Temat nr 10
PROCES WZBOGACANIA WÓD W SKŁADNIKI MINERALNE: SKŁAD CHEMICZNY I STRUKTURA MINARAŁÓW, SKŁAD FIZYCZNO - CHEMICZNY GLEBY, PROCESY WIETRZENIA.
Procesy wietrzenia:
Wietrzenie - procesem rozpadu i rozkładu skały, którego wynikiem jest zwietrzelina.Jest związany z ruchami powietrza, wód, lodowców, z życiem organicznym i działalnością człowieka, a także z działalnością energii słonecznej. W wyniku wietrzenia dochodzi do rozluźnienia materiału skalnego i w efekcie jego rozdrobnienia.
Tempo wietrzenia zależy od:
rodzaju skał,
ilości wody,
wilgotności powietrza,
typu klimatu,
szaty roślinnej.
Wyróżnia się kilka rodzajów wietrzenia:
mechaniczne,
chemiczne
i biologiczne
Mechaniczne wietrzenie (fizyczne) - polega na rozdrabnianiu skały bez zmiany jej składu chemicznego.
Zachodzi pod wpływem:
- nierównomiernego rozszerzania się i kurczenia się minerałów podczas nagrzewania bądź oziębiania skały. Jest to tzw. wietrzenie insolacyjne, będące efektem różnych współczynników rozszerzalności termicznej minerałów, lub wietrzenie eksfoliacyjne, w przypadku skał jednorodnych, gdzie warstwa przypowierzchniowa nagrzewa się szybciej i dochodzi do jej łuszczenia równolegle do powierzchni;
- wody, a szczególnie wilgoci, która wnika w mikroskopowe zluźnienia między kryształami, a następnie bardzo duża cieplna rozszerzalność wody powoduje rozsypywanie się skały na bloki, gruz i ziarna.
- soli, zwłaszcza w klimacie suchym, gdzie parująca woda osadza w szczelinach skalnych sole i tlenki metali, które krystalizując, rozsadzają skały. Proces ten nazywany jest eskudacją.
- mechanicznej działalności roślin (rozrastające się korzenie) i zwierząt (kretów, gryzoni i zwierząt kopytnych).
Wietrzenie chemiczne - polega na zmianie składu mineralnego skały, czyli doprowadza do jej rozkładu, czyli:
- rozpuszczenia (solucji), czyli rozpuszczaniu minerałów pod wpływem wody.
- utlenienia (oksydacji
- uwodnienia (hydratacji), łączenia się niektórych minerałów z wodą.
- uwęglanowienia (karbonatyzacji), polegającego na rozpuszczaniu i wypieraniu przez wodę zawierającą dwutlenek węgla węglanów wapnia, magnezu i żelaza, a także rozkładaniu krzemianów i glinokrzemianów, i przechodzeniu ich w węglany.
Wietrzenie biologiczne - polega na mechanicznym i chemicznym niszczeniu skał, ponieważ wzrost korzeni powoduje rozszerzanie się szczelin skalnych i pękanie skał, a substancje chemiczne i kwasy organiczne wydzielane przez rośliny, rozpuszczają i rozkładają skały. Również podziemne zwierzęta ryjące przyczyniają się do tego typu wietrzenia. Najszybciej porastają skały glony i porosty, które jako pierwsze wzmagają proces wietrzenia biologicznego.
.
Skład fizyczno - chemiczny gleby.
98% składu chemicznego gleby to:
tlen,
krzem,
glin,
żelazo,
wapń,
sód,
magnez,
potas,
wodór.
Pozostałe 2 % to:
tytan,
węgiel,
chlor,
fosfor,
siarka,
mangan.
Skład mechaniczny gleby, skład fizyczny gleby - wyrażona w procentach wagowych zawartość poszczególnych ugrupowań elementarnych cząstek glebowych, określonych na podstawie ich średnic (frakcji granulometrycznych): frakcje grubsze (∅>1 mm), zwane szkieletem glebowym, frakcje drobne (∅<1 mm), czyli części ziemiste.
Na podstawie udziału poszczególnych frakcji wyróżnia się grupy mechaniczne gleb: utwory kamieniste, żwiry, piaski, gliny, utwory pyłowe i iły.
Skład chemiczny i struktura minerałów.
Plagioklazy- to szereg minerałów skałotwórczych o składzie mieszanym z grupy skaleni (skalenie sodowo-potasowe).
Biotyt - K(Mg, Fe)3(OH, F)2AlSi3O10 minerał z gromady krzemianów, tworzy kryształy tabliczkowe i krótkosłupkowe. Występuje w skupieniach zbitych, ziarnistych, blaszkowych i łuskowych. Zawiera domieszki: tytanu, sodu, litu, baru, strontu, cezu, manganu.
Kalcyt - CaCO3 minerał z gromady węglanów. Tworzy kryształy izomeryczne, tabliczkowe, słupkowe, igiełkowe.
gips - CaSO4*2H20, tworzy kryształy o pokroju tabliczkowym, słupkowym, igiełkowym. Niektóre z nich charakteryzują się podłużnym prążkowaniem. Występuje w skupieniach zbitych, ziarnistych, grubokrystalicznych łuskowych, rozetowych, włóknistych i proszkowych.
anhydryt - CaSO4 ,układ rombowy.
fluoryt - CaF2, sześcienne lub ośmiościenne kryształy.
karnalit -KCl * MgCl2*6H2O, układ rombowy.
magnezyt - MgCO3, występuje w skupieniach ziemistych, zbitych, ziarnistych, nerkowatych bądź włóknistych.
dolomit - CaCO3* MgCO3, tworzy kryształy izometryczne (romboedry siodełkowato wygięte do góry), czasami tabliczkowe lub słupkowe. Występuje w skupieniach ziarnistych, zbitych, naskorupień i żyłek.
magnetyt - Fe2O3, tworzy kryształy o pokroju izometrycznym, najczęściej przyjmujące postać ośmiościanu. Występuje w skupieniach ziarnistych, zbitych.
piryt - FeS2, tworzy kryształy izometryczne przyjmujące najczęściej postać sześcianów, ośmiościanów, skupienie zbite, ziarniste, skorupkowe, kuliste.
halkopiryt (chalkopiryt) - CuFeS2, izometryczny, oktaedry i tetraedry często prążkowane, skupienia ziarniste, zbite, masywne, często tworzy bliźniaki.
manganit - Mn2O3* H2O, kryształy o pokroju słupkowym, igiełkowym, Występuje w skupieniach ziarnistych, pręcikowych, włóknistych, promienistych.
bornit - Cu5FeS4, kryształ izometryczny o postaci sześcianu, ośmiościanu, bądź ich kombinacji. Występuje w skupieniach zbitych, ziarnistych.
blenda cynkowa - ZnS, tworzy kryształy izometryczne, często występują zbliźniaczenia oraz charakterystyczne prążki na ścianach kryształów. Występuje w formie skupień zbitych, ziarnistych, pylastych, nerkowatych, naciekowych i skorupowych.
galena- galenit, błyszcz ołowiu, siarczek ołowiu(II), PbS,
cynober HgS, tworzy kryształy tabliczkowe, rzadziej słupkowe.
To tylko niektóre minerały, reszta (głównie ich skład chemiczny) znajduje się w „Chemii wody i powietrza” E. Gomółki str.161 -211.