3. ВЪВЕДЕНИЕ
ПРЕДМЕТ ИЗНАЧЕНИЕ НА ПОЧВОЗНАНИЕТО
Агрономическото почвознание е наука и учебна дисциплина, която изучава
почвата, преди всичко като природно образувание и основно средство за
производство в селското стопанство.
Почвата представлява повърхностния рохкав слой от земната кора на
сушата, образуван под действието на много фактори и притежаващ
свойството плодородие.
Плодородието на почвата представлява нейната способност (свойство) да
осигурява всички необходими условия за живота и развитието на растенията и
преди всичко вода и хранителни елементи. Такова свойство притежава само почвата.
Благодарение на плодородието си почвата е важна част от биосферата, в която
са разпространени и се развиват сухоземните живи организми. Тя е незаменима среда и
условие за съществуване на всички сухоземни растения, животни и микроорганизми.
Посредством почвата висшите зелени растения се развиват и синтезират огромно
количество растителна маса, която се използва от растителноядните животни, много
микроорганизми и човека. Без това е невъзможно и развитието на хищните (месоядни)
животни. Основно посредством растителните организми в почвата постоянно се натрупват
и запазват хранителни елементи, необходими за развитието на всяко следващо поколение
живи организми. Следователно почвата е необходима среда изобщо за развитието
на живота върху земната суша. Като важна съставна част на биосферата тя
оказва непрекъснато въздействие върху нейното цялостно развитие.
Освен върху формирането и цялостното развитие на биосферата почвата е
оказвала и оказва съществено влияние и върху формирането на състава и на
другите две сфери на земното кълбо - атмосферата и хидросферата. Доказано е,
че съставът на съвременната земна атмосфера е резултат главно от
развитието на живота преди всичко на земната суша. Всички живи организми
дишат, като поглъщат кислороди отделят въглероден диоксид, а растенията консумират
въглероден диоксид при фотосинтезата и отделят кислород. Така се е стигнало до
определено съдържание на кислороди въглероден диоксид в приземния слой на нашата
атмосфера. Съдържанието на азот в атмосферата, който участвува в синтеза на
белтъчните вещества, също е тясно свързано с живите организми и почвата.
Съставът на съвременната хидросфера (водите на нашата планета) също
е свързан с развитието на почвата. При протичащите в почвата процеси се образуват
и значително количество разтворими соли, които посредством валежите и подвижните
води постъпват в по-големите реки, езера и морета. Ето защо и химичният състав на
речната, езерната и морската вода, както и на утаечните скали, образувани във водните
басейни, е резултат от химичния съставна почвите и протичащите в тях процеси.
Следователно с формирането и развитието на почвата е тясно свързано
цялостното развитие на нашата планета и особено развитието на живота
върху нея.
Благодарение на плодородието си почвата се е превърнала в основно средство за
производство в селското стопанство и днес без нея е невъзможно развитието на
производствената дейност на човешкото общество. Поради това и в бъдеще тя ще
продължи да оказва влияние не само на цялостното развитие на нашата природа, но и на
развитието на нашето общество.
Огромното значение и многостранната роля на почвата в живота на
природата и на човешкото общество е довела до обособяването на
почвознанието като самостоятелна наука и научна дисциплина в земеделските
средни и висши училища. Най-общата задача на почвознанието е, на базата на
научните знания за почвите, да осигури най-рационалното им използване и
тяхното опазване, с оглед максимално повишаване добивите от всички земеделски
култури и увеличаване продуктивността на животновъдството.
3
4. СЪДЪРЖАНИЕ И МЕТОДИ НА ПОЧВОЗНАНИЕТО
Основното съдържание на почвознанието като учебна дисциплина обхваща
изясняването на въпросите около образуването и развитието на почвите, в това число и на
почвеното плодородие; съставът и свойствата на почвите и влиянието им върху
плодородието им; закономерностите в разпространението на почвите по земната
повърхност; начините и методите за създаване и поддържане на условия за максимално
плодородие; методите и начините за изследване на почвите; класификацията на почвите;
охраната на почвите отразрушаване и замърсяване и др.
