Đá đến bề mặt trái đất thường xuyên tiếp xúc với khí quyển, sinh quyển, thủy quyển. Dưới tác động của các yếu tố môi trường tiêu cực, các tảng đá bắt đầu biến đổi và sụp đổ. Quá trình này có thể mất hàng trăm hoặc hàng nghìn năm. Kết quả là, một lớp vỏ phong hóa hình thành trên bề mặt trái đất.
Định nghĩa và các loại chính
Vì vậy, lớp vỏ phong hóa là một lớp đá trầm tích thứ sinh, trong hầu hết các trường hợp, nằm ở các lớp trên của thạch quyển và được hình thành do sự phá hủy các dãy núi dưới tác động của các yếu tố bên ngoài. Chỉ có ba loại eluvium chính, được hình thành do kết quả của quá trình:
- vật lý;
- hóa;
- sinh học.
Tất nhiên, việc phân chia như vậy là hơi tùy tiện. Trong phần lớn các trường hợp, lớp vỏ phong hóa được hình thành dưới tác động kết hợp của cả ba yếu tố này. Trong trường hợp này, chúng ta chỉ có thể nói về ưu thế của các điều kiện hình thành lớp trầm tích.
Một chút lịch sử
Lần đầu tiên, thuật ngữ "lớp vỏ phong hóa" được nhà khoa học Thụy Sĩ A. Game đưa vào sử dụng vào năm 1879. Sau đó, một nghiên cứu có hệ thống về các lớp địa chất như vậy đã bắt đầu ở Nga. Ví dụ, đóng góp to lớn cho nghiên cứu như vậy vào cuối thế kỷ 19 là của các nhà khoa học xuất sắc người Nga N. A. Bogoslovsky, K. D. Glinka, P. A. Zemyatchensky. Ban đầu, các nhà địa chất không phân biệt lớp vỏ phong hóa với đất. Nhà khoa học trong nước V. V. Dokuchaev đã phân chia rõ ràng các khái niệm này.
Là một ngành độc lập của địa chất, khoa học về lớp vỏ phong hóa chỉ được hình thành vào đầu thế kỷ 20. Những người sáng lập ra hướng đi mới đồng thời cũng là các nhà khoa học Nga - I. I. Ginzburg, B. B. Polynov. Tất nhiên, một số nhà nghiên cứu và những người đam mê nước ngoài cũng đóng góp đáng kể vào sự phát triển của phần địa chất này - người Thụy Điển O. Tamm, W. Keller người Mỹ, G. Garrassovets người Đức và nhiều người khác.
Lực lượng vật lý của thời tiết
Trong trường hợp này, lớp vỏ phong hóa là lớp được hình thành từ đá mẹ, bị nghiền nát và phân hủy mà không có sự thay đổi đáng kể về thành phần khoáng vật. Những lớp vỏ như vậy rất phổ biến ở Bắc Cực và Nam Cực, trên núi, sa mạc và bán sa mạc. Phong hóa vật lý chủ yếu xảy ra do:
- nhiều chu kỳ làm tan băng và đóng băng nước;
- thay đổi nhiệt độ;
- hoạt động của hệ thống rễ cây;
- đào hố nuôi thú;
- kết tinh của các muối có trong nước mao dẫn.
Các mảnh vỡ lớn trong lớp vỏ phong hóa của loài này thường nằm gầnchân đồi hoặc trong chỗ trũng. Đồng thời, những chiếc nhỏ bị nước và gió cuốn đi, có khi hàng trăm km.
Các nhà khoa học phân biệt năm loại thời tiết vật lý chính:
- tuyết;
- sương giá;
- cách ly (trong sa mạc);
- băng;
- sinh học.
Quá trình hóa học phá hủy
Những tảng đá nổi lên trên bề mặt trái đất, tất nhiên, có thể biến đổi không chỉ dưới tác động của các yếu tố vật lý. Điều xảy ra là quá trình phong hóa cũng xảy ra do các quá trình hóa học phức tạp xảy ra trong khối núi mẹ. Do đó, các tảng đá cũng bị phá hủy khá thường xuyên. Các yếu tố chính trong sự hình thành hóa học của lớp vỏ phong hóa là:
- axit hữu cơ mạnh;
- nước;
- hydro sunfua;
- axit cacbonic;
- oxy;
- amoniac;
- hoạt động sinh học của vi sinh vật.
Trong độ dày của đá mẹ, các quá trình rửa trôi, oxy hóa, hòa tan, thủy phân, v.v., có thể xảy ra, dẫn đến vi phạm cấu trúc của nó.
Phong hóa sinh học
Kiểu phá hủy này là sự kết hợp của các quá trình vật lý và hóa học. Ví dụ, rễ cây và cây bụi có thể phát triển vào đá mẹ để lấy nước và chất dinh dưỡng. Khi chúng phát triển, chúng chia mảng ngày càng nhiều. Động vật cũng làm như vậy khi đào hang. Tất nhiên, một con gopher hoặc, ví dụ, một cây sồi không thể phá hủy toàn bộ tảng đá. Nhưng kết quả làđối với hoạt động quan trọng của chúng, khoang sau đó sẽ nhận được nước. Kết quả là, lớp vỏ phong hóa được hình thành. Sự phá hủy của đá mẹ trong trường hợp này có thể xảy ra cả dưới tác động của các yếu tố vật lý và phản ứng hóa học.
