Formacja durycrustu i trawienniczej warstwy trwałej

Desilikatyzacja i residualna wzbogacenie

Formacja lateritu zaczyna się intensywnym i długotrwałym procesem chemicznej erozji o nazwie desilikatyzacja, podczas którego bogate w tropicalne opady piorunujące przez rodziców skał przepływa przez warstwę topową i stopniowo rozpuszcza najbardziej roztwarzalne składniki. Minerale siarkowodnarne rozkłada się poprzez hidrolyz, relacjonując siarkę i biegunne cationy base, takie jak kalcium, magnes, sod i potas do rozwiązania, a ponieważ tropicalne opady są nie tylko bogate, ale również ciągłe, te rozpuszczone produkty są efektywnie przewodzane po profilu i transportowane w wodzie podziemnej i strumieniach. To, co pozostaje za nimi, to residuum stopniowo ubogie w siarkę i bogate w żelazno i aluminium, ponieważ oksyd i hidroksyd tych dwóch elementów są znacznie mniej roztwarzalne pod warunkami bliskiej neutralności do lekko kwasowej pH typowe dla topowych tropicalnych gleb. Jest to fundamentowo proces równowagi mas: przy każdym usunięciu woluminu równego, stężenie względne żelazna i aluminiowa w residuuum wzrasta, nawet jeśli nie dodaje się nowych żelaza ani aluminiu z zewnątrz. Intensywność desilikatyzacji zależy bardzo od drenażu; gleby górne dobrze drenowane doznają najbardziej intensywnego leczenia, ponieważ woda może swobodnie przepływać przez profil, podczas gdy gleby dolne słabo drenowane mogą utrzymać więcej siarki i rozwijać różne, mniej bogate w żelazno gleby. Czas jest równie ważny jak drenaż, ponieważ desilikatyzacja to proces spadkowy, który zwykle wymaga setek tysięcy do milionów lat stałego klimatu tropicalnego, aby wytworzyć mątkę głęboko erozowana. Stare, tectonicznie stabilne powierzchnie górne w Afryce tropikalnej, Ameryce Południowej i Australii rozwiniły się zatem do jednych z najtwardszych i najbardziej intensywnie desilikatowanych mątek na Ziemi, często rozszerzających się do dziesiątek metrów pod powierzchnią. Stopień osiągniętej desilikatyzacji bezpośrednio kontroluje rodzaj formowanej w końcu durycrustu: stopniowe leczenie skłonnie zasila ferricret, podczas gdy najbardziej ekstremalne i długotrwałe leczenie, szczególnie na rodzicach bogato bogatych w base, jak basalt, może usunąć wystarczającą ilość siarki, pozostawiając residuum dominowane przez hidroksyd aluminiowy, przedskładu bauxitu.

Mobilitaż wapnia i aluminiu podczas cyklu wilgotny-poruszony

Choć wapń i owaliny są zazwyczaj opisane jako niewspustne, nie są one idealnie nieruchome. Ich ograniczona mobilitaż jest kluczowa dla reorganizacji i utwardzenia profilu trawienniczego o czasie. Mobilitaż wapnia jest silnie kontrolowany chemią redoks: podczas wilgotnych warunków, które powstają podczas sezonu deszczowego, zaszkodne formy wapnia mogą być zredukowane do bardziej roztwalanych form ferowyjego, co pozwala im przemieszczać się ze spływającą wodą podziemną. Gdy przyjdzie sezon suchej, a poziom wody opadnie, profil ponownie dostaje się do powietrza i ferowy wapń szybko jest znowu oxidowany do niewspustnych form ferroryjnych i hydroksydów, które przypadają na miejsce jako goethit lub hematyt. Redoks cykl między wilgotnym redukcjonowaniem a suchej oxydacją jest głównym motorem przemieszczania się wapnia w profilu, koncentrując je w określonych warstwach zamiast rozpraszając je równomiernie. Aluminiusz zachowuje się nieco inaczej, ponieważ nie ulega tym samym transformacjom redoks jak wapń; jego mobilitaż jest głównie kontrolowana przez pH, gdzie aluminyjowy hydroksyd jest bardziej roztwalany pod silnie kwasowymi lub silnie baseszczowymi warunkami, a stosunkowo niewspustny blisko neutralnego pH. Fluktuacje wilgotności gleby wpływają również na fluktuacje pH i koncentrację kwasów chelatujących, które podczas okresów deszczowych są wydzielane z rozkładających się materiałów organicznych, a tym samym mogą tymczasowo kompleksować i mobilizować małe ilości aluminiusu i wapnia. Podczas sezonu suchej capillary ruch spowoduje dalszą koncentrację roztworów aluminiusu i wapnia blisko zony fluktuacji poziomu wody, przyciągając rozwiązania w górę podobnie jak evaporation na płaskiach solnych. To często jest miejsce, gdzie powstaje najtrudniejsza, najbardziej wapniowa warstwa profilu. Po wielu cyklach wilgotny-poruszonych, aluminiusz i wapń są efektywnie przesyłane krótkimi odstępami, rozpuszczając się i ponownie przypadając wielokrotnie, przenosząc się powoli ku i koncentrując się w określonej zniekształconej warstwie, która stanie się trawienniczym durycrustem.

