Ro z d z i a Å‚ I
W I E T R Z E N I E
1. WIADOMOŚCI OGÓLNE
Skały skorupy ziemskiej są poddane zewnętrznemu oddziaływaniu
atmosfery i hydrosfery. Powietrze, woda i słońce działają na nie ni
szcząco. Działanie to ma charakter zarówno fizyczny, jak chemiczny;
zwykl e obie grupy czynników, chemiczne i fizyczne, działają wspólnie,
chociaż często czynniki fizyczne działają wcześniej od chemicznych
i ułatwiają akcję czynników chemicznych. Działalność czynników fizycz
nych powoduj e r o z p a d skał (dezyntegrację), działanie czynników
chemicznych prowadzi do r o z k ł a d u skał i minerałów.
Połączone, niszczące działanie fizycznych i chemicznych czynników
na skały powierzchni Ziemi nazywamy w i e t r z e n i e m. Odbywa się
ono na powierzchni skorupy ziemskiej, oraz w przypowierzchniowej ,
zwykl e bardzo cienkiej strefie. Jest to s t r e f a wi e t r z e n i a .
Strefa wietrzenia sięga tak głęboko, jak głęboko mogą dotrzeć ter
miczne wpływy słońca i atmosfery oraz chemiczne działanie wody i po
wietrza. Głębokość ta jest na ogół nieznaczna, wynosi zaledwie kilka
do kilkudziesięciu metrów i zazwyczaj kończy się na zwierciadle wód
podziemnych, utworzonym przez gromadzące się wody opadów atmo
sferycznych w skałach skorupy. Do tego zwierciadła sięga działanie
chemicznych czynników wietrzenia, a fizyczne wpływy zwykl e też na
tej mniej wi ęcej głębokości się kończą. Dlatego możemy uważać zwier
ciadło wód podziemnych za dolną granicę strefy wietrzenia.
Wietrzeni e przeobraża składniki mineralne skał na nowe związki
chemiczne; część tych związków zostaje rozpuszczona i odprowadzona
w roztworach, część zaś pozostaje na miejscu jako rezyduum, zwane
z w i e t r z e 1 i n Ä….
Działając w ten sposób, wietrzenie przeobraża skały na produkty
o znacznie mniejszej spoistości. Przez to wietrzenie ułatwia akcję in
nych czynników geologicznych, np. wody płynącej lub grawitacji, które
łatwiej usuwają luzne produkty wietrzenia. Po ich usunięciu czynniki
wietrzenia mogą działać na nowoodsłoniętą świeżą skałę.
Wietrzeni e odgrywa doniosłą rolę w geologicznym krążeniu pier
wiastków w przyrodzie. Przy procesach wietrzenia potas, sód, wapń,
magnez, fosfor, żelazo i inne pierwiastki są wyzwalane ze skał ognio
wych i przenoszone do roztworów. Część ich jest znoszona do mórz,
część zaś zarówno na lądzie, jak i w morzu zostaje wyzyskana przez
życi e organiczne.
30
2. WIETRZENIE FIZYCZNE (MECHANICZNE)
Głównymi czynnikami fizycznymi powoduj ącymi wietrzenie skał są:
insolacja i związane z nią zmiany temperatury, działanie mrozu oraz
mechaniczne działanie organizmów.
Insolacja i zmiany temperatury. Skały skorupy ziemskiej składają
się z ziarn, należących do j ednego lub najczęściej do wielu minerałów.
Pod wpływem zmian temperatury ziarna mineralne na przemian rozsze
rzają się i kurczą. Zachodzi to szczególnie w obszarach o dużych waha
niach temperatury i w miejscach, w których powierzchnia skał jest bez
pośrednio wystawiona na działalność słońca, czyli insolację. Powierzch
nia skalna ogrzewa się półtora do dwu i pół raza silniej niż powietrze.
Skały spoiste bardziej ulegają wpływom termicznym aniżeli skały luzne.
Wpływy temperatury sięgają do 1/2 m w ciągu dnia, ale w sumie zazna
czają się do głębokości 20 m.
Współczynniki rozszerzalności cieplnej minerałów są nieduże, lecz.
dla różnych minerałów wyraznie różne. Na ogół minerały ciemne wsku
tek większej adsorbcji ciepła rozszerzają się i kurczą więcej w porów
naniu z minerałami jaśniejszymi. Ponadto współczynnik rozszerzalności
cieplnej zależy od kierunku krystalograficznego. Np. współczynnik roz
szerzalności kwarcu jest prawie dwukrotnie większy dla kierunku rów
noległego do głównej osi kryształu aniżeli dla kierunku prostopadłego
do tej osi. Ziarna mineralne w skale są najczęściej różnie zorientowane,
wskutek czego rozszerzanie siÄ™ i kurczenie jest w skale nie zoriento
wane kierunkowo. Wytwarza to w skale naprężenia, prowadzące do
powstania sieci drobnych spękań.
Wskutek różnic we współczynniku rozszerzalności minerałów, po
dłuższym działaniu zmian temperatury, skała rozluznia się i rozpada
na poszczególne ziarna. Jest to r o z p a d z i a r n i s t y , zwany też de-
z y n t e g r a c j Ä… g r a n u l a r n Ä… .
Ogrzewanie się i oziębianie skał zależy od ich ciepła właściwego
i od przewodnictwa cieplnego.
Ciepłem właściwym nazywamy ilość gramokalorii potrzebnych, aby tempera
tura 1 g substancji podniosÅ‚a siÄ™ o 1°C. Gramokaloria jest to ilość ciepÅ‚a potrzebna
do podniesienia temperatury 1 g wody z 14,5°C do 15,5°C.
Przewodnictwo cieplne jest określone ilością ciepła w gramokaloriach, prze
2
pływającego w sekundzie przez 1 cm przekroju płytki skalnej o grubości 1 cm, gdy
różnica temperatur po obu stronach przekroju wynosi 1°C.
Sikały i minerały są złymi przewodnikami ciepła. Ciepło przepływa
w skałach powoli, przeciętnie około 3 cm na godzinę, przy czym w ska
łach uwarstwionych lub łupkowych płynie prędzej w kierunku równo
ległym do uwarstwienia aniżeli prostopadle do niego.
Ponieważ skały są złymi przewodnikami ciepła, ogrzana powierzch
niowa część skały rozszerza się, zanim część wewnętrzna ogrzała się,
wskutek czego tworzą się między obiema częściami skały naprężenia,
które z biegiem czasu wywołuj ą pęknięcia; powierzchnie tych pęknięć
są mniej więcej równol egłe do powierzchni skały, w związku z czym
skała oddziela się płytowo lub, jeśli jej powierzchnia jest zaokrąglona,
skorupowe Przy ochłodzeniu się część powierzchniowa skały już od-
skorupiona, ochładza się i kurczy szybciej niż część wewnętrzna; przez
skurczenie się staje się ona zbyt mała w stosunku do części wewnętrz-
31
nej i dlatego pęka promienisto. W ten sposób skała rozpada się na po
wierzchni na skorupy oddzielajÄ…ce siÄ™ tangenejalnie i radialnie od reszty
skały. Proces ten nosi nazwę e k s f o l i a c j i ( ł u s z c z e n i a ) .
Procesy dezyntegracji cieplnej i eksfoliacji zachodzÄ… w obszarach,
w których wahania temperatury w ciągu roku, a zwłaszcza w ciągu]
dnia, są duże; zależą one również od zachmurzenia i roślinności, która
działa izolująco na ciepło. Najsilniej procesy te są rozwinięte w obsza
rach, w których wahania temperatury dnia i nocy są duże, a więc w ob
szarach stepowych, pustynnych i w wysokich górach. W obszarach ta
kich obserwowano różnice temperatury dochodzÄ…ce do 50-60° w ciÄ…gu
dnia. Różnice te mogą być spowodowane nie tylko insolacja w ciągu
dnia i ochłodzeniem podczas nocy. W krajach tropikalnych, z początkiem
pory deszczowej temperatura gruntu w poÅ‚udnie dochodzi do 70-80°;
zwykl e w południe w tym okresie wybuchają gwałtowne burze z opa
dami; opady te o temperaturze 21 do 24° powodujÄ… nagÅ‚e ochÅ‚odzenie
powierzchni gruntu, zwiększone jeszcze utratą ciepła wskutek paro
wania.
Eksfoliacja powoduj e rozpad skały na płyty i bloki czyli wytwarza
r o z p a d b l o k o w y (dezyntegrację blokową). Rozpad bl okowy może
być wywołany także innymi czynnikami, o czym będzie mowa dalej.
Na przemian działające zwilżanie i wysychanie jest też ważnym
czynnikiem mechanicznym, rozluzniającym skały. Gdy woda z gruntu
paruje, następuje kurczenie się błonki wody na ziarnach, wskutek czego
ziarna są ku sobie ściągane. Luzne utwory wtedy kurczą się, a w drobno
ziarnistych utworach mogą powstać szczeliny (ryc. 120).
Działanie mrozu. Jeszcze większe znaczenie niż insolacja ma woda
zamarzająca w szczelinach i porach skał.
Porowatość skał waha się od ułamka procentu do 40-50%, przy
czym granity i inne skały ogni owe mają małą, skały osadowe zaś,
zwłaszcza piaskowce i piaski, dużą porowatość. Ponadto skały są za
zwyczaj poprzecinane płaszczyznami ciosowymi i szczelinami, w które
dostaje się woda. Im bardziej skała jest porowata lub popękana, tym
silniejsze może być działanie mrozu.
Woda przy zamarzaniu powiększa swą objętość; osiąga ona najwięk
szÄ… gÄ™stość (najmniejszÄ… objÄ™tość) w temperaturze - 4° C, poniżej i po
wyżej tej temperatury rozszerza swą objętość, jak to pokazuje zesta
wienie w tabeli 3.
Ta b e l a 3
Zmiany objętości wody zależnie od temperatura
Temperatura, °C ObjÄ™tość 1 g wody w cm3
10 1,00186
5 1,00070
0 1,000132
+ 4 1,000000
+ 8 1,000114
+10 1,000273
+20 1,001773
W temperaturze 0° woda w normalnych warunkach zamarza w lód.
Oziębiający się lód, przeciwnie niż woda, kurczy się i gęstość j ego wzra
sta od 0,9176 przy 0° do 0,981 w temperaturze 20°C.
32
Jeśli wszystkie pory i szczeliny skały są wypełnione wodą, to woda,
zamarzając i powiększając swą objętość, wywi era duże ciśnienie (około
100 kG/cm2; w temperaturze 22° osiÄ…ga aż 2 100 kG/cm2 ) na otacza
jącą skałę. Ponadto wzrost kryształów lodu wywi era ciśnienie na oto
czenie. Rozsadzające działanie zamarzającej wody nazywa się za-
mr o z e m.
Działanie mrozu rozciąga się na strefę umiarkowaną i polarną oraz
na obszary wysokich gór. Wpł yw mrozu sięga w naszym klimacie od
1 do 1,5 m w głąb, w krajach polarnych do 7 m. Zamarzanie wody
w szczelinach i porach wywołuj e również rozpad ziarnisty i blokowy, po
dobnie jak wahania temperatury. W wysokich górach działanie mrozu
jest szczególnie silne w pobliżu granicy wiecznego śniegu, gdzie w ciągu
każdej nocy woda zamarza, a podczas słonecznego dnia taje. To samo
odnosi się do obszarów polarnych. W ogólności zamróz jest głównym
czynnikiem wietrzenia w obszarach zimnych o skąpej pokrywie śnieżnej.
W plejstocenie, kiedy wi el ki e obszary Europy i Ameryki Północnej
były pokryte lodowcami, warunki sprzyjające intensywnemu działaniu
zamrozu panowały na znacznie większych obszarach niż dzisiaj. Na ze
wnątrz l odowców rozciągała się strefa pozbawiona roślinności, w której
wietrzenie mechaniczne wywołane zamrozem działało na wielką skalę.
Z tego okresu pochodzą nagromadzenia bl oków skalnych i oi moszy wy
stępujące w wielu miejscach w Europie środkowej , a także w Polsce,
np. w Górach Świętokrzyskich. Ten typ wietrzenia wokół l odowców na
zwał W. A o z i ń s k i (1909) w i e t r z e n i e m p e r y g l a c j a l n y m.
Kryoturbacje (zaburzenia wywołane tworzeniem się lodu w gruncie,
gr. kryos lód). Szczególne działanie zamrozu występuje w obszarach,
w których grunt jest stale zamarznięty nieraz do znacznych głębokości,
a tylko w czasie lata taje do głębokości kilkudziesięciu centymetrów
lub co naj wyżej 2 do 3 metrów.
Zjawisko istnienia stale zamarzniętego gruntu nosi nazwę wi e c z
ne j ma r z ł o ć i (także kopal nego l odu"), a stale zamarznięty grunt
nazywa się po szwedzku tjaele, termin używany obecnie także w innych
językach. Wi eczna marzłoć występuje we wschodniej Syberii oraz
w Kanadzie i na Alasce. Stale zamarznięty grunt sięga w tych obszarach
do głębokości kilkudziesięciu, a nawet kilkuset metrów, np. w Jakucku
do głębokości 145 m, a w miejscowości Amderma (pasmo Paj-Choj
w przedłużeniu Uralu nad Morzem Karskim) do 274 m. W niektórych
miejscach stwierdzono też, że wśród zamarzniętego gruntu istnieją par
tie nie zamarznięte. Wi eczna marzłoć występuje główni e w obszarach
o Å›redniej rocznej od 4 do 6° i o nieznacznych opadach Å›nieżnych.
W wielu miejscach wieczna marzłoć występuj e także w obszarach nieco
cieplejszych, a nawet bardzo często porośniętych lasem. W niektórych
miejscach wiecznie zamarznięty grunt zjawia się na znacznej głębo
kości, poniżej warstwy odtajałej. Te zjawiska świadczą, że wieczna
marzłoć pochodzi z dawniejszego, zimniejszego okresu (plejstoceńskiej
epoki l odowej ). Taki pogląd potwierdzony jest także znaleziskami ma
mutów w wi ecznym lodzie. Obecnie obszar i grubość wiecznej marzłoci
zmniejsza siÄ™.
W strefie wiecznej marzłoci lód wypełnia pory i szczeliny oraz two
rzy kliny, soczewki, warstewki i pokłady złożone niemal z czystego
3 Geologia dynamiczna 33
lodu. Według S. T a b e r a (1943) podczas zamarzania w utworach grubo
ziarnistych tworzący się lód wypycha nadmiar wody wytworzony zwięk
szeniem się objętości w dół. Natomiast w utworach drobnoziarnistych
lód może wypychać drobne ziarna, przez co następuje segregacja dość
czystego lodu.
Istnienie stale zamarzniętej warstwy pod powierzchnią ziemi stwa
rza szczególne warunki dla działania mrozu na grunt. Gdy w umiarko
wanym klimacie zamarznięty grunt odtaje, powstająca z lodu woda może
wsiąknąć w głąb. Natomiast w strefie marzłoci woda powstająca przy
odtajarniu nie może wsiąkać w głąb, gdyż pod strefą odtajałą znajduje
się nieprzepuszczający tjaele. Odtajała warstwa powierzchniowa jest
wtedy bardzo silnie nasycona wodą i nawet przy małym spadku płynie.
Jest to zjawisko tzw. p o l a r n e j s o l i f l u k c j i . Ponadto, gdy odta
jała warstwa ponad stałe zmarzniętym gruntem na nowo zamarza, za
marzanie postępujące od powierzchni w głąb wywiera ciśnienie na wodę
uwięzioną między lodem tworzącym się od powierzchni a stale za
marzniętym gruntem w głębi. Woda pod ciśnieniem wywiera silny na
cisk, na ściany szczelin i porów. To ciśnienie, jak też ciśnienie wynika-
Ryc. 6. Zaburzenia kryoturbacyjne (inwolucje)
1 less, 2 piasek, 3 ił, 4 gleba
jące następnie z zamarzania uwięzionej wody, wytwarza w gruncie po
nad strefą stale zamarzniętą zaburzenia kryoturbacyjne.
I n w o l u c j e sÄ… jednÄ… grupÄ… deformacji kryoturbacyjnych. W miarÄ™
jak strefa zamarzająca zbliża się do górnej powierzchni stale zamarznię
tego gruntu, materiał skalny, rozdrobniony i nasiąknięty obficie wodą,
jest zgniatany i fałdowany. Wt edy ił może być wciskany w piaski,
a żwiry lub gruz intrudowane w piaski lub i ły (ryc. 6) itd.
Gl e b y p o l i g o n a l n e (ryc. 7) stanowią drugą grupę zaburzeń
kryoturbacyjnych. Występuj ą one na równych miejscach. Są to wielo-
boki zwykl e czworo lub pięciokątne lub pierścienie o średnicy 1 do 7 m;
w środku wi el oboków materiał jest drobniejszy, krawędzie zaś wielo-
boków utworzone są przez grzędy, złożone z większych kanciastych
okruchów, kilkanaście centymetrów sterczących ponad powierzchnię.
Formy te powstawać mają przez wypychani e ku górze gruntu przy za
marzaniu, wskutek czego tworzą się małe nabrzmienia, z których więk
sze okruchy staczają się na boki i zbierają się na brzegach. Według
innych poglądów grunt silnie przepoj ony wodą zamarzając pęka, gdyż
lód oziÄ™biajÄ…c siÄ™ poniżej 0° kurczy siÄ™. PÄ™kanie w ciaÅ‚ach oziÄ™biajÄ…cych
się polega na tworzeniu się szczelin prostopadłych do powierzchni ozię
biania, a tworzących wieloboczną sieć. W szczelinach gromadzi się śnieg
lub woda, która zamarzając tworzy kliny l odowe w gruncie. Na grunt
34
między szczelinami działa mróz wypychaj ąc okruchy skalne ku górze;
gdy lód w szczelinach stopi się, okruchy mogą osunąć się w szczeliny
i w końcu je wypełnią. Według T a b e r a szczeliny nie pochodzą z kon
trakcji gruntu, ale z segregacji lodu w postaci klinów. Ni e jest też wy
kluczone, że w mechanizmie powstawania gleb poligonalnych pewną
rolę grają prądy konwekcyj ne, spowodowane (różnicami gęstości ozię
biajÄ…cej siÄ™ i zamarzajÄ…cej wody od +4 do 0°.
Gl e b y s mu g o w e składają się ze smug drobnoziarnistego mate
riału występujących na przemian z pasami grubszego, kanciastego ma
teriału sterczącego ponad powierzchnię. Smugi są ułożone równolegle
do kierunku spadku zbocza. Prawdopodobnie gleby smugowe, towarzy-
Ryc. 7. Gleby poligonalne i smugowe (według Sharpe'a)
szące często glebom poligonalnym, powstają z gleb poligonalnych, gdy
te na zboczu ulegają spełzywaniu (ryc. 7).
