16302C

4.2 Процессы выветривания

Под выветриванием понимают разрушение горных пород под влиянием колебания температуры, кислорода, углекислоты находящихся в воздухе и в воде, а также различных органических веществ, образующихся при жизни растений или при их отмирании и разложении.

Наиболее активно выветривание протекает вблизи поверхности Земли, где горные породы находятся под непосредственным воздействием инсоляции атмосферы, гидросферы и биосферы.

Различают типы выветривания: физическое, химическое, органогенное (биологическое) (рисунок 4.1).

Физическое выветривание вызывает разрушение, дробление горных пород на отдельные угловатые обломки разной величины без существенного изменения их минерального состава. В вертикальном разрезе выделяют несколько подзон выветрелого материала, отличающегося друг от друга разной степенью дробления горных пород. Непосредственно над невыветрелой горной породой располагается грубообломочная, или глыбовая подзона, которая сверху сменяется мелкообломочной, или щебеночной подзоной, а выше располагается зона более мелкого и тонкого дробления (рисунок 4.1).


а	б

в

Рисунок 4.1 – Выветривание горных пород: а – физическое, б – химическое, в – биологическое.

В результате длительных совместных воздействий физических факторов даже самые плотные и крепкие горные породы постепенно превращаются в рухляк, щебень и дресву. Большую работу по разрушению горных пород чисто механическим путем производят также движущиеся массы воды, воздуха и льда.

Физический тип выветривания характерен для высокогорных областей и районов с резко континентальным климатом.

При химическом выветривании минералы горных пород вступают во взаимодействие с водой, содержащей различные соединения, воздухом, газами, а также парами воды. В результате породы претерпевают химические изменения, вызывающие образование новых минералов.

Чем больше раздроблены и измельчены породы в результате физического выветривания, тем интенсивнее в дальнейшем протекают в породе химические процессы. Химическое выветривание наиболее интенсивно протекает в условиях теплого и влажного климата и менее интенсивно в сухом и холодном климате.

Биологическое выветривание - это разрушение и разложение горных пород при участии растительных и животных организмов. Особенно значительную роль при этом играют различные растения и бактерии. Биологическое выветривание совершается химическим и механическим путем. Известно, что растения вырабатывают различные кислоты, способные разлагать даже такие труднорастворимые минералы, как силикаты и алюмосиликаты. Кроме того, древесные и кустарниковые растения, поселяясь на горных породах, размещают корневую систему в трещинах. По мере роста корневая система расклинивает трещины, увеличивая их размеры и количество.

В природе все виды выветривания почти всегда идут одновременно с преобладанием того или иного типа, в зависимости от геологических, географических и климатических условий.

Разрушенный материал частично уносится водными и воздушными потоками, а оставшуюся на месте разрушения породу называют элювием. Нижняя граница элювия обычно не повторяет дневную поверхность. Образуются выступы выветрелой породы вглубь в виде воронок, языков и клиньев. На некоторых участках наблюдаются смены пород разной устойчивости или трещиноватости. Выступы выветрелости, направленные вниз, называют карманами. В результате выветривания пород со временем на поверхности массива накапливаются мощные толщи элювиальных пород, которые образуют кору выветривания.

Процессы выветривания активно развиваются в открытых строительных котлованах, траншеях. Выветриванию подвергаются и строительные конструкции.