Сфероидальное выветривание — это форма химического выветривания, которая влияет на трещиноватую коренную породу и приводит к образованию концентрических или сферических слоев сильно разложившейся породы внутри выветрелой коренной породы, известной как сапролит . Когда сапролит подвергается физической эрозии, эти концентрические слои отслаиваются (отслаиваются) в виде концентрических оболочек, очень похожих на слои очищенной луковицы. В сапролите сфероидальное выветривание часто создает округлые валуны , известные как стержневые камни или шерстяной мешок , из относительно невыветренной породы. Сфероидальное выветривание также называют выветриванием луковой кожицы, концентрическим выветриванием, сферическим выветриванием или выветриванием шерстяных мешков. [1] [2] [3] [4]
Сфероидальное выветривание является результатом химического выветривания систематически связанных массивных пород, включая гранит , долерит , базальт и осадочные породы, такие как окремненный песчаник . Это происходит в результате химического изменения таких пород по пересекающимся трещинам. Химическое изменение породы приводит к образованию обильных вторичных минералов, таких как каолинит , серицит , серпентин , монтмориллонит и хлорит , и соответствующему увеличению объема измененной породы. Когда трещины в коренной породе образуют трехмерную сеть, они разделяют ее на отдельные блоки, часто в форме грубых кубов или прямоугольных призм, ограниченных этими суставами. Поскольку вода может проникать в коренную породу вдоль этих швов, приповерхностная коренная порода будет изменяться в результате постепенного выветривания внутрь вдоль граней этих блоков. Изменения в результате выветривания коренной породы будут наибольшими по углам каждого блока, затем по краям и, наконец, по граням куба. Различия в скорости выветривания между углами, краями и гранями блока коренной породы приведут к образованию сфероидальных слоев измененной породы, которые окружают неизмененное округлое ядро относительно неизмененной породы размером с валун, известное как стержневой камень или шерстяной мешок . Сфероидальное выветривание часто ошибочно относят исключительно к различным типам физического выветривания. [1] [2] [5]
Часто в результате эрозии были удалены слои измененной породы и других сапролитов, окружающих основные камни, которые образовались в результате сфероидального выветривания. В результате многие основные камни остаются на поверхности земли в виде отдельно стоящих валунов. Часто сфероидальное выветривание, в результате которого образовались эти основные камни и вмещающий сапролит, происходило в доисторическом прошлом в периоды влажного, даже тропического климата. Часто удаление сапролита в результате эрозии и обнажения основных камней в виде отдельно стоящих остаточных валунов, торцов или других форм рельефа происходит много тысяч лет спустя и в совершенно других климатических условиях. [1] [2] [6] [7]
В зависимости от местных условий окружающей среды сфероидальное выветривание блоков коренных пород, определяемое тектонически вызванными швами и трещинами, может привести к образованию заметных и четко выраженных колец Лизеганга внутри этих блоков. Эти блоки обычно состоят из блоков коренных пород ( блоков Лизеганга ), которые по периферии ограничены трещинами и трещинами, а в осадочных породах - плоскостями напластования сверху и снизу. Каждый блок Лизеганга состоит из относительно неизмененного ядра, окруженного концентрическими, чередующимися оболочками бедного железом (промежуточные раковины) и богатого железом («железные» оболочки) состава, составляющих кольца Лизеганга. Эти бедные железом и богатые железом оболочки повторяют конфигурацию внешней формы блока и субпараллельны его сторонам. Богатые и бедные железом оболочки различаются по степени цементации и, как следствие, могут образовывать коробчатые структуры выветривания во время последующей эрозии. Степень развития колец Лизеганга в результате выветривания зависит от расстояния между системами трещин, течения грунтовых вод, местного рельефа, состава коренных пород и мощности пласта. [8]