Материал: Pochvovedenie_Kovda_chast1

Рис. 54. Общая схема большого геологического круговорота веществ

ческие циклы, играющие все возрастающую роль в глобальной циркуляции веществ. В настоящее время речь идет уже не об отдельных нарушениях природных биогеохимических циклов в техносфере, а о технобиогеохимических циклах вещества и по­ токах энергии как современной норме природы. Так, глобальные циклы углерода, воды, азота, серы и ряда других элементов и веществ в значительной степени определяются деятельностью человека, ставшей геологическим фактором. При этом надо иметь в виду прогрессивно-ускоренное развитие техносферы Земли, что определяется прогрессирующим ростом населения мира, соот­ ветствующим увеличением производства и потребления пище­ вых продуктов, удвоением энергии мировой индустрии каждые 15 лет (в СССР каждые 7—8 лет) (А. М. Рябчиков, 1980) и ве­ дет к стремительному росту участия техногенных компонентов во всех глобальных циклах. Техногенная перестройка природных биогеохимических циклов затрагивает как их интенсивность, так и направленность в связи с техногенным перераспределе­ нием веществ на земной поверхности.

Современное учение о глобальных циклах веществ создано трудами В. И. Вернадского, А. Е. Ферсмана, В. М. Гольдшмидта, Б. Б. Полынова, А. П. Виноградова, В. Р. Вильямса. Большой вклад в его разработку на современном этапе внесли В. А. Ковда, А. И. Перельман, С. М. Григорьев, К. И. Лукашев, М. А. Глазовская, В. В. Ковальский, В. В. Добровольский, А. М. Рябчи­ ков, Э. Гольдберг, В. И. Вульфсон, Ф. Дювиньо и многие другие ученые в СССР и за рубежом.

318

Присоединение H2O, СО2, О2 и др. из атмосферы и грунтовых вод в процессах выветривания и почвообразования

Присоединение

органического

вещества

Рис. 55. Большой геологический круговорот веществ (А. Холмс, 1965, с дополне­ ниями)

Общий цикл технобиогеохимического круговорота веществ на Земле состоит из ряда самостоятельных биогенных, абиотиче­ ских, геологических и техногенных циклов, составляющих боль­ шой геологический круговорот веществ (рис. 54), включающий следующие главные циклы (этапы): появление изверженных по­ род на земной поверхности — выветривание — почвообразова­ ние — эрозия и денудация — накопление континентальных и оке­ анических осадков — метаморфизм осадков — выход на поверх­ ность осадочных пород с новым циклом выветривания, почво­ образования, денудации и осадконакопления либо их опускание в геосинклинальных областях в мантию и переплавка, после чего опять выход на поверхность в новом цикле вулканизма (рис. 55).

319

ЗЕМНАЯ КОРА

18.3. Выветривание горных пород

Выветривание горных пород — начальный этап большого гео­ логического круговорота веществ на земной поверхности. Пред­ посылкой выветривания служит тот факт, что плотные горные породы, как магматические, так и метаморфические и осадоч­ ные, формируются в иных термодинамических условиях по сравнению с существующими на земной поверхности, выходя на которую они подвергаются глубоким преобразованиям. Вывет­ ривание — это совокупность процессов качественного и количест­ венного изменения состава и свойств горных пород и слагающих их минералов под воздействием агентов атмосферы, гидросферы и биосферы, ведущих к трансформации и транслокации вещест­ венного состава поверхностных слоев литосферы и превраще­ нию ее в кору выветривания, которая может быть элювиальной

(остаточной), транзитной (элювиально-аккумулятивной) и акку­ мулятивной, а также современной, древней и ископаемой.

Для остаточной, элювиальной, коры выветривания харак­ терно последовательное снизу вверх чередование зон выветри­ вания (И. И. Гинзбург, 1963), так как на первых стадиях вы­ ветривания первичных минералов в среду освобождается много катионов, нейтрализующих кислые растворы, а по мере их выщелачивания среда становится все более кислой: 1) нижняя зона — зона начальной гидратации и выщелачивания по трещи­ нам пород, с преобладанием процессов физического выветрива­ ния (дезинтеграции); 2) зона гидратации и начального гидро­ лиза по всей массе породы (глубокого выщелачивания); 3) зона гидролиза и конечного выщелачивания; 4) поверхностная зона — юна конечного гидролиза (образования оксидов и гидроксидов элементов гидролизатов).

Установленные зоны выветривания одновременно являются и временными стадиями выветривания, характеризуя его начало (1-я зона) и итог (4-я зона), но полная стадийность выветрива­ ния существенно сложнее. Для транзитных и аккумулятивных (переотложенных) кор выветривания подобной вертикальной зональности, естественно, установить не удается.

Мощность современных элювиальных кор выветривания варь­ ирует от миллиметров на первичных стадиях до многих метров — древние остаточные коры выветривания могут достигать несколь­ ких десятков метров, а ископаемые остаточные и переотложенные коры могут составлять многие сотни метров.

Образование коры выветривания сопровождается потерей мощности континентальной литосферы в результате сопутст­ вующей выветриванию денудации поверхности. Так, по подсче­ там Б. Г. Розанова (1961), 10-метровая толща красноцветной коры выветривания в Шанском нагорье Бирмы образовалась из 930-метровой толщи плотных известняков, на что потребовалось около 2 млн. лет при средней скорости денудации около 0,5 мм/год.

323