Inwolucj e i opisane wyżej gl eby strukturalne" tworzące się współ
cześnie w strefie wiecznej marzłoci, występują w obszarach nawiedzo
nych w plejstocenie przez zlodowacenie; kryoturbacje zostały opisane
z Niemiec, Danii, Polski, Rosji, Stanów Zj ednoczonych itd. Występowa
nia te dowodzą, że podobne warunki, jak dziś w obszarach polarnych,
istniały w znacznie niższych szerokościach geograficznych w czasie
epoki l odowej .
Innym zjawiskiem związanym ze strefą wiecznej marzłoci, jest
występowanie licznych jezior, nieraz bardzo małych rozmiarów i zawsze
bardzo płytkich (najczęściej kilka metrów). Występuj ą one bardzo licz
nie w Ameryce Północnej , na Alasce i na nizinie nadmorskiej nad Atlan
tykiem oraz nad Morzem Ochockim, gdzie zostały opisane przez
W. O b r u c z e w a (1940), i w dorzeczu Anadyru we wschodniej Sy
berii. Przypuszczalnie jeziora te powstają przez obniżenie się po
wierzchni gruntu wskutek częściowego lub zupełnego odtajania wiecz
nie zmarzniętego gruntu. Jeśli wiecznie zamarznięty grunt składa się
z iłu, to zawiera wtedy lód, którego objętość jest większa od objętości
porów gruntu przed zamarznięciem. Stopienie się lodu w porach gruntu
zmniejsza objętość gruntu i dlatego powierzchnia obniży się. Obniżenie
się powierzchni gruntu wskutek zmian objętości gruntu nazywa się
o s i a d a n i e m. Powstające zagłębienia mogą wypełnić się wodą, ale
35
jeśli jest możl i wy podziemny odpływ wód, zagłębienia takie pozostaną
suche. Głębokość zagłębień zależy od głębokości odtajania. Gdzie obszar
wi ecznej marzłoci porasta tundra, pokrywa roślinna działa izolacyjnie
i odtajanie nie sięga głębiej niż 1 m; gdzie grunt jest nagi, odtajanie
może osiągać 3 m głębokości. Jeszcze głębiej następuje odtajanie pod
rzekami i jeziorami, gdyż woda jest lepszym przewodnikem ciepła niż
szata roślinna lub mineralny grunt.
Mechaniczne działanie organizmów. Głównym czynnikiem spośród
świata organicznego mającym znaczenie dla wietrzenia są korzenie ro
ślin. Rośliny wnikają swymi włoskowatymi korzonkami w najdrobniej
sze szczeliny minerałów i skał. Korzenie rosnąc i grubiejąc wywierają
duży nacisk na ściany szczelin. Nacisk ten z biegiem czasu doprowadza
do rozszerzenia spękań i do coraz większego rozdrobnienia skały.
Stwierdzono, że buki i modrzewi e działają w ten sposób silniej aniżeli
dęby i sosny. Oprócz działania mechanicznego korzenie roślin wywie
rają działanie chemiczne, produkując kwasy organiczne i dostarczając
gruntowi bezwodnika kwasu węgl owego. W oddziaływaniu chemicznym
większe znaczenie mają niższe rośliny (mchy, porosty, gl ony).
Pewne znaczenie dla wietrzenia mają też zwierzęta żyjące lub grze
biące w gruncie, jak krety, różne gryzonie, dżdżownice, mrówki, ter-
mity itd. W gruncie rzeczy działalność ich odnosi się do luznych lub już
zwietrzałych utworów, ale rozdrabniając i rozluzniając grunt jeszcze
bardziej organizmy te przygotowuj Ä… go do intensywniejszego wietrzenia
chemicznego. Według Da r w i n a robaki są w stanie przerobić 10 ton
gruntu na 0,4 ha ziemi w ciÄ…gu roku.
Mechaniczne działanie soli. W suchym klimacie rozpuszczone sub
stancje nie sÄ… odprowadzane wodami powierzchniowymi, ale pozostajÄ…
w gruncie. Przy silnym parowaniu mogÄ… one wskutek ruchu wody w po
rach i szczelinach, odbywaj ącego się tak, jak w naczyniach włoskowa-
tych (kapilarny ruch wody), dostać się na powierzchnię w roztworze
i krystalizować. W ten sposób w przypowierzchniowych warstwach two
rzą się wykwi t y soli kamiennej, węglanów, siarczanów itd. Rosnące
kryształy wywieraj ą ciśnienie na ściany porów i szczelin. W razie opa
dów lub wskutek rosy niektóre sole przeobrażają się w wodziany, cze
mu towarzyszy powiększenie się objętości i wywierani e rozsadzającego
ciśnienia na skały.
W porównaniu do działania insolacji i zamrozu ten sposób wietrze
nia fizycznego odgrywa znacznie mniejszą rolę. Na ogół można powie
dzieć, że wszystkie czynniki mechaniczne odgrywaj ą rolę wstępną do
znacznie gruntowniejszego i dalej idÄ…cego wietrzenia chemicznego.
3. WIETRZENIE CHEMICZNE
Chemiczne działanie wody. Wsiąkająca w grunt woda atmosferyczna,
zawierająca zawsze tlen i dwutlenek węgla, jest głównym czynnikiem
wietrzenia chemicznego. Chemiczne wietrzenie odbywa siÄ™ tylko powy
żej punktu zamarzania; lód chemicznie nie działa.
WsiÄ…kajÄ…ca woda atmosferyczna zawierajÄ…c w sobie dwutlenek wÄ™
gl a ( C0 ) tworzy z rozpuszczalnymi minerałami węglany Fe, Mn, Mg, Ca
2
36
1
i metali alkalicznych (K, Na ) ) i uwalnia krzemionkÄ™ (SiO ) zwiÄ…zanÄ…
2
z alkaliami, przeprowadzając je w roztwór; natomiast krzemionka i glinka
(A1 0 ) rozłożonych krzemianów pozostają na miejscu i przybierając
2 3
wodę przechodzą w różne minerały i łowe. Powstające nowe minerały
w strefie wietrzenia zwiększają swą objętość, przez co skała staje się
bardziej luzna. Działanie wody wsiąkającej odbywa się do głębokości,
w której woda gromadzi się jako woda gruntowa. Głębokość ta wynosi
kilka, kilkanaście metrów, a w wyj ątkowych warunkach (pustynio
wych) dochodzi do 100 m i więcej .
Rozpuszczające działanie wody. Woda rozpuszcza w sobie gazy, cie
cze i ciała stałe. Geol ogiczni e ważne jest rozpuszczanie gazów i ciał
stałych.
R o z p u s z c z a n i e g a z ó w. Woda paruje na powierzchni,
w atmosferze kondensuje siÄ™ w postaci chmur i opada z powrotem na
ziemiÄ™. W czasie tej drogi nasyca siÄ™ gazami w takim stopniu, jak to
jest możl i we przy normalnym ciśnieniu. Według p r a wa He n r y ' e g o
gaz rozpuszcza się w cieczy zależnie od ciśnienia, pod jakim znajduje
się ponad cieczą. Rozpuszczalność gazów w wodzi e zmniejsza się ze
wzrostem temperatury, gdyż przy wzroście temperatury gazy się roz
szerzają i ciśnienie się zmniejsza.
Powietrze zawiera 10 gazów. Skład powietrza przy ciśnieniu 760 mm
w pobliżu powierzchni ziemi zawiera tabela 4.
Ta b e l a 4
Przeciętna skład atmosfery (B. Mason 1952)
% obj. % wag. % obj.
% wag.
N 78,09 75,51 CO 0,029 (zmienne) 0,046
2 2
0 20,90 23,15 He 0,00052 0,000072
2
0 ślady ślady Ne 0,0018 0,00125
3
Kr 0,0001
H 0,00005 0,000003 0,00029
2
Xe 0,000008
A 0,930 1,28 0,000036
H O (para wodna) 0 do 4% (obj .).
z
Ilość C0 w powietrzu zmniejsza się ze wzrastaniem wysokości, na
2
tomiast ilość H , Ne i He nieco wzrasta.
2
Wszystki e te gazy woda rozpuszcza w sobie, zwłaszcza gdy w po
staci kropel lub śniegu odbywa dłuższą drogę w powietrzu z chmury na
ziemiÄ™.
Z tych gazów główne znaczenie dla wietrzenia mają tlen i bezwodnik
kwasu węgl owego.
R o z p u s z c z a n i e c i a ł s t a ł y c h . Gdy w wodzi e rozpuści się
okruch soli, sól zostaje w roztworze rozdzielona równomiernie pod
wpływem dyfuzji.
Rozpuszczanie stałych substancji jest zazwyczaj połączone z pochła
nianiem ciepła, wskutek czego wiąże się ono z obniżaniem się tempe
ratury. Jeżeli rozpuszczamy pewną ilość soli w wodzi e przy równocze
snym dopływi e ciepła z zewnątrz, to temperatura w naczyniu z solą pod
niesie się wolniej aniżeli w naczyniu z czystą wodą, któremu dostarcza
my taką samą ilość ciepła. Znaczy to, że część ciepła zostaje zużyta na
1
) Zwanych w dalszym ciągu książki alkaliami".
37
rozpuszczanie się soli. Substancje zachowujące się w ten sposób cechuje
to, że ich rozpuszczalność wzrasta ze wzrostem temperatury. Na odwrót
są substancje, których rozpuszczalność zmniejsza się ze wzrastaniem i
temperatury. Przy rozpuszczaniu takich substancji wydziela się ciepło.
Gdy roztwór w niezmienionych warunkach zewnętrznych nie roz
puszcza więcej substancji, mówimy, że jest nasycony. Na ogół wzrost
temperatury zwiększa rozpuszczalność. Prędkość rozpuszczania zależy
od wielkości powierzchni, którą rozczynnik styka się z rozpuszczaną
substancją. Dlatego, im drobniej jest ona podzielona, tym prędzej nastę
puje rozpuszczenie. Rozdrobniony przez wietrzenie fizyczne materiał
Å‚atwiej zatem ulega rozpuszczaniu.
Niektóre substancje przy rozpuszczaniu łatwiej tworzą roztwory ko
loidalne aniżeli roztwory rzeczywiste (molekularne). Roztwory koloi
dalne zawierajÄ… czÄ…stki o wymiarach od 0,1 do 0,001 mikrona, natomiast
wielkość cząstek w roztworach rzeczywistych jest mniejsza od 0,001 ź.
Kol oi dy należy odróżnić od zawiesin, tj. cząstek o wymiarach więk
szych od 0,1 ź W przyrodzie ośrodkiem dyspersyjnym roztworów koloi
dalnych jest z reguły woda. Dyfuzja roztworów koloidalnych jest bar
dzo słaba, ponadto są to układy nietrwałe, łatwo przechodzące bądz
w roztwór rzeczywisty, bądz w ciała stałe.
GzÄ…stki koloidalne posiadajÄ… Å‚adunek elektryczny dodatni lub ujemny
i tworzą zole. Aadunek ten pochodzić może z elektrolitycznej dysocjacji
albo też z adsorbcji j onów przez cząstki z ośrodka dyspersyjnego. Z waż
niejszych w przyrodzie kol oi dów krzemionka i humus mają ładunki
ujemne, a wodorotlenki żelaza i glinu dodatnie.
Koagulacja, czyli przechodzenie koloidów w stan stały, odbywa się
w przyrodzie przez wyparowywani e lub zamarzanie ośrodka dyspersyj
nego, przez wytrącanie za pomocą elektrolitów, które neutralizują ła
dunek, koloidów, lub przez łączenie się kol oi dów o przeciwnych ładun
kach. Przy koagulacji czÄ…stki koloidalne Å‚Ä…czÄ… siÄ™ ze sobÄ…, tworzÄ…c coraz
większe skupienia i wreszcie galeretowate straty, zwane żelami. Pepty-
zacja jest odwrotnym procesem niż koagulacja. Kol oi dy silnie uwod
nione, czyli hydrofilne, jak krzemionka i humus, ulegajÄ… zazwyczaj
Å‚atwo peptyzacji, tj. powrotowi w stan zolu. Inne koloidy Å‚atwiej sÄ… wy
trącane z roztworów koloidalnych, ale po strąceniu trudniej ulegają
peptyzacji.
Elektrolityczna dysocjacja wody. Ważna dla chemicznej działalności wody
jest jej zdolność do rozszczepienia się w małej mierze na wolne jony, mianowicie
+ -
na dodatnio naładowany kation H i ujemny anion OH - Dysocjację tę można na
pisać:
+ -
H 0 = H + OH
2
- 2- -
OH częściowo rozszczepia, się w O +H , a prawdopodobnie zachodzi też:
+ 2 -
H 0 = 2H + O .
2
+
Wskutek swych małych wymiarów jon H łatwo przenika w uszkodzone sieci
krystaliczne minerałów i wywołuje ich rozkład.
Ilość wody zdysocjowanej w stosunku do niezdysocjowanej jest bardzo mała.
+ -
W temperaturze 0° w 13 min litrów jest 1 g jonów H i 17 g jonów OH Dyso-
+
cjacja zwiÄ™ksza siÄ™ z temperaturÄ…. Koncentracja jonów H przy 10° jest 1,5 raza
wiÄ™ksza, a przy 25° 4,7 raza wiÄ™ksza niż przy 0°. Tym tÅ‚umaczy siÄ™, że w strefach
polarnych ilość zwietrzeliny wynosi tylko 1/20 ilości, która wytwarza się w krajach
tropikalnych; w strefie polarnej Å›rednia roczna wynosi 10°, w krajach tropikal-
38
nych +30°. W strefie polarnej sÄ… tylko cztery miesiÄ…ce bez mrozu, a w tropikalnej
mrozu nie ma w ogóle.
Hydrolityczne działanie wody. Woda jest głównym rozpuszczalnikiem występu
jącym w przyrodzie. Dla procesów wietrzenia ważny jest nie tylko sposób, w jaki
rozpuszcza ona różne substancje, ale i charakter, jaki mają wytworzone przez nią
roztwory.
Substancje rozpuszczone w wodzie rozpadają się na jony naładowane dodatnio
+
i ujemnie. Kwasy odszczepiają wolne jony H . Działalność kwasowa roztworu za
leży od zawartości tych jonów. Substancje w roztworze są tylko częściowo zdyso-
cjowane. Dysocjacja wzrasta z rozcieńczeniem i temperaturą. Im więcej jonów H+
odszczepia dany kwas przy tym samym stężeniu, tym jest silniejszy. Np. HC1 daje
+
dużo jonów H , jest więc silnym kwasem; kwas węglowy przy tym samym stężeniu
jest mało zdysocjowany i dlatego jest słabym kwasem.
To samo odnosi się do zasad, czyli substancji, które w roztworze odszczepiają
- -
wolne jony OH . Siła ich zależy od ilości jonów OH przy tym samym stężeniu.
-
Np. NaOH jest silną zasadą, dającą dużo jonów OH , podczas gdy Fe(OH) pozo
3
staje w roztworze prawie niezdysocjowany.
Sole rozdzielajÄ… siÄ™ w roztworach na ujemne aniony i dodatnie kationy. Jony
te łączą się z przeciwnie naładowanymi jonami wody. Gdy z jonów rozpuszczonej
soli i wody powstaje silny kwas i silna zasada, roztwór działa obojętnie. Np. NaCl
+ - + -
dysocjuje w wodzie na Na i Cl . Na Å‚Ä…czy siÄ™ z OH , zaÅ› Cl- Å‚Ä…czy siÄ™ z H+
Powstaje silna zasada (NaOH) i silny kwas (HC1), wobec czego roztwór zachowuje
się obojętnie.
Gdy z jonów soli i jonów wody powstanie silny kwas i słaba zasada, pewna
ilość jonów H+ pozostaje w roztworze niezwiązana, podczas gdy OH- zostanie zwią
zane. Wtedy roztwór reaguje kwaśno. Np. FeCl tworzy w wodzie silnie dysocju
3
jący HC1 i słabą zasadę Fe(OH) .
3
Gdy kwas jest słabo dysocjujący, a zasada odszczepia dużo OH- , roztwór rea
guje zasadowo (alkalicznie). Np. Na C0 daje silną zasadę NaOH i słaby kwas
2 3
H C0 . Alkalicznie działające roztwory mają szczególne znaczenie w procesach wie
2 3
trzenia chemicznego.
+
Kwaśna lub zasadowa reakcja roztworu wyraża się zatem stężeniem jonów H .
Stężenie jonów wodorowych oznaczamy symbolem pH, który nazywamy wy k ł a d
ni ki e m s t ę ż e ni a j o n ó w wo d o r o wy c h . Stężenie jonów wodorowych
w 1 litrze czystej wody przy 20°C wynosi 10-7, wtedy wartość pH, która jest ujem
nym logarytmem liczby określającej stężenie, wynosi 7. Roztwory alkaliczne mają
pH wyższe od 7, kwaśne mniejsze od 7; pH wody deszczowej wynosi około 6 (roz
twór słabo kwaśny), wód torfowych około 4 (roztwór silnie kwaśny); woda rzeczna
ma pH = 6, a morska pH = 8 do 9.
Wody działające w strefie wietrzenia mają pH około 6; gdy w gruncie wzbogacą
się w dwutlenek węgla, pochodzący z rozkładu materii organicznej, ich pH może
zniżyć się do 5, a wyjątkowo nawet do 4.
Wskutek rozpuszczania związków ługowanych z gruntu zmienia się skład roz
tworów i ich pH. Roztwór mający pH = 5 będzie rozpuszczać wapień (jako kwaśny
węglan wapnia). Roztwór nasycony przez Ca(HC0 ) ma pH = 6,4. Roztwór taki bę
3 2
dzie mógł rozpuszczać krzemionkę. Natomiast jeśli pH obniży się poniżej 4, roztwór
nie będzie mógł rozpuszczać krzemionki, natomiast może rozpuszczać glinkę. Przy
pH wyższym od 5 krzemionka jest usuwana, a glinka nie.
Węglany, chlorki, siarczany i siarczki stosunkowo łatwo rozpuszczają się w wo
dzie. Natomiast krzemiany przechodzą w roztwór tylko w bardzo małych ilościach.
Dopiero działanie C0 lub silniejszych zasad rozpuszcza krzemiany. Rozpuszczanie
2
to jest częściowe: alkalia i Ca przechodzą łatwo w roztwór, Fe i Mn z trudnością,
a glinka i krzemionka są bardzo trudno rozpuszczalne. Roztwór powstający z roz
kładu krzemianu zawiera metale alkaliczne i przez to prawdopodobnie działa roz
puszczajÄ…ce na krzemionkÄ™, podczas gdy glinka pozostaje nienaruszona.
