 |
|
|
Полынов. КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ |
Основные породы выветриваются быстрее чем кислые
|
Смотрите также:
Элювиальные коры выветривания...
Борис Борисович Полынов. Геохимия ...
Ряды миграции академика Б. Б. Полынова ...
Мейен - Из истории растительных династий
Биографии биологов, почвоведов
|
§ 36. Наблюдения в природе над процессами выветривания изверженных пород и их минералов часто приводили петрографов к общему заключению, согласно которому основные породы выветриваются скорее, нежели кислые, основные полевые шпаты (с преобладанием анортита) скорее, чем кислые (с преобладанием альбита) и темные магнезиально-железные силикаты скорее, нежели светлые известково-натронные.
Необходимо заметить, что это заключение явилось результатом только простого наблюдения, при котором не учитывались промежуточные формы выветривания и наблюдался лишь эффект разрушения первичных минералов, которое могло происходить и чисто механическим путем— путем раздробления кристаллов на части, уже неуловимые наблюдением, но состояние этих мелких осколков оставалось неизвестным. При таком учете естественно, что минералы, обладающие более высокой спайностью (например слюды) и меньшей твердостью, а также минералы, легко изменяющие свой облик при начальных стадиях выветривания, отходили в категорию быстро выветривающихся даже в тех случаях, когда они долго могли еще сохранять основу своего химического строения.
К несколько иным результатам приводит более углубленное изучение продуктов выветривания.
Что касается полевых шпатов, то мы должны согласиться с тем, что основные их представители выветриваются, вообще говоря, быстрее кислых, причем на этот раз это одинаково относится как к начальным стадиям, так и конечному распаду полевого шпата. Это подтверждается и различием в устойчивости полевых шпатов против кислот. Хорошо известно, что крайний член основного ряда плагиоклазов — анортит сравнительно легко разрушается уже в соляной кислоте с выделением кремнезема, между тем как противоположный ему крайний член кислого ряда — альбит не поддается действию даже более сильных кислот. Отсюда и вытекает более высокая устойчивость против выветривания некоторых первичных соединений натрия по сравнению с первичными соединениями кальция. Если же принять во внимание широкое распространение полевых шпатов, то становится понятным, что эти свойства должны получить свое отражение и на величинах сравнительного содержания кальция и натрия в речной воде.
К иным результатам приводит изучение выветривания магнезиальных силикатов. Если первые стадии его: выцветание, т. е. выделение железного силиката, как это отмечается рядом наблюдений над слюдами, авгитами, роговыми обманками, оливинами и пр., и выделение из авгитов и роговых обманок кальциевого силиката наступает довольно быстро, то связь магния с кремнеземом держится настолько прочно, что наличие таких остаточных вторичных более или менее гидратированных (водных) магнезиальных силикатов констатируется на каждом шагу. Так, например, при исследовании продуктов выветривания минералов группы авгитов и роговых обманок обычно наблюдают значительную гидратацию, сильную потерю в содержании СаО — иногда почти до «исчезновения, хотя первичный материал его содержит до 10%, и потерю в FeO. Остается, таким образом, водный метасиликат магния.
Знаменательно также, что нередко анализы самой мелкозернистой фракции глин и суглинков обнаруживают в них п р и с у тст в и е магния, нерастворимого в соляной кислоте. Этот магний, очевидно, не может принадлежать к числу поглощенных коллоидальным комплексом оснований и, понятно, входит в состав тех первичных или остаточных магнезиальных силикатов, в которых он сохраняет прочную связь с кремнеземом даже при условии мельчайшего раздробления. Минералоги описывают целый ряд неопределенного состава водных силикатов магния, месторождения которых, однако, ярко подчеркивают их происхождение за счет выветривания других магнезиальных силикатов, на которых они образуют покровные корки, пленки и тому подобные формы (цёблитцит, энофит, дерматин, мелопсит и др).
К числу таких остаточных продуктов выветривания нередко причисляют такие минералы, как тальк и серпентин, что со стороны других ученых встречает резкие возражения. Здесь уместно то же разъяснение, которое дано было выше по поводу каолинизации (§26). Мы бы никогда не решились причислить к продуктам выветривания тальки известных отдельных месторождений, равно и более широкого распространения в форме, например, тальковых сланцев. Несомненно, что ни условия залегания, ни облик и сложение минералов и пород ничем не напоминают в этих случаях продуктов выветривания и, наоборот, в гораздо большей степени позволяют допускать другие объяснения, связанные с деятельностью ювенильных или фреатических растворов и агентов.
