Comment se produit l'altération physique. Processus d'altération, types d'altération

L'altération est le processus de destruction et de modification de la composition des roches en raison des fluctuations de température, du gel et du dégel de l'eau, de l'effet chimique de l'eau, des gaz, des acides et des alcalis qui y sont dissous, sous l'influence du vent, des plantes et des animaux, etc. L'altération se produit le plus intensément à la surface de la terre, mais s'étend en profondeur, en particulier le long des zones d'affaiblissement des roches - fissures, failles.

Distinguer les altérations physiques, chimiques et biologiques ou organiques. L'altération physique prédomine dans un climat fortement continental ou froid, et son importance consiste en la fragmentation et la désintégration des roches (voir clastique OGP). L'altération chimique modifie la composition minéralogique des roches. Dans ce cas, les réactifs actifs sont l'eau, l'oxygène, le dioxyde de carbone, les acides organiques. Les processus les plus courants d'altération chimique sont la dissolution, l'hydratation, l'oxydation, l'hydrolyse ; certains processus sont nommés selon la nature des minéraux formés : kaolinisation, carbonisation, serpentinisation, etc. Altération biologique ou organique, la liant à l'action des organismes vivants ; des exemples d'altération biologique sont l'action des racines des plantes, des mousses et des lichens, des animaux - creuseurs et divers micro-organismes.

Dans la nature, tous les types d'altération se produisent ensemble, avec l'influence décisive de l'un ou de l'autre, en fonction des conditions spécifiques - climatiques, géologiques, hydrogéologiques, etc.

6.2. Croûte d'altération et dépôts éluviaux

En raison de l'altération, les roches changent à une certaine profondeur - généralement plusieurs mètres, et dans les climats tropicaux jusqu'à 100 mètres. Cette zone de roches très altérées, avec le sol, est appelée la croûte d'altération. Les roches grossières et argilo-sableuses de la croûte d'altération sont des dépôts éluviaux ou eluvium. En général, la croûte d'altération a la structure suivante (figure 6.1). Les chiffres indiquent :

1 - race inaltérée (parente); 2 - zone en blocs, c'est-à-dire roche fissurée altérée (jusqu'à une roche effondrée - ferraille); 3 - zone de concassage grossier - sol à gros grains (pierre concassée, gruau avec filler argilo-sableux); zone de concassage fin : 4 - sable ; 5 - roche argileuse; 6 - sol; 7 - niveau de démolition de la roche (base de dénudation a-a) ou du fond de la fosse ; 8 - fissures d'altération; 9 - "îles" d'eluvium parmi la roche effondrée.

Riz. 6.1. Croûte d'altération :

1 - race parentale; 2 - roche altérée; 3 - sol grossier; 4 - sable; 5 - roche argileuse; 6 - sol; 7 - base de dénudation;

8 - fissures d'altération; 9 - "îles" d'eluvium parmi le sol rocheux

Sur la base des conditions de formation, les dépôts éluviaux sont représentés par des roches grossières, sableuses et argileuses et se caractérisent par les propriétés suivantes :

Les fragments ont une forme rugueuse et anguleuse (pierre concassée, gravier, cartilage) ; la surface des particules de sable est rugueuse, en raison du manque de transfert de matière ;

Il n'y a pas de litière, il y a une transition progressive d'une zone à l'autre (Figure 6.1) ;

Inhomogénéité de la composition mécanique ;

La composition minéralogique de l'éluvium est liée à la roche mère sous-jacente;

La plus grande distribution et l'épaisseur de l'eluvium sont caractéristiques des bassins versants bas et plats et des formes négatives de relief (dépressions), où la dénudation se manifeste faiblement;

La limite inférieure de l'éluvium est généralement inégale en raison de divers facteurs influençant l'altération.