Lepkość wody. Wsiąkanie wody w drobne szczeliny i pory, a przede wszystkim
kapilarne ruchy wody w gruncie zależą od lepkości wody, czyli oporu, jaki stawia
tarcie wewnętrzne płynu w przesuwaniu się warstw płynu względem siebie. Lep
kość wzrasta ze spadkiem temperatury cieczy. Woda w temperaturze +20° ma lep-
39
2
kość w przybliżeniu równą 0,01 poise (1 poise = 1 dyna/cm /sek), w temperaturze
+ 10° 0,01301, w 0° 0,0179, w temperaturze 2° 0,0191 poise. Przy temperatu
rze + 30°, jakÄ… osiÄ…ga woda atmosferyczna w ciepÅ‚ych obszarach przy zetkniÄ™ciu
siÄ™ z gruntem, jest ona aktywniejsza niż przy +10°. Ilość wolnych jonów jest trzy
krotnie większa, a lepkość zmniejsza się do połowy Rozpuszczanie skał i reakcje
chemiczne mogą w tych warunkach przebiegać znacznie szybciej.
Aktywne składniki zawarte w wodzie. Są to: kwas azotowy, amo
niak, tlen, kwas węgl owy, związki chloru, kwas siarkowy, substancje
humusowe i inne substancje organiczne oraz bakterie i inne organizmy
żyjące w wodzie.
A mo n i a k i t l e n k i a z o t u ( N 0 i N 0 ) tworzą się pod wpły
2 3 2 5
wem wyładowań elektrycznych lub promieni pozafioletowych w powie
trzu i z opadami mogą się dostać na powierzchnię Ziemi. Kwas azotowy
znajduje się w zmiennej ilości w opadach obszarów tropikalnych. Po
łączenia azotowe są też tworzone przez bakterie amonizacyjne, wytwa
rzajÄ…ce amoniak z substancji organicznych, przez bakterie nitryfika-
cyjne, przetwarzajÄ…ce amoniak lub kwas azotawy w kwas azotowy, oraz
przez bakterie denitryfikacyjne, tworzÄ…ce z kwasu azotowego kwas azo
tawy, ten zaÅ› zostaje przetwarzany w amoniak, a nawet w czysty azot.
Woda rozpuszcza w sobie znacznie więcej t l e n u niż azotu. Tlen,
chociaż aktywny, nie ma dużego znaczenia w procesach wietrzenia,
gdyż większa część minerałów pospolitych na powierzchni Ziemi jest
już utleniona. Natomiast beztlenowe minerały, jak siarczki, pod wpły
wem tlenu i wody przeobrażają się w siarczany. Obecność tlenu jest
też potrzebna do rozkładu ciał organicznych.
Opady pobierajÄ… d w u t l e n e k w Ä™ g l a ( C0 ) z powietrza; po
2
nadto woda na powierzchni otrzymuje nowe ilości tego związku wsku
tek procesów biologicznych. Dzięki tym procesom, a głównie dzięki roz
kładowi materii roślinnej, w gruncie jest 10 do 100 razy więcej C0 niż
2
w atmosferze. W temperaturze 10° jest C0 rozpuszczalne w stopniu
2
40 razy wiÄ™kszym niż tlen, w temperaturze 30° 30 razy. Znaczna część
C0 pozostaje w wodzi e opadowej j ako gaz, a część tworzy kwas wę
2
gl owy ( H C0 ) . Kwas węgl owy działa rozpuszczająco na wszystkie wę
3 3
glany, tworząc dwuwęglany. Przede wszystkim kwas węgl owy rozpusz
cza węgl an wapnia j ako kwaśny węglan (dwuwęglan) wapnia
CaH (CO ) . Kwas węgl owy łączy się również z wodorotlenkami alkaliów
2 3 2
tworzącymi się przez hydrolizę niektórych minerałów i wiąże się z nimi
w węglany; atakuje również krzemiany, tworząc z nich węglany K, Na,
2 +
Ca, Mg, Fe i Mn, natomiast nie reaguje z połączeniami trójwartościo
3 +
wego żelaza Fe . Dwuwęgl an Fe zostaje łatwo utleniony, rozłożony
i strÄ…cony jako limonit (2Fe 0 " 3H 0) ; podobnie dzieje siÄ™ z manganem.
2 3 2
Glinka nie wchodzi w połączenia z kwasem węglowym,- węglan glinu nie
jest znany w przyrodzie.
Ch l o r w atmosferze może pochodzić z ekshalacji wulkanicznych
lub zanieczyszczeń fabrycznych. Do wód opadowych na powierzchni
ziemi dostaje się on główni e z rozkładu minerałów, zawierających chlor,
przede wszystkim z apatytu [(F, Cl )Ca P 0 ], który w drobnych ilościach
5 3 1 2
występuje w większości skał ogniowych. Chlor tworzy chlorki.
Kw a s s i a r k o w y (H S0 ) powstaje wskutek atakowania siarcz-
2 4
40
ków przez tlen i wodę. Chodzi tu zwykl e o rozkład pirytu lub marka-
sytu (FeS2), gdyż są to dość pospolite siarczki:
4FeS2 + 14H O + 150 = 4Fe(OH) + 8H S0
2 2 3 2 4
Kwas siarkowy powstaje również pośrednio przez utlenianie, a na
stępnie hydrolizę siarczanu żelaza (reakcje 1 3 str. 42).
Kwas siarkowy jest silnie zdysocj owany, wskutek czego, nawet gdy
występuje w małych ilościach, ma duże znaczenie. Może też powstać
przy rozkładzie gipsu, lub na drodze organicznej. Przy gniciu roślinnych
siarkowo-białkowych połączeń pod wpływem bakterii (np. Microspiia
desuiłuricans) powstaje H2S. Gdy jest dużo tlenu, H S utlenia się wprost
2
na H S0 lub wskutek utlenienia H2S powstaje wolna siarka a z niej
2 4
H S0 . H S może być rozkładany przez takie bakterie, które gromadzą
2 4 2
w swej protoplazmie ziarna bezpostaciowej siarki. Te bakterie, zwane
siarkowymi, występują prawie w każdym bagnie (np. Beggiatoa, Thio-
thrix, Monas itd.). UtleniajÄ… one wydzielanÄ… siarkÄ™ na kwas siarkowy.
Kwas siarkowy może się też dostać do opadów atmosferycznych
z dymów pochodzących ze spalenia węgl a zawierającego siarkę.
Substancje h u mu s o w e przechodzą do wód opadowych również
z gnijÄ…cej materii organicznej. Gdy gnicie to nie jest kcmpletne, tzn.
węgiel zawarty w materii organicznej nie zostanie w całości związany
w C0 i CH , a H w H 0, wtedy powstaje kompleks ciał organicznych,
2 4 2
będący produktem rozkładu materii roślinnej, wzbogaconym w węgiel.
Te ciała, zwane humusem czyli próchnicą, są ciałami koloidalnymi. Zole
humusowe, łącząc się z tlenem, rozkładają się i wydzielają C0 ; redu
2
kują one połączenia żel azowe na żelazawe. Zol e humusowe strącają się
pod wpływem dwu i więcej wartościowych elektrolitów na żele, osia
dające wśród cząstek gleby. Stwierdzono w nich obecność kwasów orga
nicznych zwanych humusowymi.
Wody bagienne i torfowe są aktywnym czynnikiem dlatego, że za
wierają nie tylko C0 , ale też aktywne k w a s y o r g a n i c z n e , jak
2
np. mrówkowy, octowy, masłowy i inne, oraz substancje organiczne,
które w stanie rozdrobnionym mogą redukować niektóre minerały i wy
twarzać inne, ulegające rozpuszczeniu. Dlatego wody bogate w substan
cje organiczne zawierają także żelazo i krzemionkę.
Ba k t e r i e są ważnym czynnikem wietrzenia chemicznego. Wy
twarzają one z gnijącej materii roślinnej energiczne kwasy, jak octowy,
masłowy itd. Niektóre bakterie mają zdolność redukowania siarczanów,
a nawet przypisuje się im współdziałanie w powstawaniu złóż kaolinu
i laterytu. Stwierdzono eksperymentalnie, że rozkład i rozpuszczanie
skał wzrasta, gdy w wodach płynących po nich znajdują się bakterie.
Bakterie rozkładające związki amonowe (np. węglan amonowy) wytwa
rzają wol ny kwas azotowy, energicznie działający na substancje mine
ralne.
Z powyższego wynika, że główne znaczenie działalności wody dla
rozkładu skał ma sama woda, a szczególnie jej zdysocjowana część, po
nadto kwas węgl owy, substancje humusowe i tlen, a lokalnie - kwas
siarkowy. Rola kwasu azotowego i chloru jest znacznie mniejsza.
Przeobrażenia chemiczne. Działanie powyższych czynników może
wywołać w skałach przemiany polegające na: 1) utlenianiu (oksydacji),
41.
2) uwodnieniu (hydratyzacji), 3) redukcji, 4) uwęglanowieniu (karbona-
tyzacj i). W strefie wietrzenia może też zachodzić dehydratyzacja.
1) Ut l e n i a n i e polega na Å‚Ä…czeniu siÄ™ z tlenem lub na przecho
dzeniu związków tlenowych niektórych pierwiastków z niższej warto
ściowości w wyższe. Jako przykłady można wymienić czarny minerał
magnetyt Fe 0 (= Fe 0 " FeO), który przechodzi w czerwony hematyt
3 4 2 3
Fe 0 , a ten przez przyłączenie wody przeobraża się w żółtobrunatny
2 3
limonit 2Fe 0 " 3H 0.
2 3 2
Podczas oksydacji krzemianów zawierających tlenki żelaza dwuwar-
tościowego (tlenek żelazawy FeO) powstają jako produkty rozkładu
tlenki żelaza trój wartościowego (Fe 0 ) zwykl e uwodnione, wskutek
2 3
czego barwa tych minerałów zmienia się z Zielonej lub czarnej na czer
woną lub żółtobrunatną.
Siarczki utleniajÄ… siÄ™ Å‚atwo na siarczany. Proces ten nazywa siÄ™ cza
sem witriolizacją. Siarczki żelaza, piryt i markasyt utleniają się na siar
czany (FeS0 ), galena (PbS) na anglezyt (PbS0 ). Utlenianie wiąże się tu
4 4
też często z uwodnieniem. Utlenianiu się siarczku towarzyszy wywią
zywani e się dużej ilości ciepła. Siarczki żelaza utleniają się w pokła
dach węgla, w kopalniach lub na hałdach, dlatego wywołuj ą pożary.
Pożary pokładów węgla wskutek utleniania pirytu powstawały także
w ubiegłych epokach geologicznych.
Utlenianiu ulega też materia organiczna, której węgi el (C) łączy się
łatwo z tlenem, tworząc C0 . Procesowi temu towarzyszy też uwodnie
2
nie. Materia organiczna jest często drobno rozsiana w skałach takich,
jak wapienie, margle i Å‚upki, nadajÄ…c im ciemne, ciemnoszare lub ciem
noniebieskie barwy. Wskutek utleniania substacji organicznej następuje
zbielenie powierzchni skał.
Utlenianiu ulegają nie tylko minerały występujące na powierzchni,
ale także produkty rozkładu. Z siarczków żelaza tworzy się, jak wyżej
wspomniano, siarczan żelaza. Jest to siarczan żelaza dwuwartościo-
wego, a więc siarczan żelazawy. Ten utlenia się na siarczan żelazowy.
Reakcje, które do tego prowadzą, są następujące:
2FeS + 2H 0 + 70 = 2FeS0 + 2H S0 [1]
2 2 2 4 2 4
12FeS0 + 30 + 2H 0 = 4Fe (S0 ) + 2Fe (OH) [2]
4 2 2 2 4 3 2 6
Siarczan żel azowy, j ako sól słabej zasady i silnego kwasu, ulega
Å‚atwo hydrolizie:
Fe (S0 ) + 6H 0 = 2Fe(OH) + 3H S0 , [3]
2 4 3 2 3 2 4
wskutek czego powstaje wodorotlenek żelaza. Ulega on częściowej de-
hydratyzacji:
4Fe(OH) = 2Fe 0 + 6H 0 = 2Fe 0 " 3H 0 + 3H 0 [4]
3 2 3 2 2 3 2 2
W ten sposób tworzy się z siarczków wskutek łańcucha reakcyj [1 4]
limonit jako ostateczny produkt rozkładu. Dzięki temu na wychodniach
złóż siarczkowych tworzy się zwykl e znana dobrze górnikowi tzw.
c z a p a ż e l a z n a , składająca się z limonitu. Czapy żelazne tworzą
się nie tylko na wychodniach złóż siarczków żelaza, ale także innych
siarczków, np. miedzi, cynku, ołowiu, gdyż te prawie zawsze zawierają
domieszkę siarczków żelaza. Siarczki innych metali zostają pod wpły-
42
wem tlenu i wody rozpuszczone jako siarczany i przeniesione w głąb,
natomiast siarczany żelaza, ulegając hydrolizie, tworzą nierozpuszczalny
wodorotlenek, który nie może być przeniesiony w głąb i pozostaje na
powierzchni lub też pod powierzchnią, tworząc ową czapę żelazną.
Limonit pozostaje także jako końcowy produkt rozkładu innych mi
nerałów zawierających żelazo (krzemianów, węgl anów). Rozproszony
w produktach wietrzenia barwi je na brunatno-żółto.
Na ogół utlenianie związków żelaza przebiega tym łatwiej, im środo
wisko jest bardziej alkaliczne. Sole żelazawe utleniają się bardzo wolno
w roztworach kwaśnych, natomiast bardzo szybko w roztworach słabo
kwaśnych lub alkalicznych.
Utlenianie sięga w skorupie ziemskiej tak głęboko, jak głęboko tlen
może dostać się w warstwy. Tlen może sięgać tylko do zwierciadła wód
gruntowych. Dlatego strefa ponad zwierciadłem wód gruntowych jest
strefÄ… oksydacji.
2) Uw o d n i e n i e (hydratyzacja) rzadko zachodzi samo, zwykl e
łączy się z hydrolizą, działaniem tlenu i kwasu węgl owego. Hydraty-
zacji ulega wiel e minerałów skałotwórczych i kruszcowych. Przykła
dami prostej hydratyzacji jest przeobrażenie się hematytu (Fe 0 ) w li
2 3
monit (2Fe 0 " 3H 0), braunitu ( Mn 0 ) w manganit (Mn O " H 0) ,
2 3 2 2 3 2 s 2
1
anhydrytu (CaS0 ) w gips (CaS0 " 2H O) ).
4 4 2
Węgl any zmienić się mogą w wodorotlenki. W ten sposób z syderytu
przez hydrolizÄ™ i utlenianie powstaje limonit:
FeC0 + H 0 = Fe( OH) + CO
3 2 2 2
4Fe(OH) + 0 = 2Fe 0 " 3H 0 + H 0
2 2 2 3 2 2
Podobny proces może odbyć się przy współudziale bakterii:
4FeC0 + 6H 0 + O = 4Fe(OH) + 4C0
3 2 2 3 2
Krzemiany ulegają rozpuszczeniu wskutek hydrolitycznego działania
wody; proces ten zwykl e nie przebiega sam, lecz wiąże się z działalno
ścią kwasu węgl owego. Rozpad hydrolityczny krzemianu można ilu
strować przykładem rozkładu skalenia potasowego, którego produktem
jest kaolinit:
K Al Si 0 + 3H 0 = 2KOH + H Al Si O " H 0 + 4Si0
2 2 6 1 6 2 2 2 2 s 2 2
Przez uwodnienie powstają z krzemianów z e o l i t y . Są to uwod
nione krzemiany, główni e Ca i Na, które powstają ze skaleni i skale-
ni owców (leucytu i nefelinu) i są rozpowszechnione w przeobrażonych
skałach wulkanicznych. Prawdopodobnie jednak w większości wypad
ków zeolity nie tworzą się wskutek zwyczaj nego, atmosferycznego wie
trzenia, ale są wyni ki em przeobrażeń krzemianów pod wpływem gorą
cych roztworów powulkanicznych, pochodzących z głębi Ziemi. Ni e
które zeolity są produktem podmorskiego wietrzenia.
3) Re d u k c j a jest wywołana główni e dwoma czynnikami: materią
organiczną i działalnością bakterii.
Rozkładająca się materia organiczna łączy się nie tylko z wol nym
tlenem, lecz także z tlenem zawartym w związkach chemicznych. Nie-
A
) Zmianie anhydrytu w gips towarzyszy powiększanie się objętości o około 33%,
wskutek czego warstwy w stropie lub sam pokład gipsu ulegają pofałdowaniu.
43
które bakterie mają zdolność odszczepiania tlenu potrzebnego im do
procesów życi owych z połączeń organicznych i nieorganicznych. Bakte
rie są bez wątpienia głównym czynnikiem redukcyjnym w przyrodzie.
Szczególnie ważnym procesem redukcyjnym jest zmiana połączeń
żelazowych w żelazawe. Tlenek żelazowy Fe 0 przechodzi w tym pro
2 3
cesie w tlenek żelazawy (FeO). Wskutek tego żelazo może być rozpusz
czone w wodzie, zawierającej kwas węgl owy, dzięki czemu tworzą się
rozpuszczalne kwaśne węglany żelaza FeH ( C0 ) . W razie straty CO
2 3 2 2
zużywanego przez rośliny, a przede wszystkim bakterie, węglan strąca
siÄ™ jako nierozpuszczalny syderyt (FeC0 ) . Gdy natomiast w roztworze
3
jest dużo tlenu, z roztworu zawierającego FeH ( C0 ) strąca się z po
2 3 2
wrotem wodorotlenek żelazowy przechodzący następnie w limonit (zob.
równanie 4). Redukcja połączeń żelazowych prowadzi do odbarwienia
skał zabarwionych tymi połączeniami; np. piaskowce barwione przez
Fe 0 na czerwono bieleją pod wpływem rozkładającej się materii or
2 3
ganicznej.
Redukowanie zwi ązków żel azowych przez materię organiczną i prze
prowadzanie ich w połączenia żelazawe można przedstawiać następują
cymi równaniami:
2Fe O " 3H 0 + C = 4FeO + C0 + 3H 0 [5]
2 s 2 2 2
FeO + C0 = FeC0 [6]
2 3
Te same równania odnoszą się do bakterii; wtedy w równaniu [5]
C oznacza nie materię organiczną, ale węgi el zawarty w bakterii i łą
czący się z tlenem dla procesów biologicznych.