За решаване на своите изследователски задачи почвознанието използва
разработени свои специфични методи, но използва иметоди разработени отредица други
науки и дисциплини - геологията, географията, биологията, химията, агрохимията,
физиката, математиката, математическата статистика и др.
Разглежданите въпроси в почвознанието условно могат да се групират в три раздела -
образуване, развитие и състав на почвите, свойства на почвите и почвите в България.
ИСТОРИЧЕСКО РАЗВИТИЕ НА ПОЧВОЗНАНИЕТО
Първите познания за почвите са придобити от човека по емпиричен път още от
дълбока древност, когато той започнал да ги използва. Тези познания са се предавали
устно от поколение на поколение. Първите писmени сведения за почвите се срещат в
съчиненията на древните философи и писатели на Гърция, Рим и Китай (Аристотел,
Теофраст, Магон, Тит Лукреций, Катон, Вергилий и др.).
По време на феодализма (Средновековието), поради феодалната собственост на
земята, интересът към почвата е малък и знанията за почвата не само, че не се
увеличават, но и част от натрупаните вече се забравят.
През втората половина на деветнадесети век, сразпадане на феодалното общество
и развитието на капиталистическото общество, интересът към почвата силно нараства. По
това време започва развитието на индустрията и международната търговия. Появява се
нужда от по-голямо количество селскостопанска продукция, необходима като суровина за
индустрията и стока за международната търговия. Необходимо било да се отговори на
въпроса от какво зависи почвеното плодородие и как може да се увеличи добивът от
земеделските култури. Затова редица учени по това време се насочват към изследване на
почвите. Така започват да се натрупват нови знания за почвите и почвознанието се
обособява като самостоятелна наука. Почвознанието възниква едновременно в Европа в
два центъра - Германия и Русия.
В Германия, а оттам и в Западна Европа, тогава почвата се възприема като мъртво
природно тяло (продукт от изветряването на скалите), където растенията могат да се
закрепват. Поради това изучаването на почвите се предоставя на геолозите, а новата
наука за почвите се нарича агрогеология. Това направление в развитието на
почвознанието по-късно става известно като агрогеологично направление. Главни
представители на това направление в Германия по това време са известните немски учени
Фалу, Рихтхофен и някои други.
Едновременно с това направление в Германия се оформя и малко по-друго схващане
за почвата - че тя е мъртво тяло, но в нея се натрупват и като в склад се съхраняват
необходимите хранителни елементи. Това схващане се поддържа от видните немски учени
А. Теер и Ю. Либих. На тази база се заражда съвременната агрохимия. Това направление
тогава става известно като агрокултурхимическо направление в почвознанието.
В Русия новата наука за почвите се оформя под влияние на проф. В. В. Докучаев,
който достига до различни изводи от агрогеолозите. Той утвърждава схващането, че
почвата не е мъртво тяло (само геологичен продукт), а и специфичен жив организъм, който
се заражда и развива по свои закони. Поради това почвата е самостоятелно природно
тяло, което се образува под влияние на сложно взаимодействащи си редица фактори и
условия - почвообразуващи скали, живи организми, климат, релеф, време (възраст на
територията). Почвата се разглежда като естествено-историческо тяло, зараждащо се и
развиващо се под влияние на специфични процеси, разкриването на които изяснява
произхода (генезиса) на почвите. Това направление в развитието на почвознанието получи
4
5. названието естествено-историческо или генетическо почвознание. В основата на
съвременното почвознание е залегнало именно генетичното направление в
почвознанието. To продължава да се развива и днес. В по-нататъшното развитие на
съвременното почвознание голям принос имат много видни учени от много страни,
обединени в Международното почвоведско дружество, което сега работи в тясна връзка с
международната организация по прехрана и земеделие - FAO.