La possibilité d'utiliser l'eluvium comme base d'une structure dépend de l'épaisseur et du type de sol, de sa composition et de son état, ainsi que des charges existantes. Des bâtiments et des structures avec des charges modérées sont érigés avec succès sur des sols éluviaux, en particulier dans les zones où ils sont répandus (Oural, Extrême-Orient). D'autre part, pour les structures critiques fortement chargées (barrages, supports de pont, etc.), l'élimination complète des roches altérées peut être nécessaire. Par exemple, lors de la construction du barrage de la centrale hydroélectrique de Bratsk, 1,5 mètre de la partie supérieure de la couche de diabase - la fondation du barrage - a été retiré.

L'altération des roches argileuses, qui se produit dans les fosses, les pentes et les ouvrages souterrains, a un caractère particulier. Une augmentation de l'humidité provoque un gonflement de la roche avec rupture des liaisons de cimentation. Le séchage conduit au retrait et à la fissuration. La suppression d'une partie de la charge naturelle peut donner des résultats similaires (par exemple, lorsqu'une fosse est coupée). Tous ces changements conduisent à un ramollissement du sol et à sa destruction ultérieure. Ceci est également typique pour les semi-roches telles que les mudstones, les schistes, les marnes, les flacons, etc. Par conséquent, les technologies de construction ne permettent pas de longues pauses entre l'excavation et le bétonnage de la fondation.

L'altération est un processus universel qui affecte également les matériaux des structures artificielles, les pentes des excavations et des remblais, etc. La protection contre les intempéries est obtenue en appliquant des revêtements permanents à la surface des roches et des matériaux ou en les imprégnant de divers liants.

Question 1. Que sont les roches et les minéraux ?

Les roches sont des corps composés de plusieurs minéraux. Par origine, on distingue les roches ignées, sédimentaires et métamorphiques. Les minéraux sont des corps de composition homogène.

Question 2. Quelle est la différence entre les roches et les minéraux ?

Roches - constituées de minéraux de composition plus ou moins constante. Les minéraux, en règle générale, sont des substances cristallines homogènes avec une structure interne ordonnée et une composition spécifique, qui peut être exprimée par la formule chimique correspondante.

Question 3. Quels sont les types rochers et minéraux ?

Par origine, les roches sont divisées en trois groupes : Ignées, Sédimentaires, Métamorphiques.

Question 4. Les roches et les minéraux sont-ils toujours détruits uniquement sous l'influence des forces naturelles ?

Non, ils sont également détruits par l'homme lorsqu'il extrait des minéraux.

Question 5. Qu'est-ce que l'altération ?

L'altération est le processus de destruction des roches et des minéraux sous l'influence de facteurs physiques, chimiques et facteurs biologiques... En conséquence, une distinction est faite entre l'altération physique, chimique et biogénique.

Question 6. Quels types d'altération existe-t-il ?

Distinguer les altérations physiques, chimiques et biogéniques.

Question 7. Quelles sont les principales causes d'altération physique ?

L'altération physique est associée à l'action de l'eau en mouvement, du vent et de la dilatation et de la contraction thermiques des roches. Les roches clastiques sont formées à la suite de l'altération physique.

Question 8. Qu'est-ce que l'altération biogénique ?

L'altération biogénique est la destruction des roches et des minéraux associés aux activités des plantes et des animaux.

Question 9. Qu'est-ce que l'altération technogénique ?

L'activité économique humaine conduit à la destruction technogénique (ou anthropique) des roches.

Question 10. Pourquoi les forces d'altération sont-elles appelées forces externes ?

Les forces d'altération sont appelées externes pour les distinguer des forces internes associées aux processus qui se déroulent dans les entrailles du globe.

Question 11. Quelle est la cause principale de l'altération chimique ?

L'altération chimique est la dissolution des roches et des minéraux. Ce type d'altération est dû au fait que l'eau est capable de dissoudre de nombreuses substances et roches. Ces roches comprennent du calcaire, du gypse et de nombreux sels.

Question 12. Comment les roches clastiques se forment-elles au cours du processus d'altération physique ?

En raison de l'altération physique lors de la dilatation thermique et de la compression des roches, elles sont détruites et des roches clastiques se forment.

Question 13. Donnez des exemples de processus créés par l'homme qui forment le relief de la Terre.

Un exemple serait le développement de carrières de sable, de pierre et d'autres, les mines de charbon.