Podobnie jak redukcja związków żelazowych, redukcja siarczanów
w siarczki jest ważnym procesem geologicznym. Siarczany są reduko
wane materiÄ… organicznÄ… lub bakteriami a w pewnych przypadkach
także węglowodorami . Przykładem rozkładu siarczanów jest gips, z któ
rego mogą powstać wapienie i siarka. Reakcj e prowadzące do tego są
następujące:
CaS0 + 2C = CaS + 2C0
4 2
2CaS + 2H 0 = Ca( OH) + Ca(SH)
2 2 2
Ca(OH) + Ca(SH) + 2C0 = 2CaCO + 2H S
2 2 2 3 2
H S + O = H 0 + S
2 2
Siarczki żelaza w pokładach węgl owych są również produktem re
dukcji roztworów siarczanów przez materię węgl ową:
FeSO + 2C = FeS + 2CO
4 2
Jednosiarczek FeS zmienia siÄ™ po pewnym czasie w FeS . Ta sama
2
reakcja zachodzi nieraz w osadach morskich, gdzie FeS0 produkowany
4
przy rozkładzie organicznym zostaje zredukowany przez substancje or
ganiczne. W ten sposób powstają piryty wypełniające często skorupki
skamieniałości.
4) U w ę g l a n o w i e n i e (karbonatyzacja). Działanie kwasu węglo
wego jest j ednym z głównych, o ile nie najważniejszym czynnikiem
wietrzenia chemicznego. Kwas węgl owy rozpuszcza węglany dwuwar-
2 +
tościowych metali (Ca, Mg i Fe ) . Węgl an wapnia rozpuszcza się w czy
stej wodzie w stosunku jedna część na 10 000 części wody; w wodzi e
44
zawierającej C0 rozpuszczalność j ego jest dziesięciokrotnie większa.
2
Wapń, magnez i żelazo pod działaniem kwasu węgl owego przechodzą
w roztwór jako dwuwęglany, jak CaH (CO ) i FeH (CO ) . Węgl an wap
2 3 2 2 3 2
nia jest łatwiej rozpuszczalny od węglanu magnezu, toteż dolomity, skła
dające się z obu węglanów, przy wietrzeniu wzbogacaj ą się w węglan
magnezu. Rozpuszczanie wapienia pod działaniem kwasu węgl owego
polega na reakcji:
CaC0 + H CO = CaH ( C0 )
3 2 3 2 3 2
Powstaje więc kwaśny węglan wapnia, który przechodzi do roztworu.
Wapienie rozpuszczają się też łatwo pod wpływem kwasów organicz
nych, np. octowego:
2CaC0 + 2C H 0 = Ca( C H 0 ) + CaH ( C0 )
3 2 4 2 2 3 2 2 2 3 2
Rozkład krzemianów, jak powyżej zaznaczono, jest procesem skom
plikowanym i hydrolityczne działanie wody ma tu duże znaczenie; nie
mniej jednak ważna jest obecność kwasu węgl owego. Wskutek dzia
łalności tych dwóch czynników krzemiany ulegają rozkładowi, przy
czym do roztworu przechodzÄ… metale alkaliczne (K, Na) oraz metale
ziem alkalicznych (Ca, Mg) , wiązane przez kwas węgl owy w węglany;
ponadto do roztworu przechodzÄ… uwodnione krzemiany alkaliczne oraz
uwodniona krzemionka, a jako reszta nie rozpuszczona pozostajÄ…: uwod
nione krzemiany glinu, wodorotlenki żelaza i manganu, uwodnione krze
miany magnezu i większa część krzemionki.
Naj ogólniej równanie przedstawiające oddziaływanie wody i C0
2
na krzemiany można napisać w sposób następujący:
RSi O + C0 + H 0 = RCO + Si 0 + H 0
s 2 2 3 2 2
gdzie R = K , Na , Ca, Mg itd.
2 2
W poszczególnych wypadkach, zależnie od składu krzemianu, rów
nanie to ma postać bardziej skomplikowaną. Naj ważniej szy jest rozkład
skaleni, gdyż te stanowią j eden z najpospolitszych minerałów skało-
twórczych.
Rozkład ortoklazu przedstawia się następująco:
K Al Si 0 + 2H 0 + C0 = H Al Si 0 " H 0 + K CO + 4Si0
2 2 6 1 6 2 2 2 2 2 8 2 2 3 2
Przy rozkładzie ortoklazu powstaje zatem kaolinit (H Al Si O *H 0),
2 2 2 s 2
który pozostaje na miejscu wietrzenia jako produkt rozkładu, oraz wę
glan potasu i krzemionka, z których pierwszy przechodzi całkowicie
w roztwór, natomiast krzemionka pozostaje przeważnie w nierozpusz
czalnej reszcie. Proces ten nazywa siÄ™ k a o 1 i n i z a c j Ä…. Produktem
tego procesu jest kaolinit, który jest j ednym z licznych minerałów iło
wych (połączenia Si 0 , A1 0 i H 0) .
2 2 3 2
W bardzo podobny sposób rozkłada się skaleń sodowy albit
(Na Al Si O ); nieco inny rezultat daje rozkład anortytu (CaAl Si O ),
2 2 6 1 6 2 2 s
a to ze względu na mniejszą ilość krzemionki zawartej w tym skaleniu:
CaAl Si 0 + 2H 0 + C0 = H Al Si O " H 0 + CaCO
2 2 8 2 2 2 2 2 s 2 3
Jako inny przykład rozkładu można podać rozkład piroksenu (diop-
sydu):
Ca(Mg,Fe)Si O + 2H 0 + 2C0 = 2H SiO + CaCO + (Mg, Fe)C0
2 6 2 2 2 3 3 3
45
Produktem tej reakcji jest nierozpuszczalny kwas krzemowy i węglany
Ca, Fe i Mg, które w razie obecności dostatecznej ilości C0 mogą być
2
przeprowadzone w roztwór. Gdy, jak to zwykl e bywa, tlenu jest dużo,
dwuwęglan żelaza utlenia się na limonit.
Innym przykładem hydrolitycznego rozkładu krzemianu w połącze
niu z działaniem kwasu węgl owego jest s e r p e n t y n i z a c j a. Ule
gajÄ… j ej krzemiany magnezu, np. enstatyt lub oliwin (forsteryt), szcze
gólnie zaś ten ostatni:
2Mg Si0 + C0 + 2H O = H Mg Si O + MgC0
2 4 2 2 4 3 2 9 3
forsteryt serpentyn magnezyt
Zaznaczać należy, że proces serpentynizacji nie jest wyłącznie pro
cesem wietrzeniowym, ale może być wywołany roztworami magmowego
pochodzenia, zawierającymi C0 . Równi eż kaolinizacja może być wy
2
wołana wodami, zawierającymi C0 , pochodzącymi z magmy.
2
Innym pospolitym obj awem wietrzenia krzemianów jest c h l o r y -
t y z a c j a, dzięki której krzemiany żelazowo-magnezowe, jak biotyt,
augit, hornblenda itd., przechodzą w chloryt, będący wodnym krzemia
nem Mg, Fe i Al . W tym wypadku również metale alkaliczne i wapń
przechodzą do roztworu jako węglany, żelazo zaś zwykl e strąca się jako
limonit.
Proces karbonatyzacji powoduj e powstanie węglanów, które, po
zostając w roztworze jako dwuwęglany, mogą oddziaływać rozkładająco
na krzemiany.
Szczególne znaczenie mają węgl any alkaliczne, które, atakując krze
miany, usuwajÄ… z nich i przeprowadzajÄ… do roztworu krzemionkÄ™.
Wi etrzeni e oparte na działalności kwasu węgl owego może być posu
nięte dalej przez obecność substancji humusowej. Przy kaolinizacji nie
rozpuszczalne wodorotlenki żelaza i manganu pozostają na miejscu jako
koloidy. Otóż substancje humusowe mają właściwość tworzenia tzw.
kol oi dów ochronnych, tj. koloidalnych błonek powlekających koloidy
żelaza, i dlatego przeciwdziałają koagulacji ich przez elektrolity. Wodo
rotlenki żelaza barwią produkty wietrzenia kaolinowego na żółtobru-
natne. W razie obecności humusu wodorotlenki te zostają odprowadzone
(np. przeniesione wsiąkającymi wodami w głąb gruntu), wskutek czego
zwietrzelina ulega odbarwieniu ( odżelezieniu").
Odporność minerałów na wietrzenie. Prawie wszystkie pospolitsze
minerały skałotwórcze pod działaniem hydrolizy i kwasu węgl owego
ulegają rozkładowi, wykazuj ą one wszakże znaczne różnice w szybkości
tego procesu. Jedne z nich rozkładają się łatwo, inne dopiero po dłuż
szym czasie. Zależnie od łatwości, z jaką ulegają rozkładowi, można mi
nerały skałotwórcze i akcesoryczne uszeregować następująco, począw
szy od najłatwiej do najtrudniej rozpuszczalnych (najpospolitsze mine
rały skałotwórcze zaznaczono drukiem rozstrzelonym):
1. ka 1 c y t
2. d o l o mi t
3. skaleniowce (nefelin, leucyt, oliwin)
4. pirokseny, amfibole
5. serpentyn, epidot
6. p l a g i o k l a z y bogate w anortyt
46
7. p l a g i o k l a z y ubogie w anortyt
8. o r t o k l a z
9. b i o t y t
10. k wa r c , mu s k o w i t (oba bardzo słabo rozpuszczalne), serycyt
11. apatyt, magnetyt, andaluzyt
12. granaty, cyjanit, staurolit, cyrkon, rutyl, korund, ilmenit.
Minerały wymienione pod 10 12 są minerałami bardzo stałymi
i praktycznie biorąc nie ulegają wietrzeniu. Stąd w zwietrzelinie skał
wielomineralnych mogą pozostać minerały tych trzech ostatnich grup,
natomiast minerały grupy 1 9 najczęściej ulegają zupełnemu rozkła
dowi i w zwietrzelinie nie występują. Z zestawienia widać, że spośród
minerałów skałotwórczych tyl ko kwarc i muskowit mogą trwale zacho
wać się w zwietrzelinie.
4. PRODUKTY WIETRZENIA
Produkty wietrzenia poszczególnych minerałów. Skały składają się
najczęściej z kilku lub kilkunastu minerałów, toteż produkty ich wie
trzenia mogą się składać z różnych substancji, powstałych wskutek wie
trzenia poszczególnych minerałów. Dla zrozumienia składu pozostałości
po zwietrzeniu skał należy zdać sobie sprawę z tego, że w większości
wypadków przy rozkładzie minerałów część substancji minerałów wcho
dzi w skład nowego minerału, część zaś przechodzi do roztworu i zostaje
ze zwietrzeliny odprowadzona.
Kw a r c Si 0 pod wpływem wietrzenia zachowuje się odpornie, nie
2
przeobrażając się w nowy minerał, co naj wyżej w pewnych warunkach
przechodzi częściowo do roztworu jako koloid (najczęściej) lub też jako
kwas krzemowy albo krzemian alkaliczny.
Mu s k o w i t K 0 " 3Al O " 6Si0 " 2H 0 jest drugim odpornym na
2 2 3 2 2
wietrzenie minerałem. Może się on przeobrazić w serycyt.
S k a l e n i e , np. ortoklaz K 0 " A1 0 " 6Si0 , przeobrażają się w mi
2 2 3 2
nerały i łowe; ich krzemionka przechodzi częściowo do roztworu, a sód,
potas lub wapń przechodzą do roztworu jako węglany.
B i o t y t K 0 " 4(Mg, Fe)0 " 2(Al , Fe) 0 " 6Si0 " H O przeobrażając się
2 2 3 2 2
tworzy minerały i łowe, chloryt i limonit. Część j ego krzemionki oraz po
tas i magnez przechodzą do roztworu jako węglany.
A u g i t (krzemian Ca, Mg i Fe z dodatkiem Al ) przy rozkładzie może
dać również chloryt, limonit i węglany, mogące przejść do roztworu.
Ho r n b l e n d a (krzemian Mg, Fe i Ca z dodatkiem OH, Al i Na)
daje analogiczne produkty rozkładu.
O l i w i n (Mg, Fe) Si 0 i pirokseny rombowe (Mg,Fe)Si O przecho
2 4 3
dzą w serpentyn, limonit lub agregaty chlorytowe, w roztwór zaś prze
chodzi część krzemionki, żelaza i magnezu.
Ma g n e t y t Fe 0 przeobraża się w limonit, przy czym niekiedy
3 4
część żelaza może przejść w roztwór j ako węglan.
I l me n i t FeTi 0 daje jako pozostałość tlenki tytanu oraz limonit;
3
tutaj też część żelaza może przejść do roztworu jako węglan.
P i r y t FeS przeobraża się w siarczan żelaza przechodzący w li
2
monit.
47
Skorupa wietrzeniowa. Pospolitym objawem wietrzenia jest zmiana
wyglądu powierzchni skały. Ciemno zabarwione przez organiczne sub
stancje (bituminy, pył węgl owy) skały wskutek oksydacji tracą na po
wierzchni ciemną barwę i stają się jasne lub białe. Odnosi się to do wa-
Ryc. 8. Pierścienie Lieseganga (fot. autor)
Ryc. 9. Struktury komórkowe w piaskowcach ciężkowickich Karpat
(fot. autor)
pieni, łupków, margli, piaskowców itd. Skały zabarwione związkami że
laza dwuwartościowego na czarno, szaro lub zielono wietrzejąc przy
bierają na powierzchni barwy brunatne lub czerwone; obserwować to
można na bazaltach, serpentynach, gabrach itd.
Z reguły zmianom barwy towarzyszą zmiany w wyglądzie po
wierzchni. Staje się ona wskutek wyługowania rozpuszczalnych skład-
48
Ryc. 10. Gołoborze na Szczytniaku. Kwarcyty środkowokambryjskie. Góry Święto
krzyskie (fot. J. Czarnocki)
ników nierówna, chropawa, podziurkowana lub jamista. Towarzyszy te
mu obniżenie się spoistości i twardości skały. Utworzenie się skorupy
wietrzeniowej jest wstępem do dalszego rozpadu skały. Gromadzące się
luzne produkty wietrzenia tworzą płaszcz luznych, zwietrzałych utwo
rów, czyli r e g o l i t.
Na wietrzejącej powierzchni lub w luznych blokach można zauwa
żyć, że wsiąkająca w skałę woda ługuje z niej rozpuszczalne związki
i strąca je w pobliżu powierzchni, wskutek czego tworzą się smugi za
barwione strąconymi substancjami, najczęściej związkami żelaza. W luz
nych blokach smugi t e tworzÄ… tzw. p i e r Å› c i e n i e d y f u z y j n e
(zwane też pierścieniami Lieseganga), tworzące się wskutek tego, że roz
puszczanie i strÄ…canie siÄ™ substancji skutkiem przesycenia odbywa siÄ™
rytmicznie (ryc. 8) i stopniowo posuwa się ku wnętrzu.
Dość częstym obj awem na powierzchni wietrzejących skał są nie
duże zagłębienia uszeregowane sieciowo jak w plastrze miodu. Wyt wo
rzone są te struktury deszczem lub porostami przy współudziale mrozu
i wietrzenia chemicznego. Piaskowce kredowe w Sudetach oraz eoceń-
skie piaskowce ciężkowickie w Karpatach nieraz na powierzchniach
pionowych okazują tego rodzaju s t r u k t u r y k o mó r k o w e (ryc. 9).
Rumosze, pola blokowe, gołoborza. Gdy skały masywne lub grubo-
ławi eowe ulegają wietrzeniu, rozpadają się pod wpływem zmian tempe
ratury lub zamarzania na bloki często wzdłuż pierwotnych płaszczyzn
ciosowych. Tworzą się dzięki temu nagromadzenia gruzu i bloków bądz
49
4 Geologia dynamiczna
na miejscu wietrzenia, bądz też bloki te staczają się przy odpowiednim
spadku po zboczach i gromadzÄ… siÄ™ u podstawy zboczy lub w dolinach.
Przykładem pierwszego wypadku są gołoborza Gór Świętokrzyskich
(ryc. 10), będące nagromadzeniem bl oków na szczytach wzgórz; goło
borza rozwi nęły się przez wietrzenie kwarcytów kambryjskich w wa
runkach peryglacjalnych, kiedy Góry Świętokrzyskie były zewsząd oto
czone lądolodem i wietrzały w klimacie polarnym. Przykładem drugiego
wypadku sÄ… p i a r g i (ryc. 53) i maliniaki" w Tatrach.
Ryc. 11. Powstawanie wietrzenia kulistego (oparte na rysunku Davisa)
Częstokroć bloki mają kształt kulisty. Czasem pochodzi to z tekstury
wietrzejącej skały, gdyż niektóre skały ogniowe, np. diabazy, mają tek
sturę sferoidalną, skały osadowe zaś, jak niektóre wapienie lub pias
kowce, mogą mieć charakter konkrecyjny. Najczęściej jednak kuliste
kształty bl oków są wyni kiem długotrwałego wietrzenia skał pociętych
prostopadłościennym ciosem. W strefie wietrzenia czynniki wietrzenia
działają najenergiczniej wzdłuż przecinających się płaszczyzn cioso
wych (ryc. 11), a działanie ich jest najaktywniejsze na krawędziach i na
rożach bloków, na których schodzi się więcej płaszczyzn, przeto w miarę
postępu wietrzenia bloki stają się coraz bardziej zaokrąglone. W wyso
kich górach, gdzie wietrzeniu towarzyszy obrywanie się i osuwanie blo
ków po stromych zboczach, proces wietrzenia bloku na miejscu zostaje
zazwyczaj przerwany, zanim wyt worzy się postać kulista. Natomiast na
wyżynach proces ten może doprowadzić do nagromadzenia się okrą
głych bl oków skalnych jako produktów wietrzenia (np. na Wołyni u,
a zwłaszcza w Afryce, ryc. 12).
Z kulistym wietrzeniem wiąże się problem powstania zaokrąglonych
skalnych pagórków i wzgórz, które stanowią właściwość obszarów tro-
50
pikalnych ( głowy cukru", np. Głowa Cukru koło Rio de Janeiro). Po
wstanie ich odnosi siÄ™ zwykl e do< termicznej eksfoliacji. Jednak formy
takie powstają głównie w skałach masywnych, zwłaszcza w granitach,
które nawet w głębokości, gdzie zmiany temperatury nie zaznaczają się,
okazują zakrzywione kopulasto płaszczyzny ciosowe. Płaszczyzny te
powstają w związku z odciążeniem granitu wskutek erozji wyższych
warstw. Wi etrzeni e wykorzystuj e zatem płaszczyzny już w skale istnie
jące; ten typ eksfoliacji został nazwany h y p o g e n i c z n y m, gdyż
ma przyczyny wewnętrzne.
Kuliste wietrzenie, jak również powstawanie ,,głów cukru" nie może
być przypisywane tylko termicznej eksfoliacji. Dużą rolę odgrywa tu
też wietrzenie chemiczne, które w rezultacie może pociągać za sobą
Ryc. 12. Wietrzenie kuliste granitu, tworzące góry zwane matopo"
(według L. C. Kinga)
także skutki mechaniczne. Powstające minerały przez powiększanie swej.
objętości w szczelinach i porach nieraz przyczyniają się do rozsadzania
skały i eksfoliacji.