В България почвознанието се оформя официално като самостоятелна наука през
1911година, когато към Земеделската опитна станция в София се открива агрогеологична
(почвена) секция. Инициатор за откриването на тази секция и първи неин ръководител е
българският учен Никола Пушкаров, поради което той има най-големи заслуги за
първоначалното развитие на почвознанието у нас. Като учебна дисциплина в Агрономо
лесовъдния факултет в София почвознанието се изучава от 1924 година. Първи и
дългогодишен преподавател по почвознание е проф. Иван Странски, на когото
принадлежи и главната заслуга за утвърждаването на почвознанието като учебна
дисциплина в нашето висше образование. Той написа и първия наш учебник по
почвознание. За съвременното развитие на почвознанието като учебна дисциплина
определени заслуги имат и професорите В. Койнов, Г. Гюров, Б. Колчева, Т. Тотев (за
агрономическото почвознание), П. Боянов, М. Пенков (за мелиоративното почвознание),
В. Донов (за горското почвознание), М. Пенков, Ив. Атанасов (за тропичното почвознание).
Сега преподаването на почвознанието в нашите висши учебни заведения е на високо
научно равнище.
През последния половин век българското почвознание постигна забележителни
успехи в научните изследвания на почвите. Бяха проведени задълбочени проучвания и
съставени едромащабни почвени карти на всички полски райони, на базата на които се
осъвременяват и агрохимичните изследвания, направена ебонитировъчна и икономическа
оценка на най-широко разпространените почви у нас, с оглед отглеждане на основните
земеделски култури, разработен е и бе внедрен кадастър на земеделските земи.
Извършено е мелиоративно проучване на земите, подлежащи на напояване, проучени са
ерозираните земи, замърсените с различни вещества почви, както и всички други слабо
продуктивни почви. Извършени са и редица специфични почвени проучвания. Натрупаните
огромно количество научни данни за нашите почви трябва най-рационално да се
използват като солидна основа за развитието на земеделското производство у нас при
новите условия.
5
6. ЧАСТ ПЪРВА
ОБРАЗУВАНЕ, РАЗВИТИЕ И СЪСТАВ НАПОЧВИТЕ
ОБРАЗУВАНЕ НА ПОЧВИТЕ
Изходни материализа образуване на почвите
Първични и основни източници на материализа образуване на почвите са масивните
скали, от които е изградена земната кора. Приема се, че нашата планета Земя в своето
развитие е минала през фаза на нажежено небесно тяло - светеща звезда. След това е
започнало изстиване на Земята и втвърдяване на огнетечната земна маса - магмата. Тези
твърди каменни образувания, получени от изстиването на кристализиращата магма, са
наречени първични или магмени скали. И сега в недрата на Земята има разтопена
огнетечна земна маса - магма и от нея продължават да се образуват магмени скали. При
изстиване на магмата почти всички химични съединения (и елементи) от които е съставена
тя изкристализират, като кристалите имат различна форма и големина. Тези
новообразувания главно под форма на кристали, които изграждат магмените скали, се
наричат минерали.
В зависимост от мястото на изстиване и втвърдяване на магмата, магмените скали
биват два вида: интрузивни (плутонични), които се образуват от изстиване и
втвърдяване на магмата вътре в земната кора и вулканични (ефузивни), които се
образуват от магмата, която пробива земната кора под форма на вулкани и се разлива
върху земната повърхност под форма на лава.
По-късно първичните (магмените) скали се подлагат на промени - механично
разрушаване, химични промени или метаморфоза и от тях се образуват нови скали, които
условно могат да бъдат наречени вторични. Такива са утаените (седиментните) скали,
получени от разрушаването и промените на първичните (магмените) скали и повторно
натрупване (утаяване) на друго място на продуктите от разрушаването (предимно във
водните басейни) и метаморфните скали, получени от първичните (магмени) скали или
утаечни скали при повторен контакт с магмата, вследствие на което под влияние на
високата температура и голямото налягане, те се променят (метаморфозират).
Ясно е, че като първичен източник на материали за образуване на почвите преди
всичко са първичните (магмените) скали и по-конкретно първичните минерали, които ги
изграждат. Разбира се, след това в почвообразуването участвуват и материалите и
минералите, които влизат в състава и на утаените скали.