Tòa nhà
Vỏ phong hóa là một mảng nằm ngay dưới lớp đất. Nó khác với loại sau chủ yếu ở chỗ nó không trải qua quá trình hình thành mùn. Cấu trúc của lớp vỏ phong hóa trong hầu hết các trường hợp không quá phức tạp. Với các quá trình biến đổi đủ dài, các chân trời được xác định rõ ràng được phân biệt trong đó. Ví dụ, các lớp trong eluvium từ dưới lên trên có thể được sắp xếp như sau:
- đá dăm hoặc đá dăm - đá granit bị thay đổi nhẹ, nứt nhẹ;
- hydromicaceous - thường có màu xám, dễ bị đứt tay;
- kaolin - khối đất sét khoáng với các khu vực riêng biệt của vật liệu sỏi rời.
Cấu trúc này của lớp vỏ phong hóa thường được quan sát thấy ở các khu vực đá granit.
Các giai đoạn phát triển
Điều kiện thuận lợi nhất để hình thành eluvium là sự giảm nhẹ và khí hậu nóng. Có bốn giai đoạn trong sự phát triển của lớp vỏ phong hóa:
- với ưu thế của thời tiết vật lý;
- loại bỏ các nguyên tố dễ hòa tan - lưu huỳnh, clo, vôi;
- hình thành kaolin với việc loại bỏ canxi, kali và magiê;
- hình thành đá ong.
Lớp vỏ phong hóa đá ongtrên đá được làm giàu bằng titan, sắt và nhôm, nó phát triển tốt trong điều kiện nhiệt đới.
Loại theo địa điểm và điều kiện giáo dục
Lớp vỏ phong hóa tất nhiên có thể khác nhau không chỉ về cách chúng được hình thành. Ngoài ra, các mảng như vậy được phân loại theo thành phần. Về vấn đề này, các loại vỏ phong hóa sau được phân biệt:
- đá - hình thành chủ yếu trên núi;
- clastic - cũng thường được hình thành ở các khu vực miền núi, được thể hiện bằng các mảnh vụn không bao quanh;
- cacbonat đất nhỏ - được hình thành trên đá mácma, hoặc mùn giống hoàng thổ (Armenia, Crimea, Mông Cổ);
- siallitic hạt mịn - lớp vỏ với phức hợp các vật liệu siallitic (Đồng bằng phía bắc Nga);
- đất sét - hình thành chủ yếu ở vùng khí hậu khô;
- sét pha sắt - hình thành ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới;
- ferritic;
- bôxít - chứa một lượng lớn nhôm hydroxit.
Loài phát sinh hình thái
Về vấn đề này, các loại vỏ phong hóa sau được phân biệt:
- areal;
- tuyến tính.
Kiểu hình thành đầu tiên bao gồm những khu vực rất rộng lớn, vài trăm và hàng nghìn km vuông. Trong trường hợp này, các lớp vỏ phong hóa tuyến tính phát triển dọc theo các đới kiến tạo suy yếu. Do đó, chúng chỉ tạo thành các khu vực địa phương nhỏ phù hợp với sự tấn công của các khu vực hoạt động khác nhau.
Việc bóc tách phần phù điêu có thể cản trở rất nhiều đến sự hình thành của lớp vỏphong hoá. Sự nâng lên của các vị trí thường vượt quá tốc độ hình thành eluvium. Kết quả là, lớp vỏ phong hóa trải qua quá trình bóc mòn cho đến khi nó được hình thành hoàn toàn. Trong trường hợp này, khối lượng lớn vật chất thô phân tán được đưa vào các bể chứa nước chảy cuối cùng. Ví dụ, r. Ob hàng năm bổ sung cho đại dương 394 km3các loại đá khác nhau.
Điều gì có thể là sức mạnh
Sự hình thành lớp vỏ phong hóa trên Trái đất đã trải qua hàng nghìn năm. Tất nhiên, ở những nơi khác nhau trên hành tinh, các quá trình như vậy không diễn ra trong những khoảng thời gian giống nhau. Những tảng đá hình thành ở giai đoạn hình thành hành tinh bị phá hủy lâu hơn, những tảng đá hình thành trong thời kỳ muộn hơn - thời gian ngắn hơn. Do đó, tất cả các lớp vỏ phong hóa trên trái đất có thể được phân chia theo điều kiện thành hiện đại và cổ đại.
Loại eluvium đầu tiên thường không có quá nhiều sức mạnh. Các lớp vỏ phong hóa như vậy vẫn chưa hình thành hoàn toàn và thậm chí thường không có các chân trời rõ ràng. Các eluvium cổ thường tạo thành các khối rất dày với nhiều lớp rõ rệt.
