Цементное упрочнение горных пород - Case hardening of rocks
Поверхностное упрочнение это выветривание явление каменной поверхности уплотнение. Обычно наблюдается в кислых щелочных породах, таких как нефелиновый сиенит, фонолит и трахит; пирокластические породы, в качестве пирокластический поток отложения, мелкие аэрозольные отложения и пирокластические отложения, заполняющие жерла; осадочные породы, в качестве песчаник и аргиллит.
Процесс выветривания
Химическое выветривание изменяет минералы, составляющие поверхность породы. При разложении основных и непрозрачных минералов высвобождаются ионы и коллоиды железа, магния, кальция и серы. Изменение полевые шпаты и фельдшпатоиды высвобождает коллоид кремнезема. Эти материалы достигаются и переносятся по поверхностным водам. Остаточные материалы высокоглиноземистые и кремнистые. У них могла быть определенная механическая прочность собственных минералов, но не связность. Следовательно, происходит физическое разрушение породы с образованием поверхности.
В некоторых случаях выветренная поверхность приобретает более высокую механическую прочность, чем подземная. Достигнутые материалы, растворенные в поверхности, просачиваются в выветренную поверхность и цементируют остатки алюмосиликатных материалов. Индурация поверхности с помощью этого процесса называется упрочнение.[1] Физическая слабость недр по сравнению с поверхностью в конечном итоге называется умягчение ядра.
Естественное явление
Это явление имеет место в различных типах горных пород, особенно в пористых, например, в песчанике, кварците и вулканическом пепле. Цементный эффект кремнезема, наблюдаемый в песчанике и кварците, заметен.[2] Подобное явление наблюдается у фельзических щелочные породы, таких как нефелиновый сиенит, щелочной сиенит, фонолит и трахит, из-за уязвимости нефелина и щелочного полевого шпата к выветриванию.[3] Цементное упрочнение на трахитовых обломках вулканической брекчии показывает своеобразные ткани.
Аппарат для исследования Марса Spirit обнаружил твердение поверхности горных пород в кратере Гусевского метеорита. Это явление приписывают выветриванию с помощью поверхностных вод, которое считается доказательством наличия жидкой воды на этой планете в далеком прошлом.[4]
Минеральная диссоциация
На поверхности породы в случае упрочнения щелочно-кислых пород выветривание избирательно влияет на определенные минералы. Нефелин очень чувствителен к выветриванию и превращается в натролит и канкринит. На поверхности обнажения нефелинового сиенита, фонолита или нефелинового сиенит-гнейса минералы, образованные в результате нефелиновых изменений, выглядят белыми на темном фоне выветривания. После выщелачивания продуктов нефелиновых изменений в породе образуются небольшие ямы.
Подобное явление имеет место и при избирательном изменении щелочного полевого шпата. Этот минерал более устойчив, чем нефелин. Однако вода просачивается по плоскостям спайности, и выветривание легко продвигается до минерального ядра. Из-за этого явления происходит физическое разложение щелочного полевого шпата. Избирательное удаление нефелина и щелочного полевого шпата названо разложение минералов. Когда это явление сильно развито, на измененной поверхности породы появляется ткань, похожая на везикулярную текстуру, называемую псевдовезикулярная структура.[3]
Рекомендации
- ^ Дорн, Р.Л. 2004. Цементное упрочнение. В: Goudie A.S. Эд. Энциклопедия геоморфологии, Лутледж, Лондон, 118-119
- ^ Кэмпбелл, С. 1999. Химическое выветривание, связанное с тафони в парке Папаго, Центральная Аризона. Процессы земной поверхности и формы рельефа, 24, 271-278
- ^ а б Мотоки, А., Соарес, Р., Лобато, М., Сичел, С.Э., Айрес, Дж. Р. 2007. Feições intempéricas em rochas alcalinas félsicas de Nova Iguaçu, RJ. Revista Escola de Minas, 60-3, 451-548
- ^ Фармер, Дж. Д. 2005. Цементация горных пород на Марсе: свидетельства процессов выветривания, вызванных водой. Тезисы ежегодного собрания Геологического общества Америки, Солт-Лейк-Сити, статья 223-5, CD.