Основни първични минерализа почвообразуването
Всички основни първични минерали, които участвуват в изграждането на скалите, се
срещат под форма на кристали. Кристалите са правилни геометричнитела с характерни и
правилно подредени геометрични елементи - стени, ребра, ръбове и върхове. Те имат и
определена симетричност - правилното повторение на техните ограничителни елементи -
стени, ребра и върхове, при завъртане около вертикалната ос на кристала. Степента на
симетричност на кристалите се определя от характера и броя на елементите на симетрия -
осна симетрия, равнина на симетрия и център на симетрия. Възможни са 32 комбинации
от елементите на симетрия при различните кристали, които се наричат класове или видове
симетрия. В зависимост от степента на сложност на симетрия, всички класове на симетрия
се групират в седем групи или сингонии: триклинна, моноклинна, ромбична, тригонална,
тетрагонална, хексагонална и кубична. В зависимост от структурата на минерала -
неговата кристална решетка, на определени минерали са свойствени типични за тях
кристални форми.
Минералите, като природнитела имат и определени физични свойства, по които се
отличават едни от други. Главните свойства са: относителна (масова) плътност
(относително тегло), твърдост, цепителност, лом, цвят, прозрачности блясък.
От химична гледна точка първичните минерали най-често представляват съединения
(соли на различни киселини или оксиди на някои елементи). Най-широко в скалите са
6
7. разпространени силикатните минерали - сложни силикати или алумосиликати и прости
силикати.
Алумосиликатните минерали са соли на алумосилициевата киселина (HAlSiО3O8)
средица базични елементи (K, Na, Ca, Mg, Fe и др.)
Простите силикати са соли на силициевите киселини (метасилициева - H2SiО3,
ортосилициева - H4SiО4 и триортосилициева H4Si3О8) с някои базични елементи (Ca, Mg, Fe
и др.).
От съединенията, представляващи оксиди, най-широко разпространен е кварцът -
SiО2.
Алумосиликатните минерали, в зависимост от характера на цепителността им, се
разделят на две групи: пластинковидни (плочковидни) или фелдшпати, които имат
добре изразена цепителност в две направления и се разделят на пластинковидни
(плочковидни) парчета и листовидни или слюди, които имат добре изразена
цепителност само в една посока и се разделят на листовидни или люспести парчета.
Алумосиликатните минерали заемат около 60% от скалната маса на магмените скали.
Фелдшпати. В зависимост от ъгъла, който сключват двете посоки на цепителност,
тези минерали се разделят на две подгрупи - ортоклази и плагиоклази.
Ортоклази. Главни представители на тази група минерали са обикновен ортоклаз,
характерен за магмените скали и санидин и микроклин, характерни за младовулканските
скали. Те са калиеви алумосиликати, чийто типичен представител е обикновеният
ортоклаз. (КАLSi3O8)
Ортоклазът се характеризира с кристали имащи форма на къси четиристенни
призмички, които се отнасят към моноклинната сингония. В скалите най-често кристалите
имат форма на неправилни зърна. Минералът има голяма твърдост (6), стъклен блясък,
бял, розов или сив цвят, съвършена цепителност в две посоки, сключващи прав ъгъл, като
се разпада на паралелепипедни (плочковидни) парчета, има относителна плътност 2.6.
Плагиоклази. Те са поредица от шест минерала, двата крайни члена, на която са
албитът (натриев плагиоклаз - NaAlSi3O8) и аноритът (калциев плагиоклаз -
CaAl2Si2O8). Между тях се намират минералите олигоклаз, андезин, лабрадор и
битовнит, които представляват изоморфна сmес (твърдразтвор) от албити анорит, като
по реда на изброяването участието на анорита се увеличава - т.е. тези минерали са
натриево-калциеви плагиоклази. Тези, в които преобладава албитът, се наричат кисели
плагиоклази, а тези, в които преобладава аноритът-базични плагиоклази. Плагиоклазите
се срещат предимно в неутралните и базичните магмени скали. Типичните им кристали
имат форма на къси плочковидни призмички, спадат към триклинната сингония, имат
голяма твърдост (6), стъклен блясък, бял (понякога розов или зеленикав) цвят и
съвършена цепителност в две посоки, сключващи кос (остър) ъгъл (86°30').
