Агрофак

ПОМОЩНИК АГРОНОМА

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Home Почвоведение Генезис и эволюция почв Химическое выветривание

Химическое выветривание

Химическое выветривание обусловлено главным образом двумя факторами: фактором воды — проводником активных химических элементов (кислорода, гумусовых кислот, СО2 и т. п.) — и фактором температуры, который влияет на быстроту протекающих реакций. Этим объясняется наибольшая быстрота химического выветривания в жарком и влажном климате и незначительность его в холодном или пустынном климате.

Выветривание первичных минералов, вообще комплексное, приводит к образованию более или менее растворимых простых минералов (щелочных и щелочноземельных катионов) или коллоидов (глин, окислов железа, иногда алюминия). Все в целом образует комплекс выветривания.

Некоторые авторы определяли степень выветривания почвы отношением между коллоидным и валовым А12О3. Этот коэффициент может быть больше 90% в тропических почвах и остается очень низким в альпийских и пустынных почвах.

Главные процессы выветривания. Растворение: быстрое растворение растворимых солей; медленное растворение щелочноземельных карбонатов в воде, насыщенной СО2 или органическими кислотами.

Гидратация: гидратация окисных солей железа, первично малогидратированных, которые образуют цемент в некоторых песчаниках (вогезские песчаники). При происходящем в процессе этого увеличении объема порода распадается и становится рыхлой, в то же время цвет ее меняется от лиловато-розового до рыжего.

Восстановление и окисление: под воздействием вод, содержащих органическое вещество, окислы железа восстанавливаются дозакис - ного состояния, становятся более растворимыми, а поэтому и подвижными. В восстановленной среде почва приобретает голубоватосерый цвет, свойственный закисному железу (глеевые горизонты).

Напротив, окисление железа в присутствии воздуха или дождевой водой, содержащей растворенный кислород, ведет к выпадению железа в окисном состоянии (рыжие пятна в верхней части глеевого горизонта).

Гидролиз: это химическое воздействие, производимое ионами Н+ или ОН-, содержащимися в воде; в общем случае, когда вода насыщена гумусовыми кислотами или углекислым газом, имеет место кислый гидролиз. В исключительных случаях может происходить щелочной гидролиз; это наблюдается в некоторых очень мощных тропических почвах, в которых вода, лишенная гумусовых кислот, захватывает ионы ОН-, освобождающиеся при выветривании самой материнской породы.

Не вдаваясь в детали химических реакций, к тому же плохо известных, общие результаты гидролиза в умеренном климате можно схематизировать следующим образом:

Светлые элементы (полевые шпаты) —> глина + щелочные и щелочноземельные карбонаты (+ кремнезем); железо-магнезиальные элементы —> те же элементы + окислы железа.

Железо-магнезиальные элементы, как правило, выветриваются очень быстро путем потери железа; минералы выветриваются тем быстрее, чем меньше они содержат кремнезема.

Процесс выветривания главнейших пород. Кристаллические породы. Обычно выветривание кристаллических пород происходит тем быстрее, чем породы более «основные», то есть содержат больше оснований и железа и меньше кремнезема. Гидролиз является преобладающим процессом, который обычно приводит к образованию глин: сформировавшиеся в почвах за счет кристаллических пород глины являются таким образом в большинстве своем неосинтетическими (за исключением умеренного климата, где глины возникают при трансформации слюд).

Кислые породы (гранит) при выветривании дают меньшее количество глин, чем основные (например, базальты).

Кварц практически не поддается выветриванию в умеренном климате, но корродируется в щелочной среде и в тропическом климате.

Полевые шпаты выветриваются тем быстрее, чем они беднее кремнеземом; щелочные полевые шпаты — ортоклаз, микроклин — выветриваются очень медленно в противоположность плагиоклазам, которые выветриваются тем быстрее, чем больше они содержат кальция; в умеренном климате они превращаются в серицит, а затем в иллит.

Мусковит подвергается медленному выветриванию, преобразуясь в серицит путем фракционирования кристаллов.

Биотит после выделения железа принимает красновато-коричневый, металлический оттенок в результате хлоритизации; хлорит переходит затем в вермикулит или в смешаннослоистые минералы.

Ферромагнезиальные породы претерпевают одновременно гидролиз и окисление, освобождая железо в закисном состоянии; они дают магнезиальные глины, обычно триоктаэдрические (хлорит, серпентин, триоктаэдрический вермикулит); хлорит превращается далее в вермикулит путем межплоскостной потери бруцита.

Пример: выветривание оливина путем гидролиза и окисления

3 MgFeSiO4 + 2H2O + O2 —» 2F2O3 + 2SiO23MgO2H2O (серпентин).

Осадочные породы. Некоторые процессы выветривания сходны с теми, которые характерны для кристаллических пород. Укажем, например, на растворение засоленных пород некоторых известняков, гидратацию железистых цементов в некоторых песчаниках, окисление закисных солей железа в некоторых голубых мергелях.

Вообще, глины в почвах на осадочных породах не являются результатом неосинтеза гидролитическим путем, а происходят от ранее существовавших в материнской породе глин. Глины эти оказываются или просто унаследованными почвой без всяких изменений, или трансформированными в течение почвообразования. Позднее мы вернемся к вопросу о происхождении глин в почвах.

Известняки выветриваются двумя способами в зависимости от типа материнской породы.

Плотные известняки претерпевают растворение, в котором участвует растворенный СО2:

СаСO3 + СO2 + Н2O —> Са(НСO3)2 растворимый.

Порода денудируется путем поверхностной коррозии; одни только нерастворимые остатки аккумулируются на поверхности, они часто полностью бескарбонатны (обескарбоначенные глины).

Мягкие мергелистые известняки подвержены разбуханию при гидратации глин; это механическое явление, которое приводит к разрыхлению породы. Известь при этом не исчезает, она освобождается в активной очень тонкой фракции; образующаяся в результате почва существенно отличается от той, которая возникает в предыдущем случае.

 

Кто на сайте

Сейчас 49 гостей онлайн