Question 14. Donnez des exemples de la relation entre les processus naturels et artificiels de destruction des roches.

À la suite de l'extraction du sable, le bilan hydrique du territoire change, les parois des carrières commencent à s'éroder par les ruisseaux, entraînant des chutes de pierres et des inondations des horizons inférieurs de la carrière.

Question 15. Sur la base du texte du paragraphe, dressez un schéma « Altération des roches ».

L'ALTÉRISATION, les processus de destruction mécanique et de transformation chimique des roches à la surface ou à faible profondeur (altération atmosphérique) et au fond des réservoirs (voir Galmyrolyse). Les principaux facteurs affectant les roches sont les fluctuations saisonnières et quotidiennes de la température, les produits chimiques et Stress mécanique air atmosphérique et souterrain (y compris O 2, CO 2 et vapeur d'eau), eau liquide (atmosphérique et souterraine), eau de congélation, sels cristallisants, macro- et micro-organismes. La vitesse, le degré et le type d'altération, l'épaisseur de la couverture de produits d'altération, leurs compositions granulométriques et minéralogiques dépendent du climat, du relief, de la structure géologique, de la composition et de la structure des roches mères. Par le type d'impact, on distingue deux principaux types d'altération - physique et chimique. L'altération biologique (organique) est réduite à une altération biomécanique et biochimique de la roche. Typiquement, les types d'altération agissent simultanément, mais selon le climat, l'un ou l'autre prévaut.

L'altération physique conduit à la désintégration mécanique de la roche monolithique d'origine en fragments sans transformation notable de celle-ci composition minérale... V forme pure il est observé dans des conditions de manque d'humidité ou lorsqu'il basses températures... Dans les régions arides, il y a un changement rapide du volume des roches sous l'influence de fortes fluctuations de température quotidiennes lors du chauffage. rayons de soleil et refroidissement nocturne ultérieur (inhalation, altération de la température). Une telle altération est particulièrement efficace dans les roches cristallines polyminérales, dont les particules ont conductivité thermique différente... La fissuration de la roche favorise l'action de coincement du film d'eau, l'expansion des fissures due à la croissance des cristaux issus des solutions de séchage. La fissuration lors du séchage de sols préalablement gonflés, humides et friables est également importante. Dans les zones de haute latitude et de haute montagne avec des fluctuations de température fréquentes autour de 0°C, la destruction mécanique des roches est associée au gel de l'eau qui a pénétré dans les fissures existantes (altération par le gel). La destruction de la surface des roches due à l'expansion de fissures croisées multidirectionnelles conduit au gougeage des polyèdres de la roche des tailles différentes et des formes. Pour les factions< 20 мм типична форма обломка в виде неправильной гранулы. Разрушение породы происходит при наличии скрытых трещин и дефектов в строении кристаллической решётки минералов. Попеременное сильное промерзание и оттаивание пород (криогенное выветривание) могут сопровождаться накоплением тонких пылеватых продуктов.

L'altération chimique entraîne un changement composition chimique roches, généralement avec l'élimination d'ions relativement mobiles et avec la formation de minéraux qui sont stables dans des conditions La surface de la terre... Typique pour les régions avec des climats chauds, modérés ou excessivement humides. Il se produit particulièrement intensément à une dispersion élevée et à une perméabilité à l'eau des roches préparées par l'altération physique. Un oxydant énergétique est l'O 2 de l'air et eaux souterraines, le СО 2 dissous augmente l'activité chimique des eaux. L'eau chauffée par les rayons du soleil agit sur la roche par dissolution directe, hydratation et hydrolyse. Lors de l'altération chimique, principalement Ca, Mg, K, Na sont extraits des roches en solution, et H 2 O, O 2 , CO 2 sont ajoutés. Tous les minéraux secondaires formés contiennent de l'eau de sorption et de cristallisation. L'oxydation est caractéristique de l'altération des roches riches en sulfures ou enrichies en ions bivalents Fe et Mg. Dans des conditions réductrices, une gleyification des roches se produit, entraînant l'élimination de Fe, Mn, Co, Ni, Zn de celles-ci. Oxydation, sorption, hydratation s'effectuent avec libération d'énergie. Au cours de l'hydrolyse des aluminosilicates, les minéraux rocheux primaires sont convertis en minéraux argileux secondaires. Le processus s'accompagne d'une élimination partielle ou complète des ions Ca, Na et K du réseau cristallin des feldspaths - les minéraux les plus courants des roches ignées et métamorphiques. Dans ce cas, le treillis du cadre d'origine est réorganisé en un réseau en couches, caractéristique des argiles.

