischen Materialien (nördliches russisches Tiefland);
- tonig - hauptsächlich in trockenen Klimazonen gebildet;
- tonig eisenh altig - gebildet in tropischen und subtropischen Zonen;
- ferritisch;
- Bauxit - enthält eine große Menge Aluminiumhydroxid.
Morphogenetische Spezies
Hierbei unterscheidet man folgende Arten von Verwitterungskrusten:
- areal;
- linear.
Die erste Art von Formationen umfasst sehr große Gebiete von mehreren hundert und tausend Quadratkilometern. Dabei bilden sich lineare Verwitterungskrusten entlang tektonisch geschwächter Zonen. Daher bilden sie nur kleine lokale Zonen entsprechend der Streichung von Gebieten unterschiedlicher Aktivität.
Die Präparation des Reliefs kann die Bildung der Kruste stark behindernVerwitterung. Die Hebung von Standorten übersteigt oft die Geschwindigkeit der Eluviumbildung. Dadurch wird die Verwitterungskruste bis zur vollständigen Ausbildung entblößt. Dabei werden riesige Massen an grobdispersem Material in die Endabflussbecken ausgetragen. Zum Beispiel R. Der Ob füllt den Ozean jährlich um 394 km3 verschiedene Gesteinsarten auf.
Was kann die Macht sein
Die Bildung der Verwitterungskruste auf der Erde dauert viele tausend Jahre an. Natürlich dauerten solche Prozesse an verschiedenen Orten auf dem Planeten nicht die gleichen Zeitintervalle. Die Gesteine, die im Stadium der Entstehung des Planeten entstanden sind, wurden länger zerstört, die in späteren Perioden entstandenen - eine kürzere Zeit. Daher können alle Verwitterungskrusten auf der Erde bedingt in moderne und alte unterteilt werden.
Die erste Art von Eluvium hat normalerweise nicht allzu viel Kraft. Solche Verwitterungskrusten sind noch nicht vollständig ausgebildet und haben oft nicht einmal klare Horizonte. Ur altes Eluvium bildet meist sehr mächtige Massive mit ausgeprägter Schichtung.
An verschiedenen Orten auf der Erde kann die Verwitterungskruste je nach Entstehungsdauer mehrere Meter bis mehrere hundert Meter dick sein. Die Mächtigkeit der eluvialen Unterbodenschicht beträgt meist 30–40 m. Die Verwitterungskruste ist in tropischen und subtropischen Regionen am dicksten. Die dünnsten Eluvien werden normalerweise in Wüsten und Steppen beobachtet.
Ur alte Verwitterungskrusten wiederum werden unterteilt in:
- Präkambrium;
- Oberes Paliozoikum;
- Trias-Jura;
- Kreide-Paläogen;
- Pleothin-Quartär.
Solche Krusten wurden oft bereits nach ihrer Bildung wiederholten Aufhellungsprozessen unterzogen: Chamotisierung, Kaolinisierung, Pyritisierung, Gleyisierung, Carbonatisierung, Versalzung usw. Derzeit sind solche Eluvien auf der Erde sehr gut erh alten, hauptsächlich dort, wo sie jünger sind über ihnen liegen Felsen, die sie vor der Zerstörung bewahren.
Unterwasserverwitterung
Die Produkte der Gesteinszerstörung können sich natürlich nicht nur auf der Landoberfläche ansammeln und ganze geologische Massen bilden. Die Verwitterungskruste ist auch auf dem Grund der Meere und Ozeane vorhanden. In diesem Fall erfolgt die Zerstörung des Gesteins (Halmyrolyse) hauptsächlich unter der Wirkung von:
- mineralisiertes Meerwasser;
- Wassertemperaturschwankungen;
- Druck;
- Änderungen im Gashaush alt etc.
Niederschläge sammeln sich auf dem Grund der Meere und Stauseen normalerweise schneller als an Land. Manchmal bilden sich während der Halmyrolyse unter Wasser harte Schalen unterschiedlicher Zusammensetzung: Kalk, Eisen-Mangan, Dolomit usw. Die Dicke solcher Schichten überschreitet normalerweise nicht 1 m.
Welche Mineralien vorkommen können
Das Studium der Verwitterungskruste hat nicht nur theoretischen (Wiederherstellung der paläogeographischen Gegebenheiten der Entstehungszeit), sondern auch praktischen Wert. Tatsache ist, dass solche geologischen Formationen oft reich an verschiedenen wertvollen Mineralien sind:
- EisenErz;
- Bauxite;
- Mangan;
- Nickelerze;
- Kob alt usw.
In ur alten Verwitterungskrusten können sich in einigen Fällen verschiedene Arten von Metallen in getrennten Bereichen in Mengen ansammeln, die sogar größer sind als im Muttergestein. So entstanden zum Beispiel viele Lagerstätten, die heute im Ural industriell erschlossen werden.
Ebenso wertvoll aus Sicht der menschlichen wirtschaftlichen Nutzung können verschiedene Tonformationen von Verwitterungskrusten sein. Ein solches Material wird als keramischer oder feuerfester Rohstoff verwendet, es zeichnet sich durch Bleich- und andere wertvolle Eigenschaften aus. Am reichsten an verschiedenen Arten von Mineralien sind natürlich alte Krusten.
schwemmige Ablagerungen
Verwitterungskrusten sind also Formationen, die in unserer Zeit für den Abbau von Metallen und Ton von großer wirtschaftlicher Bedeutung sind. Darüber hinaus gibt es in solchen Schichten oft verstreute Ablagerungen von Gold, Platin, Silber, Diamanten usw. von großer Fläche. In solchen Gebieten wird die Gewinnung von Edelsteinen und Edelmetallen durchgeführt, auch auf industrielle Weise. Solche Ablagerungen finden sich sowohl in alten als auch in modernen Verwitterungskrusten. Gold, Diamanten oder Platin werden dabei einfach durch Wasserströme aus der Mächtigkeit des einstürzenden Muttergesteins herausgetragen und reichern sich beispielsweise in Untiefen oder Flussbiegungen an.
Was ist Illuvium
Normalerweise bellenVerwitterungsgeologen nennen Eluvium. Aber es gibt noch eine andere Art von Massiven, die nicht aus Fragmenten des Muttergesteins in diesem bestimmten Gebiet bestehen, sondern von außen hergebracht wurden. Solche Verwitterungskrusten nennt man Infiltration. Ihre Zusammensetzung kann variieren. Beispielsweise werden karbonat-, sulfat-, salz- und kieselsäureh altige Illuven unterschieden. Natürlich bilden sich auch in solchen Verwitterungskrusten häufig verschiedene Arten von Ablagerungen.
