Экзогенные процессы. 
Геология и месторождения полезных ископаемых

Экзогенные процессы — это процессы, происходящие на поверхности Земли и изменяющие ее облик. Движущей силой этих процессов является энергия Солнца, действие гравитации и жизнедеятельность организмов. В общем виде экзогенные процессы развиваются по следующей схеме: выветривание — денудация — аккумуляция [7].

Выветривание

Выветривание — это процесс разрушения горных пород на поверхности Земли под действием температуры, воды и кислорода. Различают две формы выветривания: физическое и химическое.

Физическое выветривание. Этот тип выветривания представляет собой механическое разрушение горных пород без изменения их химического состава. Главными факторами физического выветривания являются колебания температуры и действие воды. Подавляющее большинство горных пород состоит из нескольких минералов, каждый из которых обладает определенным коэффициентом объемного расширения. Днем при нагревании солнечным теплом минералы, расширяясь, давят друг на друга, ночью, остывая, сжимаются. Многократное повторение такого процесса приводит к образованию между минералами микроскопических трещин, которые, расширяясь, ведут к образованию трещиноватости в породах. Увеличиваясь в ширине, трещины приводят к раскалыванию и обрушению скальных пород. В умеренном климате в весенне-осеннее время температурный фактор дополняется действием воды. Проникая днем в трещины, ночью вода в них замерзает и, увеличиваясь в объеме при переходе в лед, ускоряет разрушение горных пород. Оказывают разрушительное воздействие и сезонные колебания температуры. В результате такого выветривания образуются обломочный материал дресвяно-глыбовой размерности. Эти процессы наиболее активно протекают в условиях интенсивно пересеченного рельефа.

Химическое выветривание. Такой тип выветривания заключается в химическом разложении породы под действием атмосферных факторов. Главным из них является вода, ей помогают кислород, углекислый газ и температура воздушной среды. Химическое выветривание — это разрушение горных пород с изменением их химического состава. В этом типе выветривания имеют место четыре идущих одновременно процесса: растворение, окисление, гидратация и гидролиз.

Растворение заключается в переходе некоторых минералов (галит, сильвин, кальцит, доломит, гипс, ангидрит и др.) в раствор. Растворению могут подвергаться полностью слои, сложенные этими минералами, с образованием карстовых пустот, и может происходить выщелачивание минералов из пород с возникновением пор.

Окисление заключается в переходе закисных низковалентных соединений в окисные высоковалентные с присоединением кислорода.

Одновременно с окислением происходит гидратация вещества — присоединение к нему воды. Последняя, входя в состав минерала, называется кристаллизационной. Например: FeS₂ (пирит) + 0₂ + Н₂0 —" —> Fe₂0₃ • пН₂0 (лимонит) + H₂S0₄.

Гидролиз — это разложение минералов с выносом из них элементов и образование новых минералов. В первую очередь из минералов выносятся щелочные элементы, затем щелочно-земельные и другие. Никогда не выносятся, остаются на месте и накапливаются в форме гидрооксидов Fe, А1 и Мп.

В результате химического выветривания образуются две группы продуктов: подвижные, растворимые соединения, выносимые из зоны выветривания, и малоподвижные, устойчивые к выветриванию (остаточные), накапливающиеся в зоне выветривания. Совокупность остаточных продуктов выветривания (физического и химического) называется корой выветривания. При физическом выветривании это будут обломочные породы, химическое выветривание осуществляется постепенно и приводит к появлению разнообразных новообразованных веществ.

Выделяется четыре стадии (и соответственно четыре зоны) развития коры химического выветривания пород, присущие разным климатическим зонам Земли (рис. 2.11):

Рис. 2.11. Стадии и зоны химического выветривания:

I — стадия начального выветривания, 1 — зона дезинтеграции; II — стадия умеренного выветривания, 2 — зона гидрослюдистая; III — стадия интенсивного выветривания, 3 — зона каолинитовая; IV — стадия очень сильного выветривания, 4 — зона латеритная; коренные породы обозначены крестом.

• — зона дезинтеграции — начальная стадия разрушения горных пород с образованием крупных и мелких фрагментов исходных пород, территория холодного климата;
• — зона гидрослюдистая, стадия умеренного выветривания, отвечает выносу наиболее подвижных химических элементов из горных пород, ей соответствуют такие минералы как иллит, хлорит, монтмориллонит и другие, территория средних широт;
• — зона каолинитовая, стадия интенсивного выветривания, где происходит вынос всех за исключением Si, Fe, А1 и Мп элементов и образуются такие глинистые минералы как каолинит, галлуазит, палыгорскит и другие, территория субтропиков;

— зона латеритная, стадия исключительно сильного выветривания, характеризуется выносом кремнезема с разрушением глинистых минералов и образованием оксидов и гидрооксидов А1 (гиббсит), Fe (гетит, лимонит), Мп (пиролюзит, псиломелан), территория тропиков.

Каждому району Земли свойственны свой тип и мощность коры химического выветривания. Незначительная мощность коры выветривания (не более 1,0 м) образуется в тундре (стадия дезинтеграции). Чуть большая мощность коры выветривания (несколько метров) образуется в умеренном климате (стадия образования гидрослюд). В субтропиках кора химического выветривания составляет десятки метров (стадия образования каолинита) и в экваториальном тропическом поясе (латеритная стадия) она достигает максимального значения, в несколько сотен метров. В последних двух зонах формируются месторождения каолиновых глин, алюминевых (бокситы), железных и марганцевых руд. Неперемещенные, оставшиеся на месте продукты выветривания, называются элювием.