L'altération biologique est associée à l'impact des organismes végétaux et animaux sur les roches. Typique pour les régions à climat humide. Gros travail mécanique, accompagné d'une variété de processus chimiques, produisent des racines de plantes. Les micro-organismes sont impliqués dans le cycle de N, S, P, Fe et d'autres éléments. Le CO2 et les acides humiques libérés lors de la décomposition des résidus organiques augmentent fortement la capacité de dissolution des eaux du sol. En raison de l'activité biochimique des lichens, des produits d'altération de l'argile apparaissent même dans les déserts. Avec la destruction des roches, des solutions et de nouvelles formations minérales apparaissent, qui sont en équilibre physique et chimique avec l'environnement de surface. L'interaction des organismes et de leurs produits de décomposition avec les roches altérées est l'essence de la formation du sol.

À la suite de l'altération, un matériau meuble non trié, l'eluvium, apparaît, qui conserve les caractéristiques structurelles des roches d'origine. L'altération physique forme l'éluvium clastique, l'altération chimique - argileuse. S'accumulant sur des surfaces horizontales et légèrement inclinées, l'eluvium forme une croûte d'altération, dans laquelle se trace un zonage reflétant les étapes du processus. Un certain type génétique de gisements minéraux est associé à l'altération (voir Altération des gisements).

L'altération est le facteur le plus constant et le plus puissant dans la désintégration des roches. Il prépare le matériau en vrac, qui devient disponible pour le mouvement par d'autres agents exogènes (par exemple, l'eau, le vent) ou se déplace vers des niveaux hypsométriques inférieurs sous l'action de la gravité. Dans les cas où les produits d'altération ne restent pas sur le lieu de leur formation, souvent en raison d'une dénudation sélective, des formes particulières de relief apparaissent, dépendant à la fois de la nature de l'altération et des propriétés des roches. Pour les roches ignées (granites, diabases, etc.), les altérations massives arrondies sont caractéristiques ; pour les couches sédimentaires et métamorphiques - étagées (corniches, niches, etc.). L'hétérogénéité des roches et la résistance inégale de leurs différentes zones aux intempéries conduisent à la formation de valeurs aberrantes sous forme de montagnes isolées, de piliers, de tours, etc.

Lit. : Altération et lithogenèse. M., 1969; Ollier K. Altération. M., 1987; Simonov Yu. G. Processus d'altération et de formation d'éluvium // Géomorphologie dynamique. M., 1992 ; Perelman A.I., Kasimov N. S. Géochimie du paysage. 3e éd. M., 1999.

Le processus d'altération est divisé en trois types d'altération - physique, chimique et biologique. La sélection de chaque altération est basée sur certains facteurs d'altération, qui sont déterminants. Malgré cela, les trois types d'altération agissent toujours ensemble et simultanément.

1. Altération physique elle s'exprime principalement dans le broyage mécanique de corps minéraux (roches, matériaux de construction, etc.) sans modification significative de leur composition minérale. Les fluctuations de température jouent un rôle important dans cette destruction écrasante. Ainsi, par exemple, dans les déserts, les fluctuations quotidiennes de température sont très importantes, en jour jusqu'à +80 о , et la nuit seulement +20 о . La destruction des roches et des structures de construction s'intensifie lorsque l'eau pénètre dans les microfissures. Lors de la congélation, l'eau augmente de volume de 9 à 11 %, une forte pression latérale se développe et la roche s'effondre. Ce phénomène est communément appelé « altération par le gel ». De nombreuses roches, notamment argileuses, se désagrègent en morceaux avec une alternance de mouillage et de séchage. L'altération physique prévaut dans les zones désertiques et dans les zones à climat froid (Arctique, régions de haute montagne, etc.).

