Temat nr 10

PROCES WZBOGACANIA WÓD W SKŁADNIKI MINERALNE: SKŁAD CHEMICZNY I STRUKTURA MINARAŁÓW, SKŁAD FIZYCZNO - CHEMICZNY GLEBY, PROCESY WIETRZENIA.

1. Procesy wietrzenia:

Wietrzenie - procesem rozpadu i rozkładu skały, którego wynikiem jest zwietrzelina.Jest związany z ruchami powietrza, wód, lodowców, z życiem organicznym i działalnością człowieka, a także z działalnością energii słonecznej. W wyniku wietrzenia dochodzi do rozluźnienia materiału skalnego i w efekcie jego rozdrobnienia.
Tempo wietrzenia zależy od:

• rodzaju skał,

• ilości wody,

• wilgotności powietrza,

• typu klimatu,

• szaty roślinnej.

Wyróżnia się kilka rodzajów wietrzenia:

• mechaniczne,

• chemiczne

• i biologiczne

Mechaniczne wietrzenie (fizyczne) - polega na rozdrabnianiu skały bez zmiany jej składu chemicznego.
Zachodzi pod wpływem:
- nierównomiernego rozszerzania się i kurczenia się minerałów podczas nagrzewania bądź oziębiania skały. Jest to tzw. wietrzenie insolacyjne, będące efektem różnych współczynników rozszerzalności termicznej minerałów, lub wietrzenie eksfoliacyjne, w przypadku skał jednorodnych, gdzie warstwa przypowierzchniowa nagrzewa się szybciej i dochodzi do jej łuszczenia równolegle do powierzchni;
- wody, a szczególnie wilgoci, która wnika w mikroskopowe zluźnienia między kryształami, a następnie bardzo duża cieplna rozszerzalność wody powoduje rozsypywanie się skały na bloki, gruz i ziarna.
- soli, zwłaszcza w klimacie suchym, gdzie parująca woda osadza w szczelinach skalnych sole i tlenki metali, które krystalizując, rozsadzają skały. Proces ten nazywany jest eskudacją.
- mechanicznej działalności roślin (rozrastające się korzenie) i zwierząt (kretów, gryzoni i zwierząt kopytnych).
Wietrzenie chemiczne - polega na zmianie składu mineralnego skały, czyli doprowadza do jej rozkładu, czyli:
- rozpuszczenia (solucji), czyli rozpuszczaniu minerałów pod wpływem wody.
- utlenienia (oksydacji
- uwodnienia (hydratacji), łączenia się niektórych minerałów z wodą.
- uwęglanowienia (karbonatyzacji), polegającego na rozpuszczaniu i wypieraniu przez wodę zawierającą dwutlenek węgla węglanów wapnia, magnezu i żelaza, a także rozkładaniu krzemianów i glinokrzemianów, i przechodzeniu ich w węglany.
 Wietrzenie biologiczne - polega na mechanicznym i chemicznym niszczeniu skał, ponieważ wzrost korzeni powoduje rozszerzanie się szczelin skalnych i pękanie skał, a substancje chemiczne i kwasy organiczne wydzielane przez rośliny, rozpuszczają i rozkładają skały. Również podziemne zwierzęta ryjące przyczyniają się do tego typu wietrzenia. Najszybciej porastają skały glony i porosty, które jako pierwsze wzmagają proces wietrzenia biologicznego.

.

2. Skład fizyczno - chemiczny gleby.

98% składu chemicznego gleby to:

• tlen,

• krzem,

• glin,

• żelazo,

• wapń,

• sód,

• magnez,

• potas,

• wodór.

Pozostałe 2 % to:

• tytan,

• węgiel,

• chlor,

• fosfor,

• siarka,

• mangan.

Skład mechaniczny gleby, skład fizyczny gleby - wyrażona w procentach wagowych zawartość poszczególnych ugrupowań elementarnych cząstek glebowych, określonych na podstawie ich średnic (frakcji granulometrycznych): frakcje grubsze (∅>1 mm), zwane szkieletem glebowym, frakcje drobne (∅<1 mm), czyli części ziemiste.
Na podstawie udziału poszczególnych frakcji wyróżnia się grupy mechaniczne gleb: utwory kamieniste, żwiry, piaski, gliny, utwory pyłowe i iły.

 

3. Skład chemiczny i struktura minerałów.

• Plagioklazy- to szereg minerałów skałotwórczych o składzie mieszanym z grupy skaleni (skalenie sodowo-potasowe).

• Biotyt - K(Mg, Fe)₃(OH, F)₂AlSi₃O₁₀ minerał z gromady krzemianów, tworzy kryształy tabliczkowe i krótkosłupkowe. Występuje w skupieniach zbitych, ziarnistych, blaszkowych i łuskowych. Zawiera domieszki: tytanu, sodu, litu, baru, strontu, cezu, manganu.

• Kalcyt - CaCO₃ minerał z gromady węglanów. Tworzy kryształy izomeryczne, tabliczkowe, słupkowe, igiełkowe.

• gips - CaSO₄*2H₂0, tworzy kryształy o pokroju tabliczkowym, słupkowym, igiełkowym. Niektóre z nich charakteryzują się podłużnym prążkowaniem. Występuje w skupieniach zbitych, ziarnistych, grubokrystalicznych łuskowych, rozetowych, włóknistych i proszkowych.

• anhydryt - CaSO₄ ,układ rombowy.

• fluoryt - CaF₂, sześcienne lub ośmiościenne kryształy.

• karnalit -KCl * MgCl₂*6H₂O, układ rombowy.

• magnezyt - MgCO₃, występuje w skupieniach ziemistych, zbitych, ziarnistych, nerkowatych bądź włóknistych.

• dolomit - CaCO₃* MgCO₃, tworzy kryształy izometryczne (romboedry siodełkowato wygięte do góry), czasami tabliczkowe lub słupkowe. Występuje w skupieniach ziarnistych, zbitych, naskorupień i żyłek.

• magnetyt - Fe₂O₃, tworzy kryształy o pokroju izometrycznym, najczęściej przyjmujące postać ośmiościanu. Występuje w skupieniach ziarnistych, zbitych.

• piryt - FeS₂, tworzy kryształy izometryczne przyjmujące najczęściej postać sześcianów, ośmiościanów, skupienie zbite, ziarniste, skorupkowe, kuliste.

• halkopiryt (chalkopiryt) - CuFeS₂, izometryczny, oktaedry i tetraedry często prążkowane, skupienia ziarniste, zbite, masywne, często tworzy bliźniaki.

• manganit - Mn₂O₃* H₂O, kryształy o pokroju słupkowym, igiełkowym, Występuje w skupieniach ziarnistych, pręcikowych, włóknistych, promienistych.

• bornit - Cu₅FeS₄, kryształ izometryczny o postaci sześcianu, ośmiościanu, bądź ich kombinacji. Występuje w skupieniach zbitych, ziarnistych.

• blenda cynkowa - ZnS, tworzy kryształy izometryczne, często występują zbliźniaczenia oraz charakterystyczne prążki na ścianach kryształów. Występuje w formie skupień zbitych, ziarnistych, pylastych, nerkowatych, naciekowych i skorupowych.

• galena- galenit, błyszcz ołowiu, siarczek ołowiu(II), PbS,

• cynober HgS, tworzy kryształy tabliczkowe, rzadziej słupkowe.

To tylko niektóre minerały, reszta (głównie ich skład chemiczny) znajduje się w „Chemii wody i powietrza” E. Gomółki str.161 -211.