Ở những nơi khác nhau trên hành tinh, tùy theo thời gian hình thành mà lớp vỏ phong hóa có thể có độ dày từ vài mét đến vài trăm mét. Trong hầu hết các trường hợp, độ dày của lớp đất dưới đất đàn hồi là 30–40 m. Lớp vỏ phong hóa dày nhất ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Những cây đàn hồi mỏng nhất thường được quan sát thấy ở sa mạc và thảo nguyên.
Lớp vỏ phong hóa cổ đại lần lượt được chia nhỏ thành:
- Precambrian;
- Thượng Paliozoic;
- Trias-Jurassic;
- Kỷ Phấn trắng-Cổ sinh;
- Pleothin-Đệ tứ.
Những lớp vỏ như vậy, sau khi hình thành, thường phải trải qua quá trình làm trắng lặp đi lặp lại: tạo chamotization, kaolinit hóa, nhiệt phân hóa, hóa gley, carbonati hóa, muối hóa, v.v. Hiện tại, những vỏ bọc như vậy trên trái đất được bảo quản rất tốt, chủ yếu là ở những nơi trẻ hơn những cái nằm bên trên những tảng đá giúp chúng không bị phá hủy.
Phong hoá dưới nước
Các sản phẩm phá hủy của đá, tất nhiên, có thể tích tụ và hình thành toàn bộ khối địa chất không chỉ trên bề mặt đất. Lớp vỏ phong hóa cũng có ở đáy biển và đại dương. Trong trường hợp này, sự phá hủy đá (phân hủy halogen) chủ yếu xảy ra dưới tác động của:
- nước biển khoáng;
- dao động nhiệt độ nước;
- áp;
- thay đổi chế độ khí, v.v.
Lượng mưa tích tụ dưới đáy biển và các hồ chứa thường nhanh hơn trên đất liền. Đôi khi, trong quá trình phân hủy halogen, các lớp vỏ cứng dưới nước có thành phần khác nhau được hình thành: đá vôi, sắt-mangan, dolomit, v.v. Độ dày của các lớp như vậy thường không vượt quá 1 m.
Khoáng chất nào có thể xảy ra
Nghiên cứu về lớp vỏ phong hóa không chỉ có giá trị lý thuyết (khôi phục bối cảnh địa lý cổ của thời điểm hình thành), mà còn có giá trị thực tiễn. Thực tế là các thành tạo địa chất như vậy thường rất giàu các loại khoáng sản có giá trị khác nhau:
- sắtquặng;
- bauxit;
- mangan;
- quặng niken;
- coban, v.v.
Trong các lớp vỏ phong hóa cổ đại, trong một số trường hợp, nhiều loại kim loại khác nhau có thể tích tụ trong các khu vực riêng biệt với số lượng lớn hơn cả trong đá mẹ. Ví dụ, đây là số lượng tiền gửi hiện được phát triển công nghiệp ở Ural được hình thành.
Cũng khá có giá trị từ quan điểm sử dụng kinh tế của con người có thể là các thành phần đất sét khác nhau của lớp vỏ phong hóa. Vật liệu như vậy được sử dụng như một vật liệu thô hoặc vật liệu chịu lửa, nó được phân biệt bằng cách tẩy trắng và các đặc tính có giá trị khác. Tất nhiên, những loại khoáng chất phong phú nhất là lớp vỏ cổ đại.
Phù sa bồi đắp
Vỏ phong hóa do đó là thành tạo có tầm quan trọng kinh tế lớn trong thời đại chúng ta về khai thác kim loại và đất sét. Ngoài ra, trong các địa tầng đó thường có các mỏ vàng, bạch kim, bạc, kim cương,… rải rác của một vùng rộng lớn. Trong những lĩnh vực như vậy, việc khai thác đá quý và kim loại quý được thực hiện, kể cả theo cách thức công nghiệp. Những trầm tích như vậy có thể được tìm thấy trong cả lớp vỏ phong hóa cổ đại và hiện đại. Vàng, kim cương hoặc bạch kim trong trường hợp này chỉ đơn giản là được thực hiện bởi các dòng nước từ độ dày của đá mẹ đang sụp đổ và tích tụ, chẳng hạn như ở những chỗ cạn hoặc khúc cua sông.
illuvium là gì
Thường sủacác nhà địa chất học phong hóa gọi là eluvium. Nhưng có một dạng khối núi khác, được hình thành bởi các mảnh vỡ không phải của đá mẹ trong khu vực cụ thể này, mà được mang từ bên ngoài vào. Những lớp vỏ phong hóa như vậy được gọi là sự xâm nhập. Thành phần của chúng có thể khác nhau. Ví dụ, các muối cacbonat, sunfat, muối, và silíc silic được phân biệt. Tất nhiên, các loại trầm tích khác nhau trong lớp vỏ phong hóa kiểu này cũng hình thành khá thường xuyên.