Inną formą wietrzenia są g r z y b y s k a l ne . Jeśli skały są grubo-
ławicowe, pionowo spękane, a mają różną spoistość, zdarzyć się może,
że wzdłuż płaszczyzn spękań pozostanie większy blok w postaci ko
lumny lub słupa, sąsiednie zaś rozsypią się. W takim słupie najsilniej jest
atakowana przez wietrzenie dolna j ego część w pobliżu podstawy, a to
z dwóch powodów. Po pierwsze ściany w pobliżu podstawy są więcej
ocienione, więc wil goć utrzymuje się na nich dłużej i wywołuj e hydraty-
zację; po drugie w dolną część wsiąka przy odpowiedniej porowatości
skały woda kapilarna, toteż dolna część kolumny zawiera w porach wię
cej wody. Wskutek tego zamróz silniej atakuje dolną część słupa. Grzyby
skalne tworzą się najczęściej w granitach i gruboławicowych piaskow
cach, np. w piaskowcu ciężkowickim w Karpatach (Kamienne Miasto
koło Ciężkowic, Prządki koło Krosna).
51
Eluwia. Gdy skała ulega, jak to najczęściej bywa, tego rodzaju wie
trzeniu, że część materiału zostaje odprowadzona do roztworu, a nie
rozpuszczalna część materiału pozostaje na miejscu, powstaje na po
wierzchni utwór rezydualny, noszący nazwę e 1 u w i u m. Zależnie od
charakteru podłoża, może to być gruz, glina, piasek itd. Zdarza się, że
eluwia sÄ… nagromadzeniem gruzu twardszych, nierozpuszczalnych czÄ™
ści. Np. na powierzchniach jurajskich wapieni z krzemieniami tworzyć
się mogą nagromadzenia krzemieni, natomiast wapień został rozpusz
czony i usunięty.
Jeśli wietrzeniu ulega skała zawierająca ziarna minerałów użytecz
nych a nierozpuszczalnych, te ostatnie gromadzÄ… siÄ™ na miejscu wie
trzenia, tworząc z ł o ż e e l u wi a l n e . Przykładem takich złóż są złoża
cyny (kasyterytu) powstające przy wietrzeniu granitów, złoża niektó
rych drogich kamieni, platyny (z wietrzenia skał zasadowych, w których
jest drobno rozsiana) itd.
Najpospolitszym eluwium sÄ… gliny zwietrzelinowe.
Gliny zwietrzelinowe. Większość skał ulega wietrzeniu chemicznemu
równoczesnemu z fizycznym. Produktem takiego wietrzenia jest utwór
gliniasty pomieszany w różnych proporcjach z gruzem. Gdy skały są
podatne na chemiczne wietrzenie, ostatecznym produktem będzie utwór
złożony z nierozpuszczalnych związków, a więc minerałów iłowych,
kwarcu, muskowitu i wodorotlenków żelaza. Utwór taki nosi nazwę
g l i n y . Zależnie od warunków wietrzenia i wyj ściowego materiału
gliny zwietrzelinowe różnią się znacznie między sobą. Wyróżnia się
dwa typy wietrzenia: ilaste lub laterytowe.
Wietrzenie ilaste. W pierwszym przypadku powstają utwory złożone
z wolnej krzemionki, wodorotlenków lub tlenków żelaza oraz uwodnio
nych minerałów złożonych z glinki i krzemionki, zwanych mi ne r a
ł a mi i ł o w y mi . Najważniejszą ich cechą jest zawartość wody oraz
to, że glinka (A1 0 ) jest w nich związana z krzemionką. Głównymi mi
2 3
nerałami i łowymi są:
Illit mAl 0 " nSi 0 " x H 0 " y K 0 " zMgO etc.
2 3 2 2 2
Kaolinit A1 0 " 2Si0 " 2H 0
2 3 2 2
Haloizyt A1 0 " 2Si0 " 4H O
2 3 2 2
Allofanit A1 0 " Si 0 " 5H 0
2 3 2 2
Beidelit Al O " 3Si 0 " Aq
2 3 2
Montmorillonit A1 0 " 4Si 0 " Aq( MgO, CaO)
2 3 2
Nontronit Fe O " 4Si0 " Aq.
2 3 2
Prócz powyższych minerałów istnieje szereg innych o podobnym
składzie, ale jeszcze słabo poznanych. Jeżeli w produktach rozkładu
występują któreś z wymienionych minerałów, mówi my o wietrzeniu
ilastym. Wi etrzeni e ilaste jest czasem określane jako sialitowe" (od
Si + Al ) , gdyż w produktach wietrzenia oprócz glinki występuje też
krzemionka.
W klimacie umiarkowanym powstaje ze skaleni głównie illit; gdy
temperatura jest wyższa a opady obfitsze, głównym produktem wietrze
nia jest kaolinit.
Wietrzenie laterytowe. Innym rodzajem jest wietrzenie, które pro
wadzi do wytwarzania się mieszaniny mniej lub więcej czystych wodoro
tlenków glinu oraz wodorotl enków żelaza (wietrzenie alitowe", gdyż
52
występuje tu Al bez Si). Produkt takiego wietrzenia różni się od pro
duktów wietrzenia ilastego brakiem minerałów, w których glinka jest
związana chemicznie z krzemionką, natomiast mogą w nim występować
minerały glinowe, jak diaspor A1 0 " H 0, bemit Al O " 2H 0 i hydrar-
2 3 2 2 3 2
gilit (gibsyt) A1 0 " 3H 0. Te pozostałości wietrzenia wskazują na to,
2 3 2
że w procesie wietrzenia nastąpiło odszczepienie i rozpuszczenie krze
mionki. Wietrzeni e tego typu zachodzi w warunkach klimatu tropikal
nego lub subtropikalnego.
Załączona niżej tabela wykazuj e najlepiej różnice w składzie pro
duktów obu typów wietrzenia, pochodzących ze skał chemicznie do sie
bie bardzo zbliżonych.
Ta b e l a 5
Wietrzenie laterytowe i ilaste
Z tego porównania wynika, że produkt zwietrzelinowy z dolerytu
w klimacie umiarkowanym nie różni się wi el e od swej skały macierzy
stej; wapno i sód zostały odprowadzone, natomiast ilość krzemionki
i glinki pozostała bez większych zmian. W wietrzeniu typu laterytowego
tylko glinka i żelazo zostały w rezyduum, prócz nich wszystko razem
z krzemionką zostało z rezyduum usunięte.
Gliny zwietrzelinowe sÄ… zasadniczo utworem eluwialnym; ze wzglÄ™
du na rozdrobnienie mogą one być łatwo przenoszone przez wody opa
dowe, które wynoszą z nich najdrobniejsze części i osadzają na zbo
czach, tworząc d e l u wi a . Deluwia są zazwyczaj ściśle z eluwiami
związane; wielokrotnie lateryty i inne gliny zwietrzelinowe są w całości
przemyte wodami deszczowymi i tworzÄ… deluwia stokowe.
Zachowanie się krzemionki, glinki i żelaza w czasie wietrzenia. Dla
zrozumienia różnic między wietrzeniem ilastym a laterytowym należy
zaznajomić się z zachowaniem się tlenków Si, Al i Fe, które, jak wiemy,
trudno albo wcal e nie przechodzą do roztworu, natomiast inne główne
tlenki, jak Na 0, K 0, MgO, CaO zostajÄ… przeniesione do roztworu i od-
2 2
prowadzone z rezyduum zwietrzelinowego. Tlenki Si, Al i Fe majÄ… zdol
ność do szybkiego przechodzenia w roztwór koloidalny, na ogół jednak
53
L
nie przechodzÄ… w roztwory rzeczywiste (molekularne). Dlatego stanowiÄ…
one główne składniki rezyduów zwietrzelinowych.
Powstające przez hydrolizę krzemianu zole krzemionki są nałado
wane ujemnie w alkalicznych i słabo kwaśnych roztworach wodnych.
Nieznaczna część krzemionki może przejść do roztworów rzeczywistych
pod działaniem roztworów alkalicznych.
Jeszcze trudniej rozpuszczalna jest glinka, która przy hydrolizie prze
chodzi szybko w roztwór koloidalny. Ma ona ładunek dodatni i zostaje
strącona przez ujemnie naładowaną krzemionkę. Wskutek wzajemnego
strącania się kol oi dów glinki i krzemionki wszystka glinka i znaczna
część krzemionki pozostają na miejscu, a tylko część krzemionki, która
zwykl e jest w stosunku do glinki w nadmiarze, może zostać przez roz
twory odtransportowana w stanie koloidalnym. Obecność humusowej
substancji, działającej ochronnie, może spowodować, że zole glinki wę
drują dalej lub głębiej od miejsca wietrzenia. Molekularne rozpuszcze
nie glinki zachodzi tylko w obecności silnych kwasów, np. siarkowego,
powstałego z wietrzenia siarczków. W tym przypadku glinka może zo
stać wyługowana z rezyduum zwietrzelinowego.
Żelazo w krzemianach występuj e w postaci dwuwartościowej, ale
podczas wietrzenia utlenia siÄ™ i jako Fe( OH) tworzy koloidalne roz
3
twory, podobnie jak glinka zazwyczaj dodatnio naładowane. Wodorotle
nek żelaza jest głównym barwnikiem gleby i zwietrzałych skał. W umiar
kowanym klimacie zaznacza się on żółtymi lub brunatnymi barwami,
w tropikalnym i subtropikalnym barwami czerwonymi. W przeciwień
stwie do glinki żelazo wchodzi w połączenie z kwasem węgl owym, two
rząc dwuwęglany, które jednak przy dostępie powietrza łatwo utleniają
się i rozpadają z powrotem na wodorotlenek i kwas węgl owy. Żółte za
barwienie piasków (np. plejstoceńskich) pochodzi od strącania się
Fe( OH) z utlenionych dwuwęgl anów żelaza na ujemnie naładowanych
3
ziarenkach kwarcowych. Ni emni ej jednak żelazo może przy współudziale
kwasu węgl owego lub humusu zostać zupełnie usunięte ze zwietrzeliny.
Powstawanie minerałów iłowych. W pierwszym stadium hydrolizy
krzemianu powstają roztwory rzeczywiste, które jednak prędko prze
chodzą w grupy molekularne, czyli koloidy. W ten sposób strącają się
z roztworu koloidy krzemionki, glinki i żelaza. Zanim jednak to nastąpi,
zachodzi stadium, w którym krzemionka i glinka znajdują się w stanie
roztworu rzeczywistego; wtedy możl i we są między nimi reakcje, pro
wadzące do powstania substancji koloidalnych, będących połączeniem
glinki z krzemionką, jak kaolinit i minerały pokrewne; mogą one też
wiązać się z innymi tlenkami, np. żelaza i tworzyć takie minerały jak
nontronit. Okres, w którym krzemionka i glinka są w roztworze rzeczy
wistym, trwa bardzo krótko; przechodzą one rychło w koloidy. Te od
działując na siebie strącają się jako żele glinki i krzemionki. Substancje
koloidalne tego rodzaju ulegajÄ… dalszym przemianom, mianowicie za
warta w nich woda działa rozpuszczająco i strącająco na żele, wskutek
czego mogą one ulec strukturalnym przeobrażeniom, zwanym starze
niem się kol oi dów"; dzięki temu z żel ów glinki i krzemionki powstaje
krystaliczny kaolinit.
Dodać należy, że wzaj emne strącanie się koloidalnej glinki i krze
mionki zależy od stężenia j onów wodorowych. Stwierdzono, że to strą-
54
canie odbywa się w środowisku słabo kwaśnym, natomiast nie zachodzi
w środowiskach silnie kwaśnych i alkalicznych.
Własności adsorpcyjne produktów wietrzenia. Wytworzone przez
wietrzenie żele glinki i krzemionki oraz ich połączenia mają zdolność
adsorpcji kationów z roztworów, przede wszystkim j ednowartościowych
+ + + 2 + 2 +
kationów K , NH , Na i dwuwartościowych Mg i Ca , natomiast
4
- -
aniony należące do tych kationów jak: Cl , SO42-, NO nie są adsorbo-
3
wane, ale dalej pozostają w roztworach. Dwuwartościowe kationy są
trwalej adsorbowane przez koloidy glinki i krzemionki niż kationy jed-
nowartościowe. Jednak żele glinki i krzemionki mają szczególną zdol
ność adsorpcji potasu i amonu i, jeśli już pierwotnie zaadsorbowały
inne kationy (Ca, Mg, lub Na) , to mogą je wymienić na K lub NH , przy
4
czym Na łatwiej ulega wymianie niż Ca lub Mg. Dlatego rezydua zwie
trzelinowe mają wyższy stosunek K : Na aniżeli skały, z których po
wstały. Tym też tłumaczy się, dlaczego w morzu jest więcej sodu niż
potasu, mimo że w skałach skorupy ziemskiej potas istnieje prawie
w takiej samej ilości co sód. Potas został zatrzymany w zwietrzelinie,
natomiast sód dostał się w roztworach do rzek, które zniosły go do mo
rza. Zatrzymany w zwietrzelinie potas jest zużywany przez świat ro
ślinny.
Kaolin. Ten produkt wietrzenia składa się z kaolinitu krystalicznego,
koloidalnych substancji o podobnym składzie mineralnym z domieszką
innych minerałów i łowych oraz z kwarcu. Kaolin tworzy się na skałach
zawierajÄ…cych skalenie lub inne krzemiany zawierajÄ…ce glin, np. horn-
blendÄ™.
Przy tworzeniu się kaolinu z ortoklazu może powstać 46-49% kao
linu. Przy tym przeobrażeniu potas przechodzi do roztworu, jako K C0
2 3
i zostaje odprowadzony. Również usuwane są węgl any sodu i wapnia
powstające z innych skaleni, czasem jednak węgl any powstałe w pro
cesie kaolinizacji mogą zostać osadzone w szczelinach skał; dlatego to
nieraz zwietrzałe skały ogni owe burzą się z kwasami.
Przy powstaniu kaolinu żelazo oraz metale j edno i dwuwartościowe
muszą zostać rozpuszczone i odprowadzone. Czynnikiem, który to usku
tecznia jest C0 . Aby mogły utworzyć się złoża kaolinu, dopływ bez
2
wodnika kwasu węgl owego musi być stały. Przypuszcza się, że obfitym
zródłem, dostarczającym C0 , jest rozkład materii humusowych pod
2
wpływem oksydacji. Ten rozkład odbywa się łatwiej w ciepłym klima
cie aniżeli w chłodnym lub umiarkowanym. Niektóre złoża kaolinu po
wstały prawdopodobnie w związku z trzeciorzędowymi torfowiskami,
rozwiniętymi w ciepłym klimacie. Do takiego typu złóż należą trzecio
rzędowe kaoliny występujące na Dol nym Śląsku. Kaol iny czeskie po
wstały z granitów przykrytych lignitami. Zauważyć należy, że niektóre
złoża kaolinowe powstały nie przez procesy wietrzeniowe, ale pod dzia
łaniem gorących roztworów pochodzenia magmowego, zawierających
C0 (Kornwalia).
2
Bielica i orsztyn. Jeśli w strefie wietrzenia nie ma dostatecznie dużo
C0 ani materii humusowych, utlenione związki żelaza nie zostają roz
2
puszczone, ale jako żele pozostają na miejscu, nadając zwietrzelinie
żółte, rdzawe lub brunatne barwy.
55
Gdy humusu jest w strefie wietrzenia dużo, a brak jest w niej elektro
litów strącających zol e humusowe (np. węglanu wapnia), przy odpo
wiedniej ilości opadów substancje humusowe przechodzą w roztwór
koloidalny. Zol e humusowe, tworząc powłoki koloidalne na zolach
A1 0 , Fe O i Si0 , działają na nie ochronnie, tzn. nie dopuszczają do
2 3 2 3 2
ich wzaj emnego strÄ…cania. Zol e Al O , Fe 0 i Si 0 mogÄ… w takich wa
2 3 2 3 2
runkach, jeśli podłoże jest dostatecznie luzne, wsiąkać w głąb wraz
z opadami. Na pewnej głębokości, zazwyczaj na granicy wód grunto
wych lub nieco wyżej , następuje wskutek akcji elektrolitów zawartych
w podłożu lub w wodzi e gruntowej koagulacja humusu wraz z zawartymi
w nim koloidami glinki, żelaza i krzemionki. Dzięki temu pod wyługo
wanÄ… strefÄ… zwietrzelinowÄ… tworzy siÄ™ strefa wzbogacona w glinkÄ™,
krzemionkę i związki żelaza osadzone wśród ziarn mineralnych. Tę
strefÄ™ wzbogaconÄ… barwy rudej, rdzawej, twardÄ… i scementowanÄ… na
zywa się o r s z t y n e m, leżąca zaś nad nim wyługowana zwietrzelina
lub gleba nosi nazwę b i e l i c y (ros. podzoł nazwa gleb o szaropo-
pi ołowej barwie). Dużych ilości humusu potrzebnych do powstania bie
lic dostarczają główni e borówki (Vaccinium) i wrzosy (Calluna). Bie
lica jest t ypowym eluwium, natomiast orsztyn, do którego zostały wpro
wadzone związki wyługowane z bielicy, stanowi i l u wi u m.
Ta b e l a 6
Skład chemiczny bielicy i orsztynu w %
Z tabeli tej widoczne jest wzbogacenie orsztynu w glinkÄ™, zwiÄ…zki
żelaza i manganu.
Gdy podłoże jest nieprzepuszczalne lub zawiera elektrolity strąca
jące humus już na powierzchni (np. na podłożu wapiennym), humus
strÄ…ca siÄ™ w warstwie powierzchniowej i orsztyn siÄ™ nie tworzy.
Lateryt (łac. later cegła, gdyż z laterytu wyrabia się w Indiach
cegły). Jest to mieszanina wodorotl enków glinu i żelaza ze zmienną ilo
ścią wody. Stosunek żelaza do glinki zależy od skały, z której wietrze
nia powstaje lateryt, zatem na skałach kwaśnych, tzn. bogatych w krze
mionkę i glinokrzemiany, jak granity i dioryty, lateryty składają się
główni e z białych wodorotl enków glinu, natomiast lateryty powstałe ze
zwietrzenia sikał zasadowych, a wi ęc bogatych w związki żelaza i ma
gnezu, jak gabra i bazalty, zawierają duży procent wodorotlenków że
laza; na ultrazasadowych pozbawionych glinokrzemianów skałach, np.
serpentynitach, lateryty złożone są niemal wyłącznie z wodorotlenków
56
żelaza. Wyni ka z tego, że barwa laterytu może mieć różne odcienie od
białej lub białoszarej do czerwonej ; ponieważ jednak wodorotlenki że
laza już w niewielkiej ilości nadają mu czerwoną barwę, lateryt jest
najczęściej czerwony. Lateryt może zawierać mniejsze lub większe ilo
ści krzemionki. Krzemionka ta nie jest jak w kaolinie związana chemicz
nie z glinką, lecz występuj e jako ziarna kwarcu, który nie został jeszcze
całkowicie usunięty ze zwietrzeliny.
