2015-05-20
1227
а) Понятие механoгенеза.
Характерное явление механогенеза – раздробление горных пород и минералов, ведущее к увеличению их дисперсности, растворимости, развитию сорбции и других поверхностных явлений.
При диспергировании резко увеличивается суммарная поверхность частиц, а, следовательно, и их поверхностная энергия. Так, при раздроблении песчинки кубической формы, объёмом 1 мм3, с суммарной поверхностью 6 мм2 до коллоидных размеров число частиц возрастает до 1012, а их суммарная поверхность – до 6∙104 мм2, т. е. в 60000 раз. Подобные процессы происходят за счёт солнечной энергии, поэтому их наряду с фотосинтезом считают могучим аккумулятором солнечной энергии.
При диспергировании повышается растворимость минералов. Например, при уменьшении кристаллов гипса от 0,5 до 0,1 мк их растворимость увеличивается с 4 до 12%, сульфата бария – до 80%. Диспергирование сопровождается также разложением многих минералов: при истирании сульфиды частично разлагаются на металл и серу, гидратные минералы выделяют воду и т. д., т.е. становятся возможными термодинамически невыгодные реакции. Роль таких механохимических явлений изучена в земной коре ещё слабо.
|
|
|
При механогенезе тяжёлые минералы ведут себя как частицы более крупного размера. Поэтому важным фактором механогенеза служит плотность минералов, которая колеблется значительно: от 7,8-19,8 г/см3 у самородных металлов, до 1,60-3,18 г/см3 у хлоридов и фторидов.
Механическое перемещение минералов зависит также от их твёрдости и податливости к выветриванию. Циркон, алмаз, монацит и другие твёрдые минералы, трудно поддающиеся истиранию при водном переносе, хорошо сохраняются в осадках. Наоборот, молибденит и другие минералы низкой твёрдости легко истираются.
б) Механическая денудация.
Её показателем служит годовой расход взвешенных частиц в данном створе реки в т/км2 площади бассейна. Различают механическую и химическую денудацию. Химическая денудация – это годовой расход растворённых веществ. Механическая денудация зависит от климата, геологического строения и рельефа: она минимальна на гумидных лесных равнинах, где преобладает химическая денудация.
В горах с широким распространением рыхлых отложений механическая денудация увеличивается в сотни раз, превышая 1000 т/км2.
Отношение среднегодовой минерализации воды к среднегодовой мутности даёт представление о соотношении химической и механической денудации. В современную геологическую эпоху в целом механическая денудация преобладает над химической. Если измерять денудацию ежегодным снижением поверхности, то для бывшего СССР в среднем оно равно 27 мкм, из которых только 7 мкм приходится на химическую денудацию. Суммарное снижение поверхности суши за счёт химической и механической денудации 90 мкм/год.
|
|
|
В истории отдельных элементов механическая миграция играет различную роль: она значительна для Si, Ti, Zr, Hf и мала для Ni, Co, Mg, Cl, Na и т. д.
Таблица 7. Механическая денудация (PM, т/км2) в различных ландшафтах
| Геологическое строение и рельеф | |||
| Типы ландшафтов | Равнины (низменности и возвышенности) | Горные районы | |
| Сложенные легко размываемыми рыхлыми отложениями | Сложенные скальными породами | ||
| Влажные тропики и субтропики | Амазонка – 60 Ориноко – 47 Конго (Заир) – 18 | Иравади – 850 | Риони – 633 |
| Лесные ландшафты без мерзлоты (широколиственные леса и тайга) | Северная Двина – 14 Западная Двина – 6 Нева – 3,9 Днепр – 5 | Терек – 600 Рона – 320 По – 240 | |
| Мерзлотная тайга и тундра | Колыма – 7,0 Обь – 6,0 | Юкон – 103 | |
| Степи, саванны, пустыни | Нил – 31 Дон – 18,3 | Вахш – 1850 Ганг – 1040 | Чирчик – 120 |
в) Эоловые процессы.
Выделяют три вида переноса веществ в атмосфере: стратоферный (на высотах 15 – 60 км частицы могут многократно огибать земной шар), тропосферный (на высотах до 8 – 12 км частицы могут мигрировать на сотни и тысячи км), локальный (миграция на десятки и сотни км).
Песок, пыль, соли поступают в атмосферу преимущественно за счёт развевания слабозакреплённых песков, глинистых и лёссовых равнин, солончаков и т. д. Часть солей поступает с акваторий солёных озёр и морей.
Эоловые процессы протекали во все геологические периоды Земли, их роль была особенно велика в ледниковые эпохи с их сухим и холодным климатом, сильными ветрами.
При вулканических извержениях в атмосферу поступают многие кубические км пепла, состоящего из частиц лавы. В 1883 году при извержении вулкана Кракатау в Зондском проливе в атмосферу было выброшено около 18 км3 рыхлого материала. Облако пепла поднялось в стратосферу. Пыль и пепел распределились на площади 82700 км2, мельчайшая пыль достигла Европы.
При ударе метеоритов о земную поверхность происходит запыление атмосферы метеоритным веществом. С этим связывают глобальные аномалии платиноидов в отложениях на границе мела и палеогена и другие явления.
