Понятие о процессах внешней геодинамики
Процессы внешней геодинамики или экзогенные процессы подразделяются на три группы: процессы выветривания, денудации и аккумуляции (осадконакопления).
Выветривание − процесс изменения (разрушения) горных пород и минералов вследствие приспособления их к условиям земной поверхности. Оно состоит в изменении физических свойств минералов и горных пород, сводящемся в основном к механическому разрушению, разрыхлению и изменению химических свойств под воздействием Н2О, О2 и СО2 атмосферы и жизнедеятельности организмов.
Под денудацией понимается совокупность процессов разрушения и сноса продуктов разрушения горных пород, создаваемых в основном выветриванием. Она проявляется главным образом в пределах суши и сводится к перемещению раздробленного и химически растворенного материала с возвышенности в депрессии рельефа. Главные ее агенты: сила тяжести, текучие воды, ветер и движущиеся льды ледников.
Аккумуляция − сумма всех процессов накопления осадков, возникающих в понижениях рельефа Земли за счет принесенных денудаций продуктов выветривания.
Выветривание лишь подготавливает материал для денудации, но само по себе не приводит к серьезным изменениям лика Земли. Денудация же является наиболее активным фактором преобразования Земли, приводящим в движение огромные массы вещества. Изучение денудации − один из главных предметов динамической геологии. Аккумуляция это дальнейшее звено в цепи экзогенных процессов, сводящееся только к тому, что продукты выветривания вновь обретают покой, теряют подвижность, входя в состав осадочных пород.
Составьте характеристику минералов: кремень, тальк, хлорит
В характеристике каждого минерала последовательно указать: класс, формулу химического состава, плотность, цвет, цвет черты, блеск, твердость, спайкость, излом, реакция с 10% раствором соляной кислоты, устойчивость к выветриванию, применение в строительстве и промышленности.
Кремень.
Кремень − одна из многочисленных разновидностей пород, состоящих почти на сто процентов из кремнезема, окрашенная минеральными солями в разные оттенки бурого и черного цвета. Форма кремней очень разнообразна: это округлые, пальцевидные, пластинчатые и другой формы конкреции, часто имеющие наросты, отверстия и пустоты, заполненные мелкими кристалликами кварца. Часто кремень имеет органогенное происхождение, поскольку кремень входит в состав скелетов некоторых морских одноклеточных организмов. При уплотнении таких микро-скелетов на дне океана за миллионы лет образуются осадочные породы, в которых кремень постепенно превращается в опал, а затем переходит в халцедон. Различают халцедоно-кварцевый, кварцевый халцедоновый и опало-халцедоновые кремни. Цвет от серого, желто-серого до черного. Много пестрых образцов. Кремень отлично полируется, обладает большой твердостью (6-7), почему из него изготовляют ступки, крупные пластины для облицовки. Красивый рисунчатый кремень используют как ювелирный камень. Иногда в камнях имеются крошечные полости, заполненные горным хрусталем.
Раскалывается кремень на обломки с острорежущими краями. Из-за этой вязкости кремневые глыбы не разлетались при ударе на мелкие осколки, а расщеплялись на довольно тонкие, обычно слегка изогнутые пластинки с острым режущим краем. Кремень высекает искры, отсюда и название минерала (от лат. cremare — «сжигать»). В каменном веке кремень служил основным материалом для изготовления режущих инструментов и наконечников оружия. Первые рубила, молотки, топоры, наконечники копий − из кремня. По свидетельству историков, возраст самых древних обработанных орудий из кремня чуть меньше, чем возраст найденных останков самого древнего человека. Внизу приведены ископаемые орудия труда и наконечники из кремня.
В составе кремней обнаружено содержание около 20 химических элементов (магния, кальция, фосфора, стронция, железа, марганца, меди, цинка, кобальта, никеля, хрома, свинца, алюминия, бора, кадмия, молибдена, титана, кремния, олова, бария) в концентратах экстрактов кремней черного серого и красного, в их настоях на дистиллированной и водопроводной воде.
Кремень красный отличается от других исследованных минеральных образований тем, что в его составе в заметном количестве присутствуют органические ненасыщенные соединения, имеющие характерное флюорисцентное свечение.
Концентрации практически всех основных примесей в кремнях различного возраста и окраски весьма близки, вместе с тем, в зависимости от возраста различаются по содержанию кальция, калия, алюминия и железа. Примесей тяжелых элементов в кремниях различного возраста, цвета, из различных месторождений обнаружено не было.
Зарегистрирован эффект уменьшения исходного количества бария и кальция в водопроводной воде при ее активировании кремнями отмеченных разновидностей в ряде случаев более чем на 200%.