Cementacja i utwardzanie durycrustu

Przejście od miękkiej, zazeleniałej gleby do prawdziwego kamiennej warstwy indurowanej (duricrust) jest jednym zdecydowanym i kluczowych kroków, który przekracza proste akumulowanie minerałów oksydacyjnych. Wczesno w trakcie rozwoju profilu, oksyd nadwodniakowy i oksyd aluminiowy istnieją jako rozproszone pigmente, zazeleniałając glebę bez znaczącego uzupełnienia siłowego. Jednak podczas kontynuowania cyklu wilgotny-dry, te oksidy zaczynają krystalizować się w coraz większe i lepiej uporządkowane grzywny minerałów, a najważniejsze, zaczynają spoczywać jako ciągłe cement, napełniające przestrzenie poren między cząsteczkami gleby, zamiast pozostawać jako izolowane pokrywy. Ta napełnianie poren cementem jest tym, co konwertuje miękką, brudną glebę w indurowaną warstwę obciążalną, która może podtrzymywać ciężar pojazdów lub odpowiadać się na atak noża do kopania. Goethyt, oksyd nadwodniakowy jodu, często jest dominującym pierwotnym fazowym cementem, ale z kontynuowanym deszczowaniem i ciepłem może dezawodorować się i krystalizować w hematyt, który jest gęstszy, bardziej krystaliarny i nadaje charakterystyczną głęboką kolor ozdobny wielu dojrzałym profilom lateritu. Gibczyt, główny minerół hydroksyd aluminiowy, cementuje się w podobny sposób i dominuje w najbardziej odsolonych profilach, gdzie aluminiusz został silnie zasiliwany w stosunku do jodu. Wynikająca warstwa indurowana często rozwija się w charakterystyczną teksturę nazywaną pisolitową lub kroplastyczną, w której kuliste, concentrycznie warstwione grzywny rudyku lub aluminiowego kilkamilimetry do centymetrów średnicy są cementowane razem w indurowanym matrycy, przypominając naturalny conglomerat, choć formował się całkowicie poprzez procesy chemiczne zamiast transport sedimentarny. Po pełnym induracji, lateritowa warstwa indurowana staje się niezwykle odporna na dalsze erozję i węglizację, tak bardzo, że często tworzy ochronną pokrywę, która armoryzuje teren pod nią, tworząc płaskotopowe półwyspy nazywane lateritowymi pokrywkami, które mogą istnieć przez miliony lat, nawet gdy lepsza okoliczna terena eroziuje się wokół nich.

