Стадия гипергенеза. 
Литология

Гипергенез (выветривание) — разрушение материнских пород на поверхности Земли и в её приповерхностной зоне. В зависимости от того, какие факторы воздействия на породы являются главными, различают физическое и химическое выветривание.

Физическое выветривание выражается в механическом разрушении минералов и горных пород при изменении температуры, ударах и истирании.

Рис. 2. Конусы осыпания, образующиеся в результате выветривания. Горный Алтай

Благодаря разным тепловым свойствам и анизотропии минералов, колебания температуры вызывает изменение объема минералов и ослабление связей между ними. В результате этого в породе появляются мелкие трещинки, в них попадает вода, которая, замерзая, расширяет их. Горная порода становится трещиноватой и разделяется на части или обломки. Обломки, отделяясь от общей массы породы, сосредотачиваются на разрушаемой поверхности и при малейших сотрясениях или под влиянием силы тяжести падают к подножью склонов, разбиваясь на более мелкие частицы (рис. 2). Продукты выветривания на склонах называются делювием, а у подножья склонов — коллювием.

Большую работу производят текучие воды и волны прибоя, разрушающие прибрежные коренные породы (рис. 3).

Рис. 3. Разрушающее действие прибоя на прибрежные породы: а Восточное побережье Каспийского моря: б — побережье Австралии.

Рис. 4. Группа абразионных островов. Камчатка

Этот процесс, называемый абразией, приводит к образованию отдельных останцов, состоящих из наиболее крепких пород (рис. 4).

Движущиеся ледники сглаживают свое ложе, механически раздробляя горные породы (рис. 5) и оставляя глубокие борозды на крупных глыбах (рис. 6).

Рис. 5. Валунное поле, образованное при механическом дроблении коренных пород движущимся ледником

Рис. 6. Бараний Лоб с ледниковыми шрамами

Рис. 7. Формы эолового рельефа: а — Камчатка; б — Якутия.

Деятельность ветра вызывает явления дефляции (выдувания, развеивания частиц) и корразии (обработки горных пород переносимыми ветром обломками). В результате образуются разнообразные причудливые формы эолового рельефа (рис. 7) и останцы выветривания (рис. 8).

Органическая жизнь механически разрушает горные породы различными путями. Корневая система растений действует так же, как и замерзающая вода: корни, увеличиваясь в объеме в процессе роста, развивают в трещинах давление и разрывают породу (рис. 9).

Физическое выветривание приводит к образованию обломков пород и минералов различной величины — от крупных глыб диаметром в несколько метров до тонких частиц размером менее 0,005 мм (рис. 10).

Рис. 8. Останцы выветривания: а — Хабаровский край: б — Турция.

Рис. 9. Участие растений в процессах физического выветривания

Рис. 10. Продукты физического выветривания. Казахстан. Фото Т. Г. Перевертайло.

Продукты механического раздробления в виде обломков различной формы и размера, а также коллоидные частицы представляют собой уже готовый осадочный материал.

Химическое выветривание играет большую роль при образовании осадочного материала. Основными действующими силами этого процесса являются вода, кислород, углекислый газ, а также гуминовые и минеральные кислоты.

1. Вода является главным фактором химического выветривания благодаря своим физико-химическим свойствам.

Вода — растворитель многих природных минеральных и органических соединений. Её растворяющая способность определяется полярной природой молекул воды (рис. 11).

Положительные и отрицательные концы диполей молекул воды присоединяются, соответственно, к отрицательным и положительным ионам вещества (рис. 12), нейтрализуя их заряды, в связи с чем, происходит отрыв атомов, способствующий растворению вещества.

Рис. 11. Образование полярной молекулы воды посредством ковалентных связей

Рис. 12. Ионный тип связей

2. Вторым важным фактором химического выветривания является кислород.

Воздействие кислорода на минералы называется окислением. В случае отсутствия кислорода, например, в сероводородной среде, происходит восстановление вещества.

В практике литологических исследований обстановка считается окислительной, если породы имеют бурую, красную, оранжевую окраску или оттенок. Эти цвета обусловлены наличием окисного железа (Рс⁺³). Серый, чёрный, зеленоватои голубовато-серый цвет связан с наличием в породах закисного железа (Ее «), а также присутствием тонкодисперсного органического вещества. Эти цвета являются признаком восстановительной обстановки.

3. Третьим важным фактором химического выветривания является углекислый газ, растворённый в воде, или углекислота.

Свободный углекислый газ, соединяясь с водой, образует угольную кислоту, которая при диссоциации резко повышает кислотность среды в ходе реакции:

Источником углекислоты является жизнедеятельность организмов, разложение органических остатков и карбонатов, а также вулканическая деятельность. Особенно много углекислоты в болотных водах и торфяниках.

• 4. Четвёртым агентом химического выветривания является работа гуминовых кислот, образующихся при разложении органических веществ, в основном животного происхождения. Особенно велика их роль во влажных заболоченных районах с умеренным и жарким климатом.
• 5. Пятый фактор химического выветривания проявляется в районах активной вулканической деятельности. Из недр Земли поступают газы: хлор (С1), фтор (И), серный ангидрит (БОз), сернистый ангидрит (БСЬ) и др. Они вступают в реакцию с водяными парами и образуют минеральные кислоты, способные разлагать минералы и горные породы.

Таким образом, химическое выветривание приводит к изменению минералов глубинных зон Земли, превращению их в минералы, устойчивые на земной поверхности. Происходит изменение сложных соединений, превращение их в более простые.

Минералы имеют разную устойчивость к внешним воздействиям, зависящую от их состава и свойств.

В неоднородных по минералогическому составу породах в процессе выветривания происходит выщелачивание легкорастворимых минералов и образование пустот, т. с. проявляется избирательный характер выветривания (рис. 13).

Рис. 13. Избирательный характер выветривания в толще глинисто-карбонатных сланцев. Казахстан. Фото Т. Г. Перевертайло.