Но в то же время мы не сомневаемся в широкой возможности образования путем выветривания аналогичных по химическому составу тальку водных метасиликатов магния типа кислых солей. Однако выделение этих минералов из общей массы продуктов выветривания, понятно, встречает серьезное затруднение, а рассчитывать на их образование в виде отдельных месторождений возможно понятно, но для этого надо предпринимать специальные поиски и исследования. Вполне возможно, что среди сапонитов, сепиолитов и др. мы можем встретить и остаточные продукты выветривания первичных минералов (однако большинство представителей этих еще далеко не изученных групп являются, повидимому, синтетическими минералами коры выветривания — см. ниже). В такой же мере все сказанное приложимо и к хризотилу, т. е. разности серпентина, представляющей собой ортокремневую кислую водную соль магния.1
Что касается остаточных продуктов выветривания такого же типа для первичных силикатов кальция, натрия и калия, то мы должны признать возможность их существования, каковая подтверждена до известной степени уже упоминавшейся работой К. Д. Глинки (§ 26), но наибольшее обоснование получила в последних работах П. А. Земятченского. 2 Это обычные промежуточные стадии процесса, на которых он долго не задерживается в противоположность остаточным магнезиальным силикатам. И если для известково-натронных силикатов мы также знаем некоторые вторичные минералы, то их генезис, облик и химическая природа не дают оснований искать аналогичных им остаточных продуктов выветривания.
Здесь уместно дать разъяснения по поводу одной, к сожалению, еще не совсем забытой, так называемой и о ч в е н н о-ц еолитной теории. Среди алюмосиликатов существует обособленная группа минералов, известных минералогам под названием цеолитов (апофиллит, ана льцим, шабазит, гмелинит, фи л ли пси т, дес- м и н и др.). Представлена эта группа по преимуществу натронно-известковыми алюмосиликатами; иногда в роли основания у этих алюмосиликатов выступает калий, реже барий (г а р м о т ом), но ни магнезиальных, ни железных цеолитов неизвестно, и в этом отношении они сходны с группой полевых шпатов. Месторождения этих минералов тесно связаны с изверженными и особенно излившимися породами (базальты, порфириты, мелафиры, фонолиты, лавы), с контактовыми зонами, рудными жилами и пр. Все это минералы, обязанные своим происхождением поствулканическим процессам и преимущественно действию горячих растворов на минералы перечисленных пород. Прекрасно сформированные кристаллы — обычный облик этих минералов. Достаточно видеть штуф какого-либо базальта или фонолита с прекрасными кристаллами цеолитов, чтобы отказаться от всякой мысли о происхождении этих минералов путем выветривания, тем более, что сами они, подвергаясь выветриванию, очень быстро разрушаются и являются, в противоположность вторичным магнезиальным силикатам, весьма неустойчивыми. Но самым замечательным свойством этих минералов является их своеобразная поглотительная способность.
Обычно цеолиты всегда содержат некоторое количество воды, которую они легко отдают и также легко поглощают обратно. Но оказывается, что цеолиты, лишенные воды, могут вторично с таким же успехом, как и воду, поглощать вместо нее самые разнообразные соединения, как-то: аммиак, углекислоту, сероводород, водород, этиловый спирт, красящие вещества, фтористый кремний и пр.
Это именно свойство цеолитов, напоминающее несколько поглотительную способность почв, и навело в свое время на почвенно-цеолитную гипотезу, согласно которой в почве путем выветривания образуются цеолиты, обусловливающие поглотительную способность почв.
Отсюда вошли в употребление и развились различного рода производные термины: „цеолитная часть почвы", каковым названием называли минеральные вещества, переходящие из почвы в раствор 10-процентной соляной кислоты, „цеолитный поглощающий комплекс" (в противоположность органическому) и т. д., причем употреблявшие эти термины почвоведы, агрономы и лесоводы не всегда даже и подозревали о существовании истинных цеолитов и о происхождении этого термина в почвоведении. В настоящее время, когда классические работы акад. Гедройца и появившиеся уже позже исследования целого ряда ученых, а особенно проф. Вигнера в Швейцарии, выяснили природу поглотительной способности почв и указали на ее прямую связь с коллоидами и теми их свойствами, которые много раньше были уже отчасти освещены в работах Фан-Б еммелена — понятно, почвенно- цеолитная теория отошла к области истории, и даже укрепившиеся в свое время термины: „почвенные цеолиты* и „цеолитный поглощающий комплекс" все реже и реже появляются в современной литературе и заменяются более рациональными (кремнеглцроземный, минеральный, силикатный поглощающий комплекс).
Весьма заметная роль магния в явлениях коллоидально-почвенного поглощения особенно резко подчеркивает несостоятельность почвенно-цеолитиой 152 теории. Для зоны выветривания, таким образом, группа цеолитов является первичными минералами, причем такими формами, которые не только не задерживают, но ускоряют выветривание натронно-известковых алюмосиликатов и переход в раствор кальция и натрия.
Итак, первые стадии выветривания отличаются быстрым разрушением кальциевых силикатов по сравнению с более устойчивыми формами некоторых натриевых и калиевых и особенно устойчивыми магнезиальными силикатами. Но дальнейшие различия между соединениями этих элементов обусловливаются уже свойствами их растворов и последующих форм.
|
|
|
|
К содержанию книги: Б.Б.Полынов - Кора выветривания
|
Последние добавления:
Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы
Происхождение и эволюция растений
Биографии ботаников, биологов, медиков