Кремень имеет слабую истираемость, химическая чистота кременя (сложена преимущественно SiC > 2, малая примесь окислов железа, марганца и других красителей), имеет раковистый излом.
Тальк.
Химический состав. Окись магния (MgO) 37,7%, двуокись кремния (SiO2) 63,5%, вода (Н2О) 4,8%, в виде примеси окись алюминия (Аl2O3), иногда примесь окиси никеля (NiO).
На ощупь жирный, шероховатый.
Форма кристаллов: таблички, псевдогексагональные листочки.
Кристаллическая структура: слоистая решетка с гексагоналывым и псевдогексагональным строением.
Класс симметрии: призматический.
Спайность: весьма совершенная параллельно базальной плоскости (001).
Агрегаты: листоватые, чешуйчатые, часто плотные (стеатит, горшечный камень).
Химическая формула: Mg3[Si4O10] [ОН]2, или MgO·4SiO2·H2O
Сингония: моноклинная.
Удельный вес (г/см3) 2,7—2,8.
Цвет: белый, желтоватый, серый, зеленоватый.
Цвет черты: белая, землистая.
Блеск: стеклянный.
Излом: неровный занозистый
Твердость: 1
Не плавится. Поведение в кислотах. Не растворяется.
Хлорит.
Название происходит от греческого «хлорос» − зеленый, за окраску.
Классы силикаты.
Химическая формула: (Mn,Al)6(OH)8((Si,Al)2.
Сингония гексагональная.
Цвет светло-желтый, зеленый, белый.
Цвет черты белый.
Блеск стеклянный.
Спайность весьма совершенная.
Излом ступенчатый.
Твердость: 2; 2,5; 3; 3,5.
Виды выветривания горных пород. Дать краткую характеристику каждого их видов выветривания
Выветривание горных пород − сложный процесс, в котором выделяется несколько форм его проявления. 1-я форма − механическое дробление горных пород и минералов без существенного изменения их химических свойств − называется механическим или физическим выветриванием. 2-я форма − химическое изменение вещества, приводящее к превращению исходных минералов в новые − называется химическим выветриванием. 3-я форма − органическое (биологохимическое) выветривание: минералы и горные породы физически и главным образом химически изменяются под воздействием жизнедеятельности организмов и органического вещества, образующегося при их разложении.
Механическое (физическое) выветривание.
Породы распадаются на обломки и превращаются в глыбы, дресву и песок. При этом состав конечных продуктов разрушения целиком зависит от структуры, текстуры и минерального состава горных пород, подвергшихся разрушению.
Важнейшим фактором механического выветривания является нагревание поверхности горных пород солнечными лучами. Возникающее вследствие попеременного нагрева и остывания периодическое изменение объема породы вызывает ее растрескивание, нарушение связи между минералами, а также и внутри минералов. Образование трещин в горных породах в значительной мере зависит от их свойств − слоистости, сланцеватости, наличия спайности у минералов.
Породы со слоистой или сланцеватой текстурой под влиянием инсоляции распадаются по плоскостям на плитки, расслаиваются, разлистовываются. Слоистая толща осадочных пород выветривается неоднородно. Одни слои легко распадаются на мелкий щебень, дресву и песок, другие долго сохраняют свою монолитность.
Быстрее разрушаются темноокрашенные породы и минералы.
В процессе физического выветривания из массивных пород высвобождаются многие стойкие минералы, являющиеся полезными ископаемыми (Au, Pt, касситерит, шеелит, алмазы) и образуют россыпные месторождения.
Химическое выветривание может быть выражено несколькими типами, главные из которых: растворение, окисление, восстановление, карбонатизация.
Растворение происходит под действием воды, стекающей по поверхности выхода горной породы или просачивающейся через её трещины и поры. При этом она избирательно выносит (выщелачивает) из породы только некоторые вещества. Сильнее всего растворяются хлориды, далее сульфаты (гипс), карбонаты (известняки, доломиты).
Окисление и гидратация. Окислению подвержены в первую очередь минералы, содержащие Fe, S, V, Mn, Ni, Co и др. Факторами окисления являются кислород воздуха и вода. Во влажном климате образуются богатые водой гидраты окислов железа.
Восстановление является процессом, обратным окислению и заключается в потере веществом части или всего содержащегося в нём химически связанного кислорода. В условиях поверхности суши свободный кислород, содержащийся в атмосфере и водных растворах, обычно приводит к окислению продуктов выветривания и восстановление при этом не может проявляться. Оно участвует в выветривании там, где нет свободного кислорода. При выветривании в восстановительной среде может происходить и образование ряда минералов, бедных или лишённых О2 и обычно отсутствующих в коре выветривания (пирит и др.).