2. Altération chimique se traduit par la destruction des roches, des matériaux de construction et des structures de construction jusqu'à la désintégration complète, c'est-à-dire au niveau des anions et des cations, avec la formation simultanée de nouvelles formations minérales. Les principaux facteurs de cette altération sont l'eau, l'oxygène, le dioxyde de carbone, les acides organiques, etc. Des processus chimiques complexes sont associés à ces facteurs - dissolution, oxydation, hydratation, carbonitisation et hydrolyse.

L'intensité de l'altération chimique dépend de la zone d'exposition à l'eau, de sa température et de la durée des processus. Les carbonates, les sulfates, etc. sont les plus sensibles à cette altération. L'altération chimique a la plus grande force destructrice dans les climats chauds et humides.

3.Altération biologique parfois appelé bio. Il se manifeste sous la forme d'effets mécaniques et chimiques des organismes vivants et végétaux à la surface de la terre.

Les plantes produisent une destruction mécanique par le système racinaire. Les racines des arbres sont capables de briser même la roche dure et plaques de béton... En plus de la force mécanique de destruction, les racines des plantes ont la capacité de détruire les roches et Matériaux de construction acides organiques, qu'ils libèrent à la fois pendant leur croissance et après leur mort lors des processus de décomposition. Divers creuseurs violent considérablement l'intégrité des roches.

L'altération biologique se manifeste presque partout, en particulier dans les zones au climat humide qui favorise la croissance et le développement des plantes.

Dans une certaine mesure, les activités humaines artificielles, en particulier la construction de bâtiments et de structures, devraient être attribuées au type biologique d'altération. Bien qu'il soit à noter que cette activité détruit la surface croûte pour tous les types de processus d'altération.

Oh, l'altération ... L'une des erreurs terribles (en fait, pas tellement) de mon enfance y est liée. Avant d'entrer en première année, je pensais que le coucou "coucou", mais quelque part dans lycée non seulement confondre iambique avec chorée, mais aussi penser que l'altération n'est qu'une question de vent. J'ai dû ouvrir le manuel plus souvent, hélas pour moi.

L'altération - qu'est-ce que c'est

Les montagnes et les pierres semblent être quelque chose d'éternel, mais le temps ne les épargne pas non plus. Divers processus naturels détruisent progressivement même les roches. C'est l'altération.

Il est important d'ajouter ici que la destruction n'est pas la destruction. Les minéraux ne disparaissent pas dans le néant, ils prennent juste une forme différente. Au cours du processus d'altération, des produits de croûte et d'altération se forment.

La croûte d'altération est lâche couche supérieure lithosphère, composée de divers produits d'altération, également appelés éluvium ou dépôts éluviaux.

Les résultats intéressants de l'altération sont les kigilyakhs (roches de formes bizarres) et les kurums (placeurs de pierres).

Mécanismes d'altération

Il en existe deux types principaux : chimique et mécanique.

Trois baleines sur lesquelles repose l'altération chimique :

• l'eau;
• oxygène;
• gaz carbonique.

Ces substances sont très actives et réagissent facilement. Hydrolyse, hydratation, oxydation... Certains composés sont détruits, mais d'autres se forment. Tel est le cycle des éléments dans la nature.

L'eau participe également à l'altération mécanique. Il agit sur les roches de l'intérieur (pénétrant dans les plus petites fissures) et de l'extérieur (par la force des vagues).

L'altération mécanique (physique) comprend également l'impact du vent (enfin !) et les changements de température.

L'altération mécanique, contrairement à l'altération chimique, ne modifie pas la composition d'une substance. Les roches ne sont que broyées : de l'apparition de petites fissures à la transformation en poussière.

Un type particulier d'altération mécanique est celui qui résulte de l'activité d'organismes vivants : micro-organismes, plantes et animaux.

L'exposition au rayonnement, y compris le rayonnement solaire, conduit également à l'altération. Bien que même à l'intérieur des roches elles-mêmes, on trouve des éléments radioactifs.