Сфероидальное выветривание — это форма химического выветривания, которая влияет на трещиноватые коренные породы и приводит к образованию концентрических или сферических слоев сильно разрушенной породы внутри выветренной коренной породы, известной как сапролит . Когда сапролит обнажается в результате физической эрозии, эти концентрические слои отслаиваются (откалываются) в виде концентрических оболочек, очень похожих на слои очищенной луковицы. Внутри сапролита сфероидальное выветривание часто создает округлые валуны , известные как коренные камни или шерстяной мешок , из относительно невыветренной породы. Сфероидальное выветривание также называется выветриванием луковой шелухи, концентрическим выветриванием, сферическим выветриванием или выветриванием шерстяного мешка. [1] [2] [3] [4]
Сфероидальное выветривание является результатом химического выветривания систематически соединенных, массивных пород, включая гранит , долерит , базальт и осадочные породы, такие как окремненный песчаник . Это происходит в результате химического изменения таких пород вдоль пересекающихся швов. Химическое изменение породы приводит к образованию обильных вторичных минералов, таких как каолинит , серицит , серпентин , монтмориллонит и хлорит , и соответствующему увеличению объема измененной породы. Когда швы внутри коренной породы образуют трехмерную сеть, они подразделяют ее на отдельные блоки, часто в форме грубых кубов или прямоугольных призм, которые ограничены этими швами. Поскольку вода может проникать в коренную породу вдоль этих швов, приповерхностная коренная порода будет изменяться выветриванием постепенно внутрь вдоль граней этих блоков. Изменение коренной породы под воздействием выветривания будет наибольшим вдоль углов каждого блока, затем на краях и, наконец, на гранях куба. Различия в скорости выветривания между углами, краями и гранями коренного блока приведут к образованию сфероидальных слоев измененной породы, которые окружают неизмененное округлое ядро размером с валун из относительно неизмененной породы, известное как ядро или шерстяной мешок . Сфероидальное выветривание часто ошибочно приписывалось исключительно различным типам физического выветривания. [1] [2] [5]
Часто эрозия удаляет слои измененной породы и другого сапролита, окружающего коренные камни, которые были созданы сфероидальным выветриванием. Это оставляет много коренных камней в виде отдельно стоящих валунов на поверхности земли. Часто сфероидальное выветривание, которое создало эти коренные камни и окружающий их сапролит, происходило в доисторическом прошлом в периоды влажного, даже тропического климата. Часто удаление сапролита эрозией и обнажение коренных камней в виде отдельно стоящих остаточных валунов, торсов или других форм рельефа происходит много тысяч лет спустя и в совершенно разных климатических условиях. [1] [2] [6] [7]
В зависимости от местных условий окружающей среды сфероидальное выветривание блоков коренных пород, определяемое тектонически вызванными соединениями и трещинами, может привести к образованию заметных и четко определенных колец Лизеганга внутри этих блоков. Эти блоки обычно состоят из блоков коренных пород ( блоков Лизеганга ), которые ограничены по периферии соединениями и трещинами, а в осадочных породах — плоскостями напластования сверху и снизу. Каждый блок Лизеганга состоит из относительно неизмененного ядра, окруженного концентрическими, чередующимися оболочками с бедным железом (промежуточные оболочки) и богатым железом (железные оболочки) составом, которые составляют кольца Лизеганга. Эти бедные железом и богатые железом оболочки следуют конфигурации внешней формы блока и субпараллельны его сторонам. Богатые железом 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, потока грунтовых вод, местного рельефа, состава коренной породы и толщины слоя. [8]