Wodorotlenki glinu, tzn. hydrargilit i diaspor, sÄ… krystaliczne; praw
dopodobnie przy tworzeniu siÄ™ sÄ… one poczÄ…tkowo bezpostaciowe, ale
prędko przechodzą w stan krystaliczny. Żelazo występuje w laterytach
Ryc. 13. Rozmieszczenie laterytów i pustyń
1 lateryty, 2 pustynie
w postaci wodzianu, lecz, ponieważ ilość wody związana z nim jest mała,
barwa wodzianu jest czerwona. Naj prawdopodobniej wodzian ten jest
getytem ( Fe 0 H 0) , natomiast wodziany żelaza tworzące się przy ila
2 3 * 2
stym wietrzeniu są limonitem (Fe 0 " 3H 0). Jeśli limonit występuje
2 3 2
w laterycie, stanowi on produkt pózniejszego wietrzenia laterytu.
Lateryt jest utworem ziemistym, twardym, dla wody na ogół nie
przepuszczalnym i w przeciwieństwie do produktów wietrzenia ilastego
nieplastycznym. Wskutek tworzenia się w nim krystalicznych agregatów
ma często strukturę gruzłowatą. Powłoki laterytowe w krajach tropi
kalnych mogą osiągać do 50 m miąższości.
Geograficzne rozprzestrzenienie laterytu jest rozległe. Zajmuje on
wielkie przestrzenie tropikalnej Afryki, Azj i, Australii i Ameryki Połud
niowej (ryc. 13). Górna granica j ego występowania sięga do 2 000 m
n. p. morza. Rozwi ni ęty jest szczególnie dobrze na ogni owych skałach
zasadowych i wapiennych, choć nie brak go także na innych skałach.
Na temat powstania laterytu wypowi edzi ano wi el e hipotez, ale od
samego początku uważano go za produkt wietrzenia w klimacie tropi
kalnym ( Ri c h t h o f e n 1886).
57
Według niektórych poglądów na tworzenie się laterytu wpływa brak
humusowych substancji w glebach tropikalnych (W i e g n e r); humus
nie tworzy się w strefach tropikalnych wskutek dużej ilości deszczów,
które rozpuszczają produkty rozkładu materii organicznej, zanim one
dojdą do stanu humusowego. Humus, jak wiemy, działając ochronnie
na koloidy wodorotl enków Fe i Al , ułatwia przenoszenie się ich w głąb
gruntu; zjawisko to w klimacie tropikalnym nie zachodzi, wskutek czego
wodorotlenki Al i Fe pozostajÄ… w zwietrzelinie. Natomiast inne produkty
wietrzenia wodorotlenki i węgl any alkaliów oraz krzemionka, zostają
wskutek obfitości opadów wyługowane i usunięte ze strefy wietrzenia.
Rozpuszczanie i odprowadzenie krzemionki ze zwietrzeliny jest jed
nym z głównych obj awów wietrzenia laterytowego. Tłumaczy się to
tym, że tropikalne wody gruntowe zawierają wi ęcej C0 dzięki rozkła
2
dowi obfitej w krajach tropikalnych materii roślinnej. W tych warun
kach tworzą się w dużej ilości węgl any alkaliczne. Z drugiej strony silne
parowanie zwiększa stężenie roztworów. Słabe roztwory alkaliczne wę
glanów atakują krzemiany i usuwają z nich krzemionkę.
Według C. F o x a najlepsze warunki dla laterytyzacji istnieją w tych
obszarach tropikalnych, w których następują po sobie okresy suche
i deszczowe; wskutek tego poziom wód gruntowych waha się w szero
kich granicach i wietrzenie może sięgać głębiej w okresie niskiego po
ziomu wód gruntowych. W okresie suchym roztwory w zwietrzelinie,
zawierajÄ…ce substancje rozpuszczone w czasie pory deszczowej a jeszcze
nie odtransportowane wskutek wyparowywania, ulegajÄ… koncentracji
i najtrudniej rozpuszczalne związki, a więc glinka i żelazo, są z powro
tem strącane w strefie wietrzenia. Laterytyzacji sprzyja słabe urzezbie
nie obszaru; spływ wód deszczowych jest wtedy ograniczony i większa
ich część wsiąka w podłoże. Prócz tego dla tworzenia się laterytu ko
rzystne jest, jeśli obszar nie podlega silniejszej erozji, a materiał rezy
dualny może utrzymywać wodę w próżniach przez długie okresy, bo
wi em proces powyższy jest bardzo powol ny i wymaga wielu tysięcy
lat na utworzenie niegrubej warstwy laterytowej. Według B. B. P o 1 y-
n o w a dla utworzenia się warstwy laterytu 1 m grubej, jeśli opady są
odpowiedni o obfite (1500 mm), potrzeba 50 000 lat.
Ważne dla genezy laterytu jest stwierdzenie przez L a c r o i x, że
bardzo często na świeżej skale leżą produkty wietrzenia ilastego przy
kryte laterytem. Może świadczy to o tym, że w pierwszym stadium wie
trzenia tworzą się krzemiany glinu, które pózniej rozszczepiają się na
wodziany glinu i krzemionkę. Według Ha r r a s o w i t z a (1926) w wielu
miejscach obszarów laterytowych pod laterytem, a na świeżej skale
leży strefa zawierająca uwodnione krzemiany glinu, ale znane są profile
tropikalnej strefy wietrzenia, gdzie lateryt l eży wprost na świeżej skale.
Istnieją też przypuszczenia, że stwierdzone pod laterytami kaoliny są
produktem wtórnej sylifikacji laterytu.
Zdaje się, że lateryty mogą się tworzyć wprost ze skał zawierają
cych obficie minerały bogate w glin, a wi ęc przede wszystkim z nefeli-
nowych syenitów i fonolitów, oraz z takich skał, jak gabro, diabaz i ba
zalt. Natomiast na granitach, gnejsach i Å‚upkach tworzÄ… siÄ™ najpierw
gliny złożone z minerałów iłowych, które w pózniejszym stadium prze
obrażają się w lateryt.
58
Lateryt może być uważany za ostateczny produkt długotrwałego pro
cesu wietrzenia opartego przede wszystkim na wietrzeniu chemicznym.
Proces ten zaczyna się zawsze wyługowani em łatwiej rozpuszczalnych
związków, a więc chlorków i siarczanów, potem usunięciem metali alka
licznych i ziem alkalicznych; w następnym stadium zostaje wyługowana
krzemionka. W ten sposób ostatecznym produktem wietrzenia jest mie
szanina wodorotl enków glinu i żelaza, czyli lateryt.
Lateryty tworzą się niewątpliwie w epoce współczesnej i nie ma do
wodów, aby proces laterytyzacji ukończył się, jak sądzą niektórzy, wraz
z okresem plejstoceńskim. Z drugiej strony proces tworzenia się late
rytu jest zjawiskiem długim i powol nym i obserwowane dziś lateryty są
nagromadzeniem z długiego okresu geologicznego, obejmującego plej
stocen a może i trzeciorzęd. Stwierdzono, że na młodych skałach wulka
nicznych laterytyzacja nie postąpiła daleko. Jest też możliwe, że w wielu
obszarach lateryt nie tworzy się już więcej i w całości pochodzi z okresu
plejstoceńskiego; odnosi się to do obszarów porosłych gęstym lasem
tropikalnym, dającym duże ilości humusu. Natomiast w obszarach po
rosłych lasami o charakterze bardziej otwartym (sawanny, busz) lateryt
tworzy się współcześnie.
Terra rossa. Jest to utwór barwy brunatnej lub ceglastoczerwonej,
występujący na wapieniach i dolomitach południowej Europy (Włochy,
Grecja, Jugosławia). Składa się on z nierozpuszczalnych substancji, wy
stępujących w wapieniach, tzn. wodorotl enków glinu i wodorotlenków
żelaza. Terra rossa jest zatem swoistym laterytem rozwiniętym na wa
pieniach.
Powstanie terra rossa tłumaczy się tym, że węgl an wapnia, j ako łat
wiej rozpuszczalny, zostaje wyługowany, a zawarte w nim substancje
ilaste i żelaziste pozostają w zwietrzelinie i wypełniają j amy i kieszenie
powstajÄ…ce na powierzchni wapieni. Terra rossa jest zatem typowym
utworem eluwialnym. Obecność węglanu wapnia w roztworze powoduj e
alkaliczność roztworu, dlatego krzemionka może zostać rozpuszczona
i odprowadzona.
Jednak terra rossa niekoniecznie musiała powstać wskutek wietrze
nia laterytowego. Być może do wapieni w czasie osadzania się ich w mo
rzu dostawały się produkty wietrzenia laterytowego utworzone na są
siednich lÄ…dach. Obecni e wskutek wietrzenia i usuwania wapienia pro
dukty te już w gotowej , laterytowej formie przechodzą do rezyduum po
wapieniach. Terra rossa tworzyła się także w ubiegłych epokach geolo
gicznych. Na wapieniach Jury Szwajcarskiej oraz w Szwabii występują
kieszenie wypełni one przez terra rossa, zawierające konkrecje żelaza
( rudy bobowe"). Ut wory te powstały w starszym trzeciorzędzie w wa
runkach klimatu tropikalnego. W Polsce terra rossa występuje w kilku
miejscach j ako produkt wietrzenia wapieni w dawnych okresach, np.
na Kadzielni pod Kielcami, gdzie wypełnia kieszenie -krasowe wapieni
dewońskich, na triasie śląsko-krakowskim itd.
Boksyty są ściśle związane genetycznie z laterytem. Boksyt jest to
utwór, będący mieszaniną wodzi anów glinu Al 0 " H 0 + A1 0 " 3H 0,
2 3 2 2 3 2
utworzony przez rozkład iłów, glin, wapieni ilastych i skał ogni owych
bogatych w glinkę (np. nefelinowych syenitów). Boksyty, będące waż
nym i niemal j edynym surowcem do produkcji metalu glinu- (aluminium),
59
należy uważać za kopalne lateryty powstałe w ubiegłych epokach geo
logicznych w warunkach klimatu tropikalnego.
W Europie boksyty wieku środkowokredowego występują w połud
niowej Francji (Prowansja, północne stoki Pirenejów; nazwa boksyt"
pochodzi od miejscowości Baux w Prowansji), na Węgrzech (Gant, Las
Bakoński), w górach Biharskich (Rumunia), w Abruzzach, w Grecji itd.;
boksyty, występujące w Jugosławia, są nieco młodsze, górnokredowego
i eoceńskiego wieku. Srodkowokredowe boksyty w południowej i środ
kowej Europie rozwi nęły się na wapieniach triasowych, jurajskich
i dolnokredowych; przykryte są one górną kredą lub eocenem, co do
wodzi ich środkowokredowego lub gómokredowego wieku. W tym okre
sie istniał w południowej Europie ląd, na którym panowały warunki tro
pikalne. Boksyty w Vogel sbergu (Ni emcy) i Antrim (Irlandia) powstały
z wietrzenia bazaltów w miocenie. Złoża boksytów w Tichwinie koło
Leningradu są wieku karbońskiego. Tego samego wieku są złoża bok
sytu w Chinach. Amerykańskie złoża boksytów w Arkansas powstały
przez tropikalne wietrzenie skał nefelinowych, tworzących wysepki
w morzu eoceńskim. Wi dać z tego, że w różnych okresach i różnych
miejscach panowały na ziemi warunki korzystne dla laterytowego wie
trzenia. Boksyty, tak jak lateryt, są utworem eluwialnym, niektóre jed
nak złoża rosyjskie mają być pochodzenia osadowego; glinka i związki
żelaza zostały w tym przypadku wyługowane, przetransportowane i osa
dzone w lagunach.
Skorupy i polewy pustyniowe. W warunkach pustyniowych nie
wielka ilość wody wsiąka w głąb i rozpuszcza nieco substancji, ale
wskutek parowania ulatnia siÄ™ z gruntu, pozostawiajÄ…c na powierzchni
rozpuszczone przez siebie związki, jak wykwi t y chlorków i siarczanów,
tlenki Fe i Mn, krzemionkę, węglan wapnia itd. Te rozpuszczone związki
pozostawione na powierzchni skał przez parującą wodę wyglądają jak
glazura i tworzÄ… rdzawÄ… lub czarnÄ… patynÄ™ ( lakier" pustyniowy). Po
lewa taka chroni skałę od dalszego wietrzenia. Ściany skalne na pu
styni pokrywają się czarną lub rdzawą patyną związków żelaza i man
ganu, a luzne piaski pustyniowe nieraz zostajÄ… scementowane krzemionkÄ….
Wskutek parowania twarzą się nisko, uwodnione tlenki żelaza (getyt),
które też mogą spajać luzne ziarnka piasku. To jest przyczyną, że piaski
pustyniowe często, ale nie zawsze, mają zabarwienie czerwone.
W obszarach półpustynnych o skąpej ilości opadów tworzą się czę
sto skorupy wapienne na powierzchni ziemi, które cementują grunt do
niewielkiej głębokości (około 0,5 m). W Ameryce taki zwapniały grunt
otrzymał nazwę caliche (czyt. kalicze). Powstanie j ego tłumaczy się nie
raz kapilarnym wzniosem wód: wskutek silnego parowania grunt jest
wysuszony i od zwierciadła wód gruntowych woda bardzo drobnymi po
rami i szczelinami, wznosząc się w górę, dociera do powierzchni i tu
parujÄ…c osadza w porach gruntu lub nawet na powierzchni rozpuszczone
związki. Jeśli w podłożu występują skały wapienne, wody wznoszące
się będą przynosiły głównie węglan wapnia, który jest łatwiej rozpusz
czalny od krzemionki. Jednakowoż tłumaczenie powyższe jest trudne
do przyjęcia w wiel u obszarach, a to dlatego, że w obszarach suchych
najczęściej zwierciadło wody gruntowej leży w głębokości nieraz kil
kudziesięciu metrów i nie jest możliwe, by wody kapilarne od tak głę-
60
t
bokiego zwierciadła mogły docierać do powierzchni. Dlatego bardziej
prawdopodobne wydaj e się tłumaczenie zaproponowane przez J. H.
Br e t z a i L. Ho r b e r g a (1949), że caliche powstaje przez na prze
mian działające nasycenie gruntu wodą deszczową i wysychanie. Woda
deszczowa wsiąkając w grunt rozpuszcza węglan wapnia 1 inne związki,
ale nim zdąży wsiąknąć w głąb, parowanie po ul ewi e powoduje, że
strąca w gruncie rozpuszczone związki i częściowo drogą kapilarną
wraca do powierzchni. Jak widzimy, caliche jest utworem iluwialnym.
Caliche i podobne do niego pancerze" i skorupy wapienne wystÄ™
pują w obszarach przej ściowych między pustyniami a stepami. Zostały
opisane z południowo-zachodnich Stanów Zjednoczonych, Meksyku,
ATgentyny, północnej Sahary, Syrii, Palestyny, Iranu, Australii itd.
W wielu przypadkach utwory te już więcej się nie tworzą, lecz są re
liktem ze starszego, bardziej suchego okresu, np. meksykańska odmiana
caliche zwana bariilaco powstała między 5000 a 6000 rokiem p. n. e.
Wpływ klimatu na wietrzenie. Z uwag powyższych jasno wynika, że
sposób i produkty wietrzenia w ogromnej mierze zależą od klimatu. Kli
mat zależy od temperatury, wiatrów, wilgotności powietrza, opadów
itp. Zależnie od tych czynników klimatycznych wyróżni amy na kuli
ziemskiej kilka głównych typów klimatu.
Kl i ma t p o l a r n y panuje główni e w obszarach leżących poza
kołami podbiegunowymi. Na tych obszarach średnia roczna tempera
tury miesiÄ™cy letnich nie osiÄ…ga +10° , a w niektórych częściach przez
caÅ‚y rok temperatura nie przekracza 0° (obszary wiecznych mrozów).
Opady mają tu niemal wyłączni e postać śniegu, który w ciągu lata nie
może się w całości stopić. Roślinności albo brak, albo też jest to roślin
ność prawie bezdrzewna (mchy, porosty, karłowata brzoza 1 wierzba
polarna), jaka porasta tundrę. Podobny klimat panuje w wysokich górach
innych stref klimatycznych.
Kl i ma t u mi a r k o w a n y cechuje większość obszarów, leżących
między zwrotnikami a kołami podbiegunowymi. Średnia roczna tych
obszarów wynosi od 0 do 20°C, opady mogÄ… dochodzić do 150 cm, ale
przeciętnie w tym typie klimatu są niższe. Wyróżni a się w tym typie
dwa podtypy klimatyczne: u mi a r k o w a n y o c e a n i c z n y , panu
jący na obszarach położonych bliżej mórz o temperaturze miesięcy zi
mowych od 5° do +7° , a miesiÄ™cy letnich od +15° do +25° , przy
czym opady występują (rocznie powyżej 50 cm, nieraz powyżej 100 cm)
we wszystkich porach roku; klimat u mi a r k o w a n y l Ä… d o w y pa
nuje w obszarach odległych od mórz, przede wszystkim w Europie
wschodniej, północnej Azj i i Kanadzie. Temperatura miesięcy zi mowych
dochodzi do kilkudziesiÄ™ciu stopni poniżej 0° (Å›rednia temperatura
stycznia 20° w Syberii zachodniej, a w Syberii wschodniej jeszcze
niższa do 50° i niżej w okolicach Wierchoj aÅ„ska), opady na ogół sÄ…
niższe od 50 cm rocznie. Odmianę klimatu umiarkowanego stanowi też
k l i ma t ś r ó d z i e mn o mo r s k i w Europie południowej o ciepłej
i wilgotnej zimie a gorÄ…cym i bezdeszczowym lecie.
Kl i ma t p u s t y n i o w y odznacza się bardzo małą ilością opa
dów (kilka cm rocznie); w obszarach pustynnych leżących w pobliżu
zwrotników temperatura jest bardzo wysoka (np. w górnym Egipcie
przeciÄ™tna temperatura stycznia +15° , temperatura lipca +33° ), a jej
61
amplituda dzienna jest też znaczna. W obszarach pustynnych leżących
powyżej zwrotników, np. w Azj i środkowej , zimy są mrozne (na pustyni
Gobi poniżej 20°), lata natomiast bardzo gorÄ…ce (do +40°). Kl i ma t
s t e p o w y jest przej ściowy między klimatem pustyniowym a umiarko
wanym l ądowym lub umiarkowanym śródziemnomorskim o opadach
skąpych i ześrodkowanych w jednej porze roku (około 20 do 30 cm
rocznie).