Слюди. От тази група минерали в скалите се срещат главно два вида слюди - бяла
или мусковитичерна или биотит. Общо заемат около 4% от масата на магмените скали.
Мусковитът представлява калиева слюда (K2О.3Al2О3.6SiО2.2H2О или
2KAl3Si3O10(OH)2. Кристалите му имат форма на фини пластинки - листенца илюспи. Те са
безцветни, прозрачни, но понякога могат да бъдат и жълтениково оцветени, отнасят се към
моноклинната сингония, имат стъклен до седефен блясък, съвършена цепителност само в
една посока и се отделят като финилистенца илюспи с малка плътност 2.5-3.0.
Биотитът представлява калиево-магнезиева слюда, съдържаща и желязо
(K(Mg.Fe2+)3(AlSi3O10).(OH)2. Кристалите му имат форма на фини плочки, листенца илюспи
и се отнасят към моноклинната сингония. Имат също стъклен до седефен блясък, кафяво
черен цвят, съвършена цепителност само в една посока, прозрачни са само на тънки
пластинки, с относителна плътност 2.7-3.2 и малка твърдост - 2.5-3.0.
Към простите силикати по-широко са разпространени три групи минерали -
амфиболи, пироксени и оливини. Общо те заемат около 20% от магмените и магмено
метаморфните скали.
Амфиболите имат сложен химичен състав. Те са калциево-магнезиево-железни
метасиликати - Ca(MgFe).SiО3. Типичен представител на тази група е обикновеният
амфибол, известен още като рогова бленда. Типичните кристали на амфибола имат
форма на удължени (игловидни) призмички и се отнасят към моноклинната сингония.
Обикновено имат тъмнозелен до черен цвят, мастен, а на плоскостите копринен блясък,
7
8. съвършена цепителност в две посоки, които сключват тъпъгъл (124°), сравнително голяма
твърдост (5.5-6.0) и висока относителна плътност (3.1-3.4).
Пироксените са сходни самфибиолите - калциево-магнезиево-железни силикати,
но съдържащи и алуминий. Главен техен представител е минералът авгит -
Ca(FeMgAl).(SiAl)206. Авгитът кристализира под форма на къси призматични зърна, чийто
кристали се отнасят към моноклинната сингония, имат стъклен блясък, черен до зелено
черен цвят, неравен лом, средна цепителност в две посоки, сключващи прав ъгъл,
сравнително голяма твърдост (5.0-6.0) и висока относителна плътност (3.1-3.5 g/cm3).
Оливините представляват магнезиево-железни ортосиликати - (MgFe)2SiО4. Te
подобно на плагиоклазите са цяла поредица от минерали и са изоморфна сmес (твърд
разтвор) от два минерала - форстерит (Mg2SiО4) и фаялит (Fe2SiО4). Типичен
представител на тази група е минералът оливин или известен още като перидот.
Кристалите му имат форма на дребни плочки и се отнасят към ромбичната сингония, имат
стъклен блясък и неравен лом, жълтозелен (оливенозелен) цвят, нямат изразена
цепителност, имат голяма твърдост (6.5-7.0) и висока относителна плътност (3.0-3.5 g/cm3).
От оксидите най-широко разпространение има кварцът (SiО2). Той заема около
12% от масата на магмените скали. Типичните кристали на кварца имат форма на призми
с пирамидални върхове, често дълги до 4-5cm, които се отнасят към тригоналната и
хексагоналната сингония, имат стъклен блясък и мидест лом, цветът им е бял (млечен),
опушен, розов или са безцветни (прозрачни), имат голяма твърдост (7), нямат цепителност
и имат сравнително висока относителна плътност (2.5-2.8).
Строеж на първичните минерали. Първичните минерали и като цяло скалите, които
те изграждат, след като се появят на земната повърхност, започват да се променят
(изветряват). Получените продукти от изветрянето служат като материали за
почвообразуването. Насоката и характерът на промените на първичните минерали и
получените от тях продукти, върху които по-нататък се образуват почвите, много зависят
от строежа на тези минерали.
