МИНЕРАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ПОЧВЫ
МІНЕРАЛЬНА ЧАСТИНА ҐРУНТУ
1. 1. ВИВІТРЮВАННЯ ГІРСЬКИХ ПОРІД
Вивітрювання (гіпергенез) — процес руйнування гірських порід і мінералів під впливом деяких природних факторів (повітря, води, коливання температури, живих організмів). При цьому утворюються інші породи і синтезуються нові мінерали. Вивітрювання — це сукупність складних і різноманітних процесів, кількісних і якісних змін гірських порід. Горизонти гірських порід, де відбувається процес вивітрювання, називають корою вивітрювання. Потужність її буває від кількох сантиметрів до 2—10 м.
Вивітрювання — єдиний процес, але для зручності його розуміння виділяють три його форми: фізичну, хімічну, біологічну.
Фізичне вивітрювання — механічне подрібнення гірських порід і мінералів без зміни їх хімічного складу. Ця форма вивітрювання відбувається під впливом таких фізико-механічних факторів: зменшення тиску після виходу породи на поверхню; бічний тиск на уламок породи, зумовлений адсорбованою водою, льодом, корінням рослин і кристалами солей; коливання температури і різниця коефіцієнтів лінійного розширення мінералів, які входять до складу даної породи; руйнівна діяльність водних потоків, льодовиків, що рухаються, зсувів, вітру.
Внаслідок фізичного вивітрювання гірська порода набуває нових властивостей. Вона пропускає крізь себе повітря, воду і здатна затримувати певну їх кількість. Значно збільшується загальна поверхня уламків одиниці об'єму даної породи, що сприяє інтенсифікації хімічних процесів. Хімічний склад породи не змінюється.
Хімічне вивітрювання — процес хімічного руйнування гірських порід і мінералів, який супроводжується утворенням нових мінералів. Найважливішими факторами цього процесу є: розчинення у воді мінеральних сполук, їх гідроліз; окислення — відновлення; карбонатизація; коагуляція тощо
Вода — універсальний розчинник на планеті. Розчинення мінералів водою прискорюється з підвищенням температури і насиченням її вуглекислим газом, який підкислює середовище. За таких умов хімічне вивітрювання відбувається значно швидше. Цим пояснюється наявність різноманітних кір вивітрювання в різних широтах земної кулі. Руйнування гірських порід в субтропічному і тропічному поясах йде в кілька разів швидше, ніж в помірному і полярному.
У процесах хімічного вивітрювання велике значення має гідроліз — хімічна реакція води з мінералами. Наприклад, гідроліз ортоклазу відбувається за такою схемою:
КА1Sі308 +Н2О→НА1Si308+КОН.
Отже, водень заміщує калій, а останній з іоном ОН— утворює луг, який, в свою чергу, посилює руйнування мінералу.
Гідратація, як правило, відбувається при вивітрюванні осадових порід, які містять ангідрид. У процесі гідратації ангідридів об'єм породи збільшується на 50—60%, а їх розчинність значно зростає.
СаSО4+2Н2О→СаSО4-2Н2О.
Постійна наявність в розчинах вугільної кислоти зумовлює карбонатизацію — утворення карбонатів.
Схему карбонатизації можна показати на таких прикладах:
Nа2SіО3+Н2СОз=Nа2СО3+Н2О+SіО2;
Навіть неповний перелік хімічних реакцій на поверхні уламків гірських порід і мінералів показує, що в результаті хімічного вивітрювання змінюється хімічний склад мінералів і руйнується їх кристалічна решітка.
Порода збагачується вторинними мінералами і набуває таких властивостей, як в'язкість, пластичність, вологоємкість, вбирна здатність та інші.
Біологічне вивітрювання — механічне руйнування і зміна хімічного складу гірських порід під впливом живих організмів та продуктів їх життєдіяльності. Ця форма вивітрювання відбувається під впливом таких факторів: засвоєння рослинами і мікроорганізмами елементів мінерального живлення; хімічних сполук, що утворилися при житті і після смерті організмів (кислоти, гумус, мінеральні солі тощо) ; реакцій окислення і відновлення з участю мікроорганізмів.
Процеси біологічного вивітрювання здійснюють представники багатьох груп живих організмів у всій