Kl i ma t t r o p i k a l n y jest gorÄ…cy i wilgotny. RzÄ…dzÄ… nim: pas
niskich ciśnień, zależny od zenitalnego położenia Słońca, oraz w pew
nej mierze pasaty. Klimat tropikalny panuje na obszarach leżących mię
dzy zwrotnikami. Obszar równi kowy jest dżdżysty cały rok (z nieznacz
nym osłabieniem deszczów w okresach, gdy Słońce nie stoi prostopadle
nad równikiem, tzn. od czerwca do sierpnia i od września do listopada).
Ilość opadów wynosi rocznie od 200 do 400 cm. Temperatura jest tu wy
soka i nie ulega w ciągu roku większym wahaniom; średnia roczna wy
nosi około dwudziestu kilku stopni. Wilgotność powietrza jest bardzo
duża w ciągu całego roku. W obszarach leżących bliżej zwrotników
na przemian następują pory dżdżyste (w okresach, gdy Słońce jest w ze
nicie ponad zwrotnikami) i suche (w okresach, gdy Słońce jest w zeni
cie nad równikiem). W obszarach leżących prawie na samym zwrotniku
istnieje jedna pora dżdżysta i jedna pora sucha w ciągu roku, natomiast
w obszarach bliżej równika, ponieważ słońce jest dwukrotnie nad nimi
w pozycj i zenitalnej (raz w pozornej wędrówce od równika do zwrot
nika, drugi raz od zwrotnika do równika) istnieją dwie pory dżdżyste
i dwi e suche. Temperatury średnie roczne są w strefach zwrotnikowych
nawet nieco wyższe niż w strefie równikowej , opady roczne niższe
(około 100 do 200 cm).
OdmianÄ… klimatu tropikalnego jest k l i ma t mo n s u n o w y bÄ™
dący pod wpływem nie tyle zenitalnego położenia Słońca, ile monsu-
nów, tj. wiatrów zależnych od ciśnień nad wielkimi kontynentami,
przede wszystkim nad kontynentem azjatyckim. Nad lÄ…dem tym gro
madzi się w zimie zimne powietrze, wywołuj ące wysokie ciśnienie ba-
rometryczne, wskutek czego z nad kontynentu w stronÄ™ morza wiejÄ…
zimne monsuny. W lecie natomiast nad silnie ogrzanym kontynentem
powstaje niż barometryczny i wtedy ciepłe i wilgotne monsuny wiej ą
od morza w stronę lądu. W krajach nadmorskich południowej i połud
niowo-wschodniej Azj i (Indie, Indochiny, częściowo południowe Chiny
i Filipiny) zima jest chłodna i sucha, potem następuje okres coraz bar
dziej dżdżysty z największym nasileniem przypadającym na lipiec-sier
pień. Ilość opadów w obszarach klimatu monsunowego jest bardzo wy
soka (150 do 350 cm rocznie), zwłaszcza na stokach gór (Himalajów,
Czerapundżi nawet 1200 cm), na które natrafiają monsuny letnie. Tem
peratura, szczególnie przed przyjściem monsunu letniego, może osiągać
Å›redniÄ… miesiÄ™cznÄ… maja +33°, spada zaÅ› w zimie do Å›redniej grudnia
lub stycznia +18°.
W klimacie polarnym, zimnym i na ogół suchym panuje wietrzenie
mechaniczne (główni e zamróz), prowadząc do dezyntegracji blokowej
i granularnej, natomiast wietrzenie chemiczne prawie nie występuje.
Produktami wietrzenia są nagromadzenia ostrokrawędzistych okruchów,
gl eby poligonalne itd.
62
W klimacie umiarkowanym (chłodnym i wilgotnym) działa zarówno
wietrzenie mechaniczne (zamróz) podczas zimy, a wietrzenie chemiczne
w czasie pory ciepłej , przy czym w miarę wznoszenia się w górę prze
waża wietrzenie mechaniczne. Toteż produkty wietrzenia są różnorodne:
piargi, rumosze, gliny zwietrzelinowe przede wszystkim typu wietrzenia
ilastego. Zwietrzeliny są dość silnie wyługowane z wyjątkiem obsza
rów kontynentalnych, gdzie zwietrzeliny mogą zawierać węglan wapnia.
W klimacie pustyniowym (gorÄ…cym i suchym) wietrzenie mecha
niczne wywołane insolacja wysuwa się na plan pierwszy. Wietrzenie
chemiczne jest słabe, przy czym sole przyniesione wodą kapilarną na
powierzchnię odgrywaj ą główną rolę. Wi el ki e ilości produktów dezyn-
tegracji mechanicznej, pol ewy, skorupy wapienne i wykwi ty solne sÄ…
głównymi produktami wietrzenia w tym klimacie.
W klimacie tropikalnym (gorącym i wilgotnym) rozkład chemiczny
przeważa nad rozpadem mechanicznym. Rozkład krzemianów i usuwa
nie krzemionki jest znacznie dalej posunięte niż w innych strefach.
Głównym produktem są gliny laterytowe.
Gleby. Wszędzie, gdzie nie działają intensywnie czynniki usuwające
produkty wietrzenia, gromadzą się one j ako płaszcz zwietrzelinowy
okrywaj ący skałę. Płaszcz ten wystawi ony bezpośrednio na stałe dzia
łanie atmosfery i przeobrażony wpływem świata organicznego (a zwłasz
cza roślinności) nosi nazwę g l e b y .
W każdym przekroju przecinającym glebę można wyróżni ć od po
wierzchni w dół: 1) warstwę górną mniej lub więcej zwietrzałą, obfitu
jącą w rozpuszczalne i rozłożone składniki i zawierającą drobne frag
menty mineralne oraz substancje humusowe; 2) warstwę środkową,
w której ilość rozpuszczalnych i rozłożonych składników oraz humusu
jest mniejsza, a grubszych ziarn mineralnych jest więcej aniżeli w war
stwie górnej ; 3) podłoże zbudowane ze skały niewiele zmienionej.
W warstwach tych odbywaj Ä… siÄ™ ustawicznie przemiany chemiczne,
polegające na wsiąkaniu wód ługujących warstwę pierwszą i drugą
i przenoszących substancje rozpuszczone w głąb oraz na kapilarnym
podnoszeniu się wód (tak jak w naczyniach włoskowatych), przynoszą
cych ze sobą rozpuszczone sole. Ponadto w glebie działają zwierzęta
w niej żyjące, jak niektóre mrówki, dżdżownice itd. oraz korzenie roślin.
Przenoszenie się drobniutkich cząstek ilastych w glebie zależy od elek
trolitów (soli); gdy jest ich dużo, cząstki ilaste zostają strącone i osa
dzone między ziarnami mineralnymi. Naodwrót, gdy soli w glebie brak,
nie zachodzi strącanie koloidalnych części i drobne cząstki mogą dostać
się głębiej.
W obszarach umiarkowanie wilgotnych, jak Europa środkowa, można
w glebie wyróżni ć od góry ku dołowi cztery pozi omy: 1) powierzchnio
wy z rozkładającą się materią roślinną i świeżo tworzącym się humu
sem; 2) poziom Å‚ugowania, gdzie gleba jest pozbawiona materii humu
sowej i wodorotl enków żelaza; jest to poziom bielicy; 3) poziom osadza
nia, w którym strącają się związki Fe i częściowo Al , przeniesione tu
dzięki ochronnej działalności humusu; jest to poziom orsztynu; 4) pod
łoże skalne, zwykl e nieco rozkruszone w swej górnej części.
W obszarach, w których opady atmosferyczne są niezbyt obfite, ale
wystarczajÄ…ce do rozwoj u wegetacji, substancje humusowe nie zostajÄ…
63
przeprowadzone w roztwór koloidalny i dlatego nie ułatwiają ługowania
gleby. W takich obszarach z wietrzenia skał marglistych, ilastych,
a przede wszystkim lessów, tworzą się czarnoziemy, czyli gleby humu
sowe. Gl eby te ciÄ…gnÄ… siÄ™ szerokim pasem od Podola poprzez UkrainÄ™,
południową Rosj ę i południową Syberię. Podobne gleby tworzą się na
pampasach argentyńskich, na preriach północno-amerykańskich, w pusz
cie węgierskiej itd.
Gdy wskutek rozwoj u roślinności w odpowiednio wilgotnym klima
cie rozwiną się w glebie w dużej ilości kwasy, wapno zostaje wyługo
wane z wierzchniej części gleby. Wt edy stosunek wapnia do tlenków
Fe i Al zmniejsza się. Gl eby takie nazwano p e d a l f e r a mi (skrót
ped al fer = gleba o dużej ilości Al i Fe). Natomiast w obsza
rach uboższych w opady i przez to pokrytych bardziej skąpą szatą
roślinną wapno zostaje zatrzymane w glebie, która nosi wtedy nazwę
p e d o k a l u (skrót ped cal = gleba o dużej ilości Ca). Augowanie
wapnia z gleby ma znaczenie dla przepuszczalności i urodzajności gleby.
Gleba, jak wiemy, składa się w zasadzie głównie z cząstek ilastych, prze
ważnie koloidalnych. Gdy koloidy te zawierają dużo wapnia, nie ulegają
koagulacji nawet mimo wysychania. Gdy wapń zostanie usunięty, ko
loidy Å‚atwiej strÄ…cajÄ… siÄ™ i osiadajÄ…c w porach gleby czyniÄ… jÄ… nieprze
puszczalną, a wskutek tego mniej żyzną. Dlatego na skałach wapien
nych, np. marglach (rędziny) i lessach, tworzą się żyzne gleby.
Jeżeli gleby powstały stosunkowo niedawno, to ich własności zależą
jeszcze zwykl e od podłoża. Do takich gleb należą gleby rozwinięte na
utworach glacjalnych, stosunkowo niedawno utworzonych. K. Gl i n k a
(1914) nazywa takie gleby e n d o d y n a mi c z n y mi . Natomiast gleby
stare, podlegające przez dłuższe okresy podobnym wpływom klimatycz
nym, są od podłoża uniezależnione. Gl eby takie są podobne do siebie,
pomimo że leżą na różnych skałach. W ten sposób dzięki oddziały
waniu klimatu powstają z różnych skał gleby j ednego typu. K. Glinka
nazywa takie gleby e k t o d y n a mi c z n y mi .
Zależność gleb od klimatu. Już z tego, co wyżej zostało powiedziane,
wynika, że sposób i produkt wietrzenia zależy przede wszystkim od kli
matu, a w mniej szym stopniu od materiału skalnego podłoża. Z licznych
czynników składających się na klimat najważniejsze dla wietrzenia są:
ilość opadów, temperatura (przy czym większe znaczenie ma tempera
tura gruntu aniżeli powietrza) oraz parowanie. Mi ędzy tymi czynnikami
istnieje zależność: małe opady w chłodnym klimacie wystarczą, aby
glebę utrzymać w stanie wilgotnym, natomiast w klimacie gorącym przy
silnym parowaniu potrzeba znacznie większych opadów, aby uzyskać
taki sam stopień wilgotności gleby. Im obfitsze są opady, tym intensyw
niejsze jest zwietrzenie skał przy tej samej temperaturze. Natomiast
grubość strefy wietrzenia jest wtedy mała, gdyż przy dużej ilości opa
dów poziom wód gruntowych znajduje się niezbyt głęboko pod po
wierzchnią. W obszarach, w których na przemian następują po sobie
okresy deszczowe i suche, poziom wód gruntowych ulega znacznym wa
haniom i strefa wietrzenia może być miąższa.
Ilość opadów wpływa też na przebieg procesu ługowania i przeno
szenia substancji w glebie. W obszarach o obfitych opadach wody wsiÄ…
kające ługują warstwę górną, a wzbogacają warstwę dolną; w takich
64
warunkach wypłukiwana waTstwa górna ma charakter eluwialny, a dolna
wzbogacona iluwialny. W obszarach suchych procesy Å‚ugowania majÄ…
kierunek przeciwny: opady wsiąkają wprawdzi e w głąb, ale wskutek pa
rowania rychło kapilarnie wracają, przenosząc rozpuszczone substancje
z warstwy dolnej do górnej . Dlatego w strefach suchych gleba iluwialna
leży na glebie eluwialnej, a więc odwrotnie niż w 'klimacie wilgotnym.
Przy tej samej wilgotności duży wpływ na intensywność wietrzenia
chemicznego ma temperatura. Intensywność ta przy średniej rocznej
wynoszÄ…cej +30° jest dwadzieÅ›cia razy wiÄ™ksza od intensywnoÅ›ci wie
trzenia w strefie arktycznej o Å›redniej rocznej mniejszej od 10°.
Według Gl i n k i zależność gleb od klimatu można przedstawić na
stępująco:
1. Gl eby w klimacie bardzo wi l gotnym charakteryzuje ubóstwo sub
stancji humusowych wskutek szybkiego rozkładu materii roślinnej; są
one wyługowane z rozpuszczalnych substancji i złożone z tlenków i wo
dorotlenków Si, Fe i Al . Barwy gleb są czerwone lub żółte zależnie od
tego, czy żelazo jest w formie ubogiej w wodę (getyt), czy bogatej (li
monit). Tu należą gleby laterytowe i terra rossa.
2. Gl eby w klimacie wi l gotnym zawierają humus, który ułatwia łu
gowanie z nich żelaza; stąd gleby te mają barwy jasne, szare. Są to
bielice.
3. Gl eby klimatu miernie wilgotnego zawierają dużo humusu oraz
węglanów i siarczanów, są to więc gleby słabo ługowane. Barwy mają
ciemne, brunatne lub czarne. Należą tu czarnoziemy, czarne gleby
Indii itd.
4. Gl eby klimatu suchego cechuje brak humusu, obecność węgl anów
wapnia i siarczanów, krzemiany w nich nie są rozłożone. Barwy gleb
mogą być od brunatnej do czerwonej . Sole wytworzone przez hydro
lizÄ™ nie odprowadzone przez wody gruntowe pozostajÄ… w glebie i wraz
z wodą opadową i gruntową działają na nią ługująco. W okresach su
chych, gdy parowanie jest intensywne, wody podnoszÄ… siÄ™ kapilarnie
ku powierzchni i wydzielaj ą na niej skorupy i pol ewy, złożone z chlor
ków, siarczanów i węgl anów alkalicznych i ziem alkalicznych oraz
krzemionki, która wskutek obecności węgl anów alkalicznych rozpusz
cza się w większych ilościach.
5. Prócz tych głównych klimatycznych typów gleb wyróżnia się jesz
cze gleby powstałe w warunkach nadmiernej wilgoci (gleby torfiaste).
6. Wreszci e jako ostatnią klimatyczną grupę gleb należy wymienić
gleby utworzone w klimacie zimnym. Główną cechą warunków wietrze
nia w tym klimacie jest" brak hydrolitycznej działalności wody wskutek
niskiej temperatury i brak substancji humusowych. Wietrzenie che
miczne zredukowane jest niemal do zera; działa tu głównie wietrzenie
mechaniczne. Przykładem powol nego wietrzenia chemicznego w zim
nym klimacie są otoczaki pirytu znajdujące się w morenach północnej
Szwecji i Finlandii od wielu tysięcy lat w stanie niezmienionym, co naj
wyżej powl eczone cienką otoczką limonitową. W naszym klimacie pi
ryty leżące na powierzchni rozkładają się bardzo prędko.
W klimacie zimnym tworzÄ… siÄ™ wskutek wietrzenia mechanicznego
masy drobnoziarnistego piasku, który ma skłonność do soliflukcyjnego
spełzywania. Tworzą się tu również często gleby poligonalne.
65
5 Geologia dynamiczna
Ryc. 14. Mapa gleb Europy (według Stremmego i in. zródeł)
W Europie wyróżnia się trzy strefy klimatyczne gleb (ryc. 14):
1. Południowo-europejska strefa gleb czerwonych i żółtych. Są to
gl eby ubogie w humus, a zawierające wodorotlenki żelaza.
2. Środkowo-europejska strefa gleb brunatnych z mierną ilością hu
musu; barwa pochodzi od wodorotlenków żelaza (barwa żółta) i sub
stancji humusowych (barwy ciemne). W strefach bardziej suchych we
wschodniej części obszaru powstają czarnoziemy, jeszcze bardziej su
chych gleby kasztanowo-brunatne.
3. Północno-europejska strefa gleb szarych (bielic). Są to gleby bo
gate w humus, wyługowane i odbarwione przez odprowadzenie związ
ków żelaza.
Strefy te rozciągają się w Europie z południowego zachodu ku pół
nocnemu wschodowi . W Ameryce Północnej analogiczne strefy biegną
z północy bu południowi, a to wskutek zwiększania się wilgotności z za
chodu na wschód.
66
5. WIETRZENIE PODMORSKIE (HALMYROLIZA) ' )
Woda morska działa rozkładająco na minerały, podobnie jak woda
słodka. Zawierać ona może te same związki co woda słodka, a więc tlen,
dwutlenek węgla, substancje organiczne, ponadto zawiera liczne sole,
które mogą proces wietrzenia przyśpieszać lub opózniać. Ni e działają
natomiast na dnie morza zmiany temperatury oraz brak jest kwasów
humusowych.
Woda morska działa przeobrażająco na substancje składane na dnie
morza, ale przeważnie te substancje są produktami wietrzenia lądowego
tak przeobrażonymi, że zwykl e nie ulegają wi ększym zmianom pod
wpływem wody morskiej; natomiast świeże skały, większe ziarna mi
neralne i popioły wulkaniczne ulegają na dnie morza wietrzeniu.
Do wietrzenia podmorskiego przyczyniają się także gromadzące się
na dnie morza resztki organiczne. Rozkładając się zabierają one tlen
z wody morskiej, a wydzielaj ą amoniak, dwutlenek węgla, węglan amo
nowy ( NH ) C0 i siarkowodór. Produkty te działają rozkładająco na
4 2 3
ziarna mineralne. Wi etrzeni e podmorskie zachodzi tylko w obszarach
powolnej sedymentacji. Wszędzi e tam, gdzie osady na dnie morza na
rastają szybko, wietrzenie podmorskie nie ma czasu się rozwinąć. Na
ogół wietrzenie podmorskie jest znacznie słabsze niż wietrzenie na lą
dzie. Ilustruje to najlepiej fakt następujący: wulkan Tamtora (Indone
zja) w r. 1815 wyrzucił ogromne ilości popiołów, które opadły na ląd
i w morze; popi oły na lądzie są już zupełnie rozłożone, natomiast po
pioły pochodzące z tego wybuchu, które dostały się na dno morza, są
niezmienione.
C z e r w o n y i Å‚ g Å‚ Ä™ b i n o w y , zajmujÄ…cy wielkie obszary dna
Oceanu Spokojnego, uważany jest przez niektórych autorów za produkt
podmorskiego wietrzenia. Składa się on z koloidalnego uwodnionego
krzemianu gl i nowego oraz tlenków żelaza i manganu. Zawiera on zeo
lity (filipsyt), które są minerałami powstającymi na dnie morza (uwod
nione krzemiany). Prawdopodobnie jednak część tego iłu pochodzi z za
wiesin przyniesionych z lÄ…du.
