Походження і склад мінеральної частини грунту

Грунт формується на продуктах вивітрювання гірських порід, які є важливим фактором ґрунтоутворення. Для розуміння процесу ґрунтоутворення необхідні чіткі уявлення про склад ґрунтотворних порід і мінералів, а також про процеси перетворення їх на поверхні земної кори.

Мінеральна (тверда) частина грунту зазвичай складає до 90-97% маси грунту, мінералогічний склад грунту найчастіше відображає мінералогічний склад материнської гірської породи, який частково трансформується в процесі ґрунтоутворення.

Перетворення гірських порід на поверхні Землі відбувається в результаті вивітрювання.

Вивітрювання (гіпергенез) – процес механічного руйнування та хімічної зміни гірських порід і мінералів.

При цьому утворюються інші породи і синтезуються нові мінерали. Вивітрювання – це сукупність сладних і різноманітних процесів, кількісних і якісних змін гірських порід, що призводить до формування кори вивітрювання.

Кора вивітрювання – це зовнішні горизонти гірських порід, де протікають процеси вивітрювання, її потужність може бути від декількох сантиметрів до 2-10 м.

Вивітрювання єдиний процес, але для зручності його розуміння виділяють три взаємозв’язані форми: фізичну, хімічну, біологічну.

Фізичне вивітрювання – механічне подрібнення гірських порід і мінералів без зміни їх хімічного складу, під дією фізико-механічних факторів: змін тиску, температури, діяльності води, льоду, вітру тощо.

В результаті фізичного вивітрювання гірська порода набуває нових властивостей, вона пропускає крізь себе повітря, воду і здатна затримувати певну їх кількість. Збільшується загальна поверхня уламків даної породи, що сприяє інтенсифікації хімічних процесів. Хімічний склад породи не змінюється.

Хімічне вивітрювання – процес хімічного руйнування гірських порід і мінералів, що супроводжується утворенням нових мінералів під дією агентів: води, кисню, вуглекислого газу.

Найважливіші фактори хімічного вивітрювання є:

- розчинення у воді мінеральних сполук;

- гідроліз (взаємодія мінералів з водою);

- окиснення-відновлення;

- карбонатизація;

- коагуляція тощо.

Вода – універсальний розчинник на планеті. Розчинення мінералів водою прискорюється з підвищенням температури і насиченням її вуглекислим газом, який підкислює середовище. Цим пояснюється наявність різних кір вивітрювання в різних широтах земної кулі. Руйнування гірських порід у субтропічному і тропічному поясах йде в кілька разів швидше ніж у помірному і полярному. В результаті хімічного вивітрювання змінюється хімічний склад мінералів, руйнується їх кристалічна решітка, порода збагачується вторинними мінералами і набуває таких властивостей як в’язкість, пластичність, вологоємність, вбирна здатність та інших.

Біологічне вивітрювання – механічне руйнування і хімічне перетворення гірських порід під впливом живих організмів і продуктів їх життєдіяльності. В результаті біологічного вивітрювання організми засвоюють з гірської породи необхідні їм для побудови свого тіла мінеральні речовини і акумулюють їх у поверхневому шарі земної кори, що сприяє формуванню грунту. Корені рослин, мікроорганізми виділяють в навколишнє середовище різні кислоти, які руйнують мінерали і посилюють процес вивітрювання. Тварини менше за рослини впливають на ґрунтоутворення, вони руйнують гірську породу механічним шляхом і своїми виділеннями хімічно руйнують їх.

Характер вивітрювання залежить від умов навколишнього середовища та від мінералогічного складу самої породи. Для вивітрювання потрібна енергія, її джерелом є сонячна радіація, ступінь використання якої залежить від атмосферного зволоження. Тому в аридних (сухих) ландшафтах інтенсивність вивітрювання низька, а в гумідних (вологих), особливо тропічних (теплих) різко збільшується.