Първичните минерали са сходни по това, че тяхната кристална решетка се изгражда
от три основни структурни единици: силициево-кислородни тетраедри (SiО4)4-, алумо
кислородни тетраедри (АlO4)5- и алумо-хидроксидни октаедри [Аl(ОН)6]3-, които по
различен начин се свързват в кристалната решетка на отделните минерали. В зависимост
от начина на свързване на тетраедрите помежду си (а и с октаедрите), се различават пет
типа тетраедрени структури, които съответстват и на типовете кристални решетки на
отделните минерали: островна, верижна, лентовидна, листовидна и пространствена
(скелетна).
При островния тип кристална решетка силициево-кислородните тетраедри са
изолирани поотделно или на групи от няколко тетраедъра - 2, 3, 4, 6, 9 и 12. Тук в
тетраедъра малкият силициев йон е обкръжен от четири големи кислородни йона
(разположени тетраедрично), които компенсират положителните заряди на силициевия
катион. Но в случая на четирите положителни заряда на силициевия катион се падат осем
отрицателни заряда от кислородните йони, т.е. явяват се много свободни отрицателни
заряди, които се компенсират чрез привличане на други катиони и така тетраедърът или
групата тетраедри се оказват изолирани едни от други, т.е. отделните тетраедри или група
тетраедри се свързват едни с други в кристална решетка посредством други катиони. Tози
тип кристална решетка е характерна за оливиновите минерали. Тук силициево
кислородните тетраедри се свързват помежду си посредством магнезиеви и железни
катиони.
При верижния тип кристална решетка отделните тетраедри се свързват един с
друг посредством единия си връх (чрез кислородни йони - кислородни мостове) и могат да
образуват безкрайно дълга верига. Кристалната решетка се изгражда, като отделните
вериги се свързват помежду си чрез определени катиони. Този тип кристални решетки е
характерен за пироксеновите минерали - авгита, където в решетката веригите се
свързват главно посредством калциевите катиони.
При лентовидния тип кристална решетка тетраедрите на две вериги се
свързват здраво помежду си посредством върховете си (кислородни мостове) и образуват
лента. Лентите в кристалната решетка се свързват помежду си с определени катиони.
Лентовиден тип кристална решетка имат амфиболовите минерали - амфиболът
8
9. (роговата бленда), където лентите се свързват помежду си с калциеви и магнезиеви
йони. Йонната връзка междулентите е много по-слаба от тази на кислородните мостове
между веригите (ковалентна), поради което тези минерали имат добре изразена
цепителност, успоредна на лентите.
При листовидния тип кристална решетка тетраедрите се свързват помежду си
чрез трите си върха чрез кислородни мостове, като образуват шестоъгълна мрежа под
форма налист, който може да нараства на дължина и ширина.
По този начин свободни отрицателни заряди остават само на върховете на
тетраедрите, обърнати на едната страна. Тук кристалната решетка се изгражда като се
образува подобен листоталумо-хидроксидни октаедри и двата листа се свързват здраво
чрез свободните си върхове (посредством кислородни мостове). Тази здраво свързана
структурна единица се нарича пакет (силикатен слой). Чрез редуване на такива пакети се
изгражда кристалната решетка. Пакетите в кристалната решетка се свързват помежду си
посредством определени катиони. Такъв тип кристална решетка имат слюдените
минерали. При мусковита пакетите се свързват предимно скалиеви катиони, а прибиотита
с магнезиеви. Минералите имащи такъв тип решетка (с редуване на тетраедрени и
октаедрени слоеве в пакетите си), се наричат слоисти алумосиликатни минерали. Този
строеж на слюдите обуславя наличието на съвършена цепителност, успоредна на
пакетите.