Wyrażenie krajobrazu: Caprock, płaskogóry i pisolithy

Po tym, jak lateritowa durycrust się doszła do pełnego zaschłego, wykazuje ogromne i trwale wpływ na otaczający ją krajobraz, głównie dlatego, że erodeje znacznie wolniej niż mniej utwardzone, nieprzetworzone skały lub lośnista warstwa saprolitu, która zazwyczaj leży pod nią. Ta różnica w oporach tworzy jedne z najbardziej poznawalnych form geologicznych związanych z przetwarzaniem tropikalnym: płaskogóry i płaskogórzane mesasy pokryte trwałą, odporną warstwą żelazistą lub aluministyczną, z kamiennymi krawędziami stromymi, często tworzącymi skalne przeszkody, gdzie durycrust ulega podcięciu i mniej odporna warstwa pod nią erodeje. Takie płaskogóry pokryte lateritem są szeroko rozprzestrzenione w Afryce tropikalnej i subtropikalnej, Indiach i Australii, a w wielu regionach zachowują one resztki dawnych, bardzo stabilnych powierzchni lądowych, które mogą być dziesiątkami milionów lat starych. Gdzie caprock zostaje pęknięty lub jego krawędzie się cofają, bloki durycrustu mogą spadać w dół, tworząc warstwę brzytliwą z kamieni żelazistych zwanych lateritowym granulatem lub rurowcem ferricretowym wokół podstawy płaskogóry, która sama może być miejscowo utwardzana do drugiej, niższego poziomu durycrustu. Wewnątrz samego profilu, przejście od trwałej warstwy caprocka do mniej utwardzonej, zasiekanej i w końcu nieprzetworzonej materii macierzystej typowo przechodzi przez zonę pisolitowego granulatu, gdzie kuliste kryształki żelazistego lub aluministycznego o średnicy kilka milimetrów, tworzone przez powtarzające się rozpuszczenie i ponowne przypadek wokół jądra, są spójne do lojalnego. Poniżej zony pisolitowej znajduje się warstwa zasiekana gliny pokazująca odcieni czerwonego, żółtego i białego koloru, odzwierciedlająca niekompletne i przestrzennie zmienne segregację oksidów, a pod nią paliwa, bleached zonę, gdzie większość żelaza została całkowicie usunięta, przed końcem przejścia do przetworzonej, ale poznawalnej materii macierzystej lub saprolitu. Ta pionowa sekwencja, od świeżych skał w górę przez saprolit, zasiekana glina, pisolitowy granulat i trwała warstwa caprocka, często nazywana jest profilu lateritalnego przetwarzania i dostarcza geolodom szczegółowe informacje na temat tego, jak długo i jak intensywnie dana powierzchnia lądowa była wyjazdowana pod wpływem chemicznego przetwarzania tropikalnego.

Ekonomiczna i rolna znaczenie

Durycrust i laterit noszą istotne praktyczne znaczenia przekraczające ich wartość jako geologiczny zjawisko. Najbardziej ekonomicznie ważnym wynikiem intensywnego wężeowania tropikalnego jest bauxyt, główny zegor aluminiumowy, który tworzy się, gdy proces desilicacji toczy się tak daleko, że residuum staje się dominowane przez gibszt i powiązane minerały hydroksydowe aluminiu, a siarka oraz żelazno są w great dealie usunięte lub oddzielone gdzie indziej w profilu. Duże zdeposycja bauxytu w Australii, Gwinei, Jamajce i Brazylii powstała poprzez ten sam proces lateryzacji działający na rosnących aluminium mineralach pod warunkami tropikalnymi stabilnymi i dobrze odwadnianymi przez długie okresy geologiczne. Żelazny laterit, z drugiej strony, był tradycyjnie wydobywany bezpośrednio jako niskokwalifikowany zegor żelaza w niektórych regionach i dawno używany jako materiał budowlany, ponieważ nowoczesnie odsłonięty laterit można podzielić na bloki przy użyciu prostych narzędzi, gdy nadal jest jeszcze dość mokry, a następnie zostawić go do natychmiastowego utwardzenia po zaschnięciu i oksydacji w powietrzu, cecha ta sprawiła, że stały się onemianym kamieniem budowlanym przez wieki na południowym i wschodnim Azji. Z rolniczej perspektywy, jednakże, formacja lateritu jest często dwukrotnie ostrzeżona, ponieważ to samo intensywne leaching koncentrujące się w oxydach żelaza i aluminiu również usuwa substancje niezbędne dla roślin, takie jak fosforan, potas i kalium, pozostawiając wiele gleb latericznych naturalnie bezwładnych i często kwasowych, mimo że występują one w regionach bogatych na deszcz i słońce. Fosforan, w szczególności, może stać się chemicznie związanym z silną wiązaną z oxydami żelaza i aluminiu, co sprawia, że jest niedostępny dla roślin nawet gdy zawartość całkowitej fosforynacji gleby wydaje się wystarczająca. Gdzie warstwa lateryzowanej krywy stoi blisko powierzchni, ona również fizycznie ogranicza wejście korzeni i odwadnianie, co dalej ogranicza produktywność rolną i czasami wymusza na rolnikach opuszczenie inaczej uprawnych terenów. Rozumienie cyklu wilgotnościowo-drobnego i chemii oxydów, który steruje lateryzacją, ma bezpośrednie znaczenie dla zarządzania glebami, eksploracji mineralnej oraz planowania użytkowania ziemi na dużych obszarach świata tropikalnego.

Często zadawane pytania

Wypróbuj na żywo

Wszystko powyżej działa bezpośrednio w Twojej przeglądarce — otwórz Duricrust and Laterite Hardpan Formation i zmieniaj parametry podczas działania. Nic nie jest instalowane ani przesyłane na serwer, cały model działa w jednej karcie.