Innym utworem podmorskiego wietrzenia sÄ… p a 1 a g o n i t y. SÄ… to
tufy bazaltowe zupełnie przeobrażone w uwodnione krzemiany. Tworze
niu siÄ™ palagonitu towarzyszy odprowadzenie Si0 , CaO i MgO, przy
2
czym dwuwartościowe żelazo i mangan zostają utlenione. Produkt wie
trzenia w stosunku do skały pierwotnej jest wzbogacony w potas, co
świadczy o tym, że produkty wietrzenia mają własności adsorbcyjne,
więc zachowują się podobnie jak zeolity.
Innym produktem podmorskiego wietrzenia jest b e n t o n i t . Jest
to biały lub kremowy utwór, mający własność pobierania wody w ilości
8 razy większej od swej objętości, wskutek czego silnie pęcznieje i staje
się przy tym lepki i plastyczny. Bentonit składa się głównie z i łowego
minerału montmorillonitu, powstającego z wietrzenia szkliwa wulka
nicznego, tufu lub popiołu.
Jednym z najbardziej ważnych i rozpowszechnionych produktów
wietrzenia podmorskiego jest g 1 a u k o n i t. Jest to zielony minerał
1
) Greckie halme morze; działanie rozpuszczające wody morskiej.
67
drobno krystaliczny, występujący często w piaskowcach, łupkach, wa
pieniach lub marglach, a także w niektórych współczesnych osadach
morskich. Pod wzgl ędem chemicznym określa się go zwykl e jako uwod
niony krzemian żelazowo-potasowy (FeKSi O " nH 0) . Współcześnie
2 6 2
występuj e w morzu na głębokościach 82 do 3 500 m, najczęściej na głę
bokości do 1 000 m. Jego powstawaniu sprzyjają względnie płytkie dna,
na których sedymentacja jest powolna i gdzie znajduje się dość dużo
materii organicznej. Ni e tworzy się on w pobliżu ujść rzek, natomiast
tworzy się chętnie tam, gdzie stykają się ze sobą ciepłe i zimne prądy.
Prawdopodobnie warunki sprzyjajÄ…ce tworzeniu siÄ™ glaukonitu muszÄ…
być widocznie takie, aby środowisko nie było zbyt redukcyjne, gdyż
wt edy tworzyłyby się siarczki, ani też silnie utleniające, gdyż sprzyja
łoby to tworzeniu się tlenków żelaza. Korzystne dla powstania glauko
nitu jest sąsiedztwo stromych brzegów, zbudowanych ze skał krysta
licznych, dostarczających okruchów skaleni i mik.
K. Hur r i me l (1931) przypuszcza, że skalenie potasowe i miki ule
gają rozkładowi, wskutek czego tworzy się jakiś koloidalny minerał
i łowy, z którego w przeważnej części zostaje usunięta glinka, tak że
minerał składa się z Fe O i koloidalnej SiO ; z otaczającego mułu lub
2 3 2
z wody morskiej zostaje zaadsorbowany potas i woda. Podrzędnie może
w glaukonicie występować też nieco FeO, CaO i MgO. Minerał w ten
sposób powstały jest żelem, który z biegiem czasu staje się minerałem
krystalicznym.
Według Mu r r a y a i Re n a r d a miejscem powstania glaukonitu
są skorupki otwornic wypełnione mułem i materią organiczną. Siarko
wodór powstały z jej rozkładu zamienia żelazo zawarte w mule w siar
czek. Z siarczku tworzy się kwas siarkowy, który z mułu uwalnia krze
mionkę w stanie koloidalnym; A1 0 zostaje usunięte w roztwór, pozo
2 3
staje Fe 0 i koloidalne Si0 , które adsorbują potas z wody morskiej.
2 3 2
1
Glaukonit istotnie występuje często w skorupkach otwornic, ale z dru-
giej strony jeszcze częściej występuj e t ez żadnego z nimi związku.
Według E. W. Ga l l i h e r a (1935) glaukonit powstaje wprost z bio-
tytu na skutek podmorskiego wietrzenia; według jeszcze innych poglą
dów ( Ta k a h a s h i 1939) odchody ryb i innych zwierząt morskich mogą
ulec przeobrażeniu w glaukonit.
We wszystkich tych tłumaczeniach najtrudniej wyjaśnić jest brak
glinki w glaukonicie lub sposób jej usunięcia.
Według K. S mu l i k o w s k i e g o (1924, 1954) zawiesiny i koloidy,
zniesione z kontynentów do morza i elektrolitami wody morskiej skoa-
gulowane i strÄ…cone w miejscach o odpowiednio silnym falowaniu,
a przez to o powolnej sedymentacji, ulegają przeobrażeniom pod wpły
wem j onów zawartych w wodzi e morskiej. Zawiesiny i koloidy przynie
sione z lądów składają się główni e z illitu, który jest najpospolitszym
minerałem i łowym. Bliżej brzegów zawiesiny te strącają się szybko
i nie mają czasu na reakcje z wodą morską; dalej od brzegu, zwłaszcza
w pobliżu krawędzi szelfów, gdzie sedymentacja jest wolniejsza, zawie
siny illitowe, pozostając dłuższy czas w kontakcie z wodą morską, ule
gają przeobrażeniom, polegaj ącym na wprowadzeniu krzemu, żelaza
i magnezu w miejsce glinu oraz adsorbowaniu potasu z wody morskiej,
wskutek czego illit przeobraża się w folidoid. Im dłużej trwa kontakt
68
z wodą, tzn. im dłużej dzięki falowaniu i brakowi sedymentacji prze
obrażające się zawiesiny pozostają pod wpływem wody morskiej, tym
więcej glinu zostanie usunięte a wi ęcej potasu zaadsorbowane i folidoid
stopniowo przeistoczy się w glaukonit. Glaukonit zawarty w skałach
wietrzeje, przeobrażając się w limonit.
Gdy erozji ulegają ogni owe skały zasadowe, zawierające obficie mi
nerały bogate w żelazo (augit, biotyt, amfibole), okruchy takich skał
ulegają wietrzeniu podmorskiemu i przeobrażają się w s z a mo z y t
(H Fe Al Si O ). Powstanie j ego wymaga środowiska dość silnie reduk
6 3 2 2 1 3
cyjnego, tzn. ubogiego w tlen. Jest też możliwe, że zasadowe lawy pod
morskie pod wpływem wietrzenia podmorskiego dostarczają materiału
do utworzenia się szamozytu, który często występuje w postaci oolitów.
Szamozyty mogły też powstać przez reakcje między miałem wapiennym
a wodą morską, która miała anormalnie wysoką zawartość związków
żelaza. W Polsce szamozyt występuje w rudach jurajskich obszaru czę
stochowskiego.
Innym krzemianem, powstajÄ…cym na drodze podmorskiego wietrze
nia, jest g r e n a l i t (Fe, Mg)(Si O ) " nH 0, będący ważnym składnikiem
3 2 2
niektórych osadowych rud żelaza. Uważa się go za produkt działania
krzemianów alkalicznych na sole dwuwartościowego żelaza, np.
FeS0 + Na Si O = FeSiO + Na S0
4 2 3 3 2 4
FeCl , + Na Si O = FeSi O + 2NaCl
2 3 3
Krzemian sodowy powstaje wskutek rozkładu l aw przez wodę mor
ską lub też dzięki gorącym ekshalacjom wulkanicznym. Chlorek żelaza
może się dostać do wody morskiej również wskutek ekshalacji wulka
nicznych. Osady głębokomorskie zawierają stosunkowo dużo substan
cji promieniotwórczych. Przypuszczalnie akumulacja tych substancji
jest też rezultatem halmyrolizy.
6. WIETRZENIE MINERAAÓW KRUSZCOWYCH
Minerały kruszcowe zachowują się swoiście w procesach wietrzenia. Większa
ich część ulega łatwo rozkładowi i następnie rozpuszczeniu w normalnych warun
kach wietrzenia. Spośród pospolitych minerałów kruszcowych odpornymi na wie
trzenie są tylko złoto, platyna, magnetyt, chromit (FeCr 0 ) i kasyteryt (Sn0 ), wsku
2 4 2
tek czego gromadzą się one w rezyduach eluwialnych lub też w napływach rzecz
nych. Inne minerały kruszcowe ulegają na wychodniach rozkładowi pod wpływem
wody, tlenu i dwutlenku węgla. Najważniejsze minerały kruszcowe są tlenkami,
węglanami i siarczkami.
Tlenki metali są odporniejsze na wietrzenie, węglany bardziej podatne, szcze
gólnie łatwo zaś rozkładają się siarczki. Siarczki miedzi ulegają przeważnie trudniej
rozkładowi niż siarczki cynku i ołowiu.
Wietrzenie odbywa się na powierzchni i w strefie podpowierzchniowej tak głę
boko, jak tlen i inme gazy mogą się dostać wraz z wsiąkającymi opadami. Strefa ta
kończy się, jak wiemy, na zwierciadle wód gruntowych. Ponieważ głównym proce
sem w strefie wietrzenia jest oksydacja, strefę przeobrażeń ponad zwierciadłem
wód gruntowych określa się jako s t r e f ę oks y dac y j ną.
Roztwory powstałe przez wietrzenie minerałów kruszcowych w strefie oksyda
cyjnej gromadzą się w kontakcie z wodą gruntową. Tam powstające przez rozkład
minerałów kruszcowych roztwory wchodzą w reakcje z minerałami jeszcze nieroż-
puszczonymi, dzięki czemu wytrącają się nowe minerały. Tę strefę nazywa się c e-
me nt a c y j nÄ… (ryc. 15).
69
Przeobrażenia te najlepiej zaznaczają się w złożach miedzi. Złoża te najczęściej
składają się z wielu siarczków, a więc miedzionośnego pirytu (FeS2), chalkopirytu
(CuFeS2 ), sfalerytu (ZnS) itd. Pod wpływem wody i powietrza z tych wszystkich
siarczków w strefie oksydacyjnej powstają rozpuszczalne siarczany np.
CuFeS + 40 = FeS0 + CuS04
2 2 4
chalkopiryt
Roztwory siarczanowe wsiąkają w głąb, gdzie natrafiają na nierozłożone jeszcze
siarczki. Przez reakcje z nimi powstają minerały trudniej rozpuszczalne, które strą
cają się i zajmują miejsce rozpuszczonych minerałów. Gdy roztwór siarczanu miedzi
powstały wskutek powyższej reakcji natrafi na chalkopiryt, zajdzie reakcja
CuFeS + CuS0 = 2CuS + FeS04
2 4
kowelin
Powstaje w ten sposób wtórny siarczek miedzi kowelin, który strąca się w stre
fie cementacyjnej.
Siarczan miedzi może reagować również z łatwo rozkładalnym pirytem
5FeS2 + 14CuS04 + 12H20 = 7Cu2S + 5FeS0 + 12H2S04
4
chalkozyn
W tej reakcji strąca się wtórny siarczek miedzi chalkozyn, natomiast piryt
ulega rozkładowi.
Gdy złoże kruszcowe zawiera siarczek cynku, roztwór siarczanu miedzi rów
nież z nim reaguje
ZnS + CuS0 = CuS + ZnS04
4
sfaleryt kowelin
W tym wypadku siarczek cynku ulega rozpuszczeniu jako siarczan, a strÄ…ca siÄ™
siarczek miedzi.
W ten sposób wskutek reakcji powyżej przedstawionych powstają wtórne
siarczki miedzi strącające się w strefie cementacyjnej. W strefie tej będzie wobec
tego więcej siarczków miedzi, niż było ich pierwotnie w tej części złoża, zatem złoże
w strefie cementacyjnej jest wzbo
gacone. Dlatego strefy cementacyj-
ne są szczególnie opłacalne przy
eksploatacji.
Jeśli w złożu kruszcowym był
piryt lufo markasyt, ulega on roz
kładowi i przechodzi w roztwór, np.
2FeS2 + 702 + 2H 0 = 2FeSC4 +
2
+ 2H S0
2 4
Mówiliśmy już poprzednio, ogól
nie omawiając oksydację, że siar
czan żelazawy utlenia się na żela
zowy, ten zaÅ› ulega hydrolizie; dziÄ™
ki temu z roztworu wypada koloi
dalny wodorotlenek żelaza, który
nie może być przeniesiony w głąb
roztworami, ale pozostaje w górnej
części strefy oksydacyjnej. W ten
sposób, gdy złoże kruszcowe składa
Ryc. 15. Wietrzenie żyły kruszcowej
się z różnych siarczków, między in
1 żyła niezwietrzała poniżej zwierciadła wody
nymi też z siarczków żelaza, wszyst
gruntowej, 2 zwierciadło wody gruntowej,
3 strefa cernentacyjna, 4 strefa oksydacyj kie metale zostajÄ… przeprowadzone
na wzbogacona, 5 strefa oksydacyjna, 6
do roztworu i przeniesione w głąb
czapa żelazna
z wyjątkiem żelaza, które pozostaje
w strefie przypowierzchniowej w po
staci wodorotlenku. Wodorotlenek ten, jak wiemy, przeobraża się prędko w limonit.
W ten sposób na złożu kruszcowym miedzi lub innych metali tworzy się na po
wierzchni czapa żelazna. Czapa ta jest nieraz wskazówką do poszukiwań górniczych.
70
Wspomnieliśmy powyżej, że z utlenienia siarczanu żelazawego powstaje siar
czan żelazowy Fe (S0 ) ; związek ten jest silnym czynnikiem rozpuszczającym
2 4 3
i, zanim ulegnie hydrolizie, może rozpuszczać inne minerały. Także kwas siarkowy
powstający przy rozkładzie pirytu lub tworzący się przy hydrolizie siarczanu żela
zowego jest energicznym czynnikiem w strefie oksydacji.
Jeśli w wodzie wsiąkającej w strefę oksydacyjną znajduje się C0 lub gdy
2
w otoczeniu złoża występują wapienie, to tworzą się wtedy węglany miedzi, mala
chit Cu (OH) C0 i azuryt Cu (OH) (C0 ) , które strącają się bądz z limonitem
2 2 3 3 2 3 2
w czapie, bądz nieco niżej w strefie oksydacyjnej.
Dość podobnym przeobrażeniom wskutek wietrzenia ulegają kruszce srebra;
zostają one rozpuszczone w strefie oksydacyjnej i strącają się jako wtórne siarczki
w strefie cementacyjnej.
Natomiast kruszce ołowiu i cynku nie okazują siarczkowego wzbogacenia. Siar
czek ołowiu galenit (PbS) w strefie oksydacyjnej przechodzi w węglan cerusyt
(PbC0 ) i siarczan anglezyt (PbS0 ), które są trudno rozpuszczalne i nie wędrują
3 4
z roztworami, ale pozostajÄ… w strefie oksydacyjnej. Siarczek cynku tworzy w strefie
oksydacyjnej łatwo rozpuszczalny siarczan i trudno rozpuszczalny węglan. Siarczan
cynku łatwo reaguje z węglanem wapnia i w wyniku tej reakcji powstaje wtórny wę
glan cynku smitsonit (ZnC0 )
3
ZnS0 + CaC0 + 2H 0 = ZnC0 + CaS0 " 2H 0
4 3 2 3 4 2
smitsonit gips
Rozpuszczalny gips wędruje z roztworem, a węglan cynku strąca się. Gdy wa
pień zawiera nieco krzemionki, może się utworzyć kalamin (Zn H Si0 ). Smitsonit
2 2 5
i kalamin noszą zwykle nazwę galmanów. Występują one w Krakowskim oraz na
Śląsku, gdzie powstały jako produkt oksydacji sfalerytu. Na wychodniach złóż cynku
tworzą się również czapy żelazne, gdyż siarczkom cynku towarzyszy zwykle mar-
kasyt lub piryt.
Nawet tak odporne na działanie kwasów złoto może w przyrodzie ulegać roz
puszczeniu. Dawniej sądzono, że siarczan żelazowy jest czynnikiem rozpuszczają
cym złoto, ostatnio jednak przypisuje się to działanie rozpuszczające chlorowi po
wstajÄ…cemu in statu nascendi. Chlor ten tworzy siÄ™, gdy chlorek sodu reaguje z kwa
sem siarkowym w obecności tlenku manganu
2NaCl + MnO + 3H S0 = 2Cl + MnS0 + 2NaHS0 + 2H 0
2 2 4 4 4 2
Wolny chlor tworzy ze złotem rozpuszczalny chlorek złota AuCl który wędruje
3,
w roztworze w głąb i strąca się z powrotem jako metal rodzimy w strefie cementa
cyjnej wskutek neutralizacji roztworu przez minerały kruszcowe lub alkaliczne
roztwory zwietrzelinowe albo też po prostu przez reakcję z FeS04
AuCl + 3FeS0 = Au + Fe (SG ) + FeCl3
3 4 2 4 3
Aby powyższe reakcje mogły zajść, konieczna jest obecność soli kamiennej,
tlenku manganu i kwasu siarkowego. Sól kamienna w obszarach o miernych opa
dach gromadzi siÄ™ w gruncie, tlenki manganu pospolite w przyrodzie mogÄ… pocho
dzić z rozkładu krzemianów zasadowych (np. piroksenów), a kwas siarkowy z roz
kładu pirytu, który często towarzyszy złożom złota. W tym przypadku tworzy się
na wychodniach złóż złota czapa żelazna z rozkładu pirytu, która jest ważną wska
zówką dla prospektorów.
Rudy żelaza wietrzeją w limonit, przy czym magnetyt, chromit i hematyt są
odporne na wietrzenie, natomiast syderyt przechodzi Å‚atwo albo wprost, albo za
pośrednictwem dwuwęglanu żelaza w limonit. W pierwszym wypadku reakcje są na
stępujące:
4FeCO3 + 6H 0 + 02 = 4Fe(OH) + 4C0
2 3 2
4Fe(OH) = 2Fe2O3 + 6H 0 = 2Fe 0 " 3H 0 + 3H 0
3 2 2 3 2 2
limonit
W drugim wypadku reakcje są następujące:
FeCO + H 0 + C0 = FeH (CO )
3 2 2 2 3 2
FeH (C0 ) = Fe(OH) + 2C0
2 3 2 2 2
4Fe(OH) + 02 = 2Fe 0 " 3H 0 + H2O
2 2 3 2
limonit
71
LITERATURA ZALECONA
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Wietrzenie chemiczne10 Wietrzenie (konspekt)Baśń o słońcu i wietrzeHymn do Ducha Świętego Powstań, Wietrze Północy (Sykulski)Wietrzenie biologiczneWA248f421 P I 2524 zawodniak wietrzenieJak rozpoznać ospę wietrzną u dzieckaJak rozpoznać ospę wietrzną u dzieckawięcej podobnych podstron