Цементация горных пород
Цементирование – это явление выветривания поверхности горной породы , приводящее к упрочнению . Обычно это наблюдается в: кисло-щелочных породах, таких как нефелиновый сиенит , фонолит и трахит ; пирокластические породы , такие как отложения пирокластических потоков , мелкие отложения атмосферного падения и пирокластические отложения, заполняющие жерла; осадочные породы , такие как песчаник и аргиллит .
Процесс выветривания
[ редактировать ]Химическое выветривание изменяет минеральный состав поверхности горных пород. При разложении темноцветных и непрозрачных минералов выделяются ионы и коллоиды железа, магния, кальция и серы. Изменение полевых шпатов и полевых шпатоидов приводит к высвобождению коллоида кремнезема. Эти материалы достигаются и переносятся поверхностными водами. Остаточные материалы являются высокоглиноземистыми и кремнистыми. Они могли иметь определенную механическую стойкость собственных минералов, однако не иметь сцепления. Таким образом, происходит физическое разрушение породы с образованием поверхности.
В некоторых случаях выветрелая поверхность приобретает более высокую механическую прочность, чем подповерхностная. Достигнутые растворенные на поверхности материалы проникают в выветрелую поверхность и цементируют алюмосиликатные остатки материалов. Уплотнение поверхности посредством этого процесса называется цементацией . [ 1 ] Физическая слабость недр по сравнению с поверхностью называется размягчением ядра , примером которого является тоналит в Катавине, Нижняя Калифорния. [ 2 ]
Естественное явление
[ редактировать ]Цементация происходит в различных типах горных пород, особенно в пористых, например песчанике, кварците и вулканическом пепле. Эффект цементирования кремнеземом, наблюдаемый в песчанике и кварците, заметен. [ 3 ] Песчаник из Долины Огня , штат Невада, обычно сцементирован кальцитом, минерал бората кальция, колеманит , действует как цемент. но в некоторых случаях было обнаружено, что [ 4 ] Подобное явление наблюдается в кислых щелочных породах , таких как нефелиновый сиенит, щелочной сиенит, фонолит и трахит, из-за уязвимости нефелина и щелочного полевого шпата к выветриванию. [ 5 ] Цементация на трахитовых обломках вулканической брекчии демонстрирует своеобразную структуру.
Марсианская научно-исследовательская машина «Спирит» наблюдала цементацию поверхности камня в метеоритном кратере Гусева. Это явление связывают с выветриванием поверхностных вод и считают свидетельством существования жидкой воды в далеком прошлом на этой планете. [ 6 ]
Минеральная диссоциация
[ редактировать ]На поверхности горных пород при затвердевании щелочно-кислых пород выветривание избирательно воздействует на отдельные минералы. Нефелин очень чувствителен к выветриванию и превращается в натролит и канкринит. На обнаженной поверхности нефелинового сиенита, фонолита или нефелин-сиенитового гнейса минералы, образовавшиеся в результате нефелиновых изменений, кажутся белыми на темном выветрелом фоне. После выщелачивания продуктов изменения нефелина в породе образуются небольшие отверстия.
Подобное явление имеет место и при избирательном изменении щелочного полевого шпата. Этот минерал более устойчив, чем нефелин. Однако вода проникает по плоскостям спайности, и выветривание легко продвигается до минерального ядра. Из-за этого явления происходит физическое распад щелочного полевого шпата. Селективное удаление нефелина и щелочного полевого шпата называется диссоциацией минералов . Когда это явление сильно развито, на измененной поверхности камня появляется ткань, похожая на везикулярную текстуру, называемая псевдовезикулярной структурой . [ 5 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дорн, Р.Л. 2004. Цементация. В: Гуди А.С. Ред. Энциклопедия геоморфологии, Лаутледж, Лондон, 118–119.
- ^ Конка, Дж. Л. и Россман, Г. Р. 1985. Размягчение ядра в кавернозно-выветренном тоналите. Геологический журнал, 93, 59-73.
- ^ Кэмпбелл, Юго-Запад, 1999. Химическое выветривание, связанное с тафони в парке Папаго, Центральная Аризона. Процесс земной поверхности и формы рельефа, 24, 271–278.
- ^ Конка, Дж. Л. и Россман, Г. Р. 1982. Цементация песчаника. Геология, 10, 520-523
- ^ Jump up to: а б Мотоки А., Соарес Р., Лобато М., Сичел С.Е., Айрес Дж.Р. 2007. Особенности выветривания кисло-щелочных пород Новой Игуасу, Р.Дж. Журнал Escola de Minas, 60–3, 451–548.
- ^ Фармер, JD 2005. Упрочнение пород на Марсе: свидетельства процессов выветривания, опосредованных водой. Тезисы ежегодного собрания Геологического общества Америки, Солт-Лейк-Сити, статья 223-5, компакт-диск.