При пространствения (скелетния) тип кристална решетка тя се изгражда само
от силициево-кислородни или алуминиево-кислородни тетраедри, които се свързват
помежду си чрез кислородни мостове и счетирите си върха, т.е. нарастването на решетката
става не само по дължина и ширина, но и по височина. Поради това тук всеки силициев йон
е заобиколен от четири кислородни йона, всеки кислороден йон принадлежи на два
тетраедъра и на всеки силициев йон се падат по два кислородни йона. Такъв тип кристална
решетка имат кварцът и фелдшпатовите минерали. При кварца всички силициеви йони са
здраво свързани (посредством кислородни мостове), поради което той няма цепителност,
многоетвърди еустойчив на химични промени. При фелдшпатовите минерали (ортоклаз,
албит, анорит и др.) една част от силициевите йони в тетраедрите е заместена с
алуминиеви (изоморфно заместване) и тези силициево-кислородни тетраедри са се
превърнали валуминиево-кислороднитетраедри. При това превръщане на всеки тетраедър
остава свободен един отрицателен електричен заряд, който в кристалната решетка се
неутрализира чрез привличане на определени катиони: при ортоклаза - калиеви, при албита -
натриеви, при анорита - калциеви и пр. Така, че докато кристалната решетка на кварца е
изградена само от редуването на силициево-кислороднитетраедри, свързани помежду си с
кислородни мостове, торешетката на фелдшпатовите минерали се изгражда от редуване на
силициево-кислородни тетраедри салуминиево-кислородни тетраедри, при което връзката
между тези тетраедри се осъществява от катиони (калиеви, натриеви, калциеви и др.).
Поради това фелдшпатовите минерали също имат голяма твърдости устойчивост, но в
сравнение с кварца, те са по-меки и по-слабо устойчиви на химични промени (поради
наличие на йонна (по-слаба) връзка между различните тетраедри). Типовете тетраедрени
структури (кристални решетки) са представени на фиг. 1.
Фиг. 1. Основни типове тетраедрени структури: 1 - островна; 2 - верижна; 3 -
лентовидна; 4 - листовидна; 5 - пространствена
9
10. Основни скализа почвообразуването
Ясно е, че скалите представляват асоциации от минерали и като цяло са основен
източник на материали от които се образуват почвите. Изяснено бе и че според начина си
на образуване скалите се разделят на три основни групи - магмени, утаечни (седиментни)
и метаморфни. Важни морфологични белези, по които отделните скали се различават, са
преди всичко тяхната структура и текстура. Структурата на скалата изразява степента
на окристализованост, големината и формата на минералите и начина на тяхното
свързване в скалата. Текстурата на скалата изразява пространствено разположение на
минералите в скалата (начина, по който минералите запълват пространството).
Магмени скали
Магмени са скалите, които са се образували от изстиването и втвърдяването на
огнетечната земна маса - магмата. Според мястото на застиването и втвърдяването на
магмата, магмените скали условно се разделят на две групи - интрузивни (плутонични),
които са образувани от изстиване и втвърдяване на магмата вътре в земната кора и
вулканични (ефузивни), образувани от магмата, която се изхвърля на земната
повърхност от вулканите и която се нарича лава и изстива и се втвърдява на земната
повърхност. Интрузивните и вулканичните скали, когато се образуват от една и съща по
химичен състав магма, се различават само по структурата си. Магмата, от която се
образуват интрузивните скали, остава като компактна маса, изстива бавно, поради което
всички минерали, от които е съставена, успяват добре да изкристализират. Поради почти
едновременното изкристализиране на отделните минерали, те не придобиват своите
типични форми (няма достатъчно място за това), a ce оформят главно като неправилни
зърна, затова скалата придобива зърнеста структура. Лавата, от която се образуват
вулканичните скали, разлята на земната повърхност бързо губи съдържащите се в нея
газообразни вещества (които улесняват кристализацията на минералите), изстива бързо,
поради което повечето минерали неуспяват да изкристализират и основната маса има
стъкловиден вид. Тукуспяват добре да изкристализират само някои минерали - един или
два, кристалите на които добре се различават на фона на стъкловидната маса. Тези
минерали се наричат порфирни, а структурата на такива скали се нарича порфирна
структура. Така, че в природата винаги на една интрузивна скала може да се намери
вулканичен аналог. Освен това вулканичните скали са се образували през различно време,
поради което се разделят на старовулканични (образувани до и през палеозойската ера)
и младовулканични, образувани след това. Тези скали се различават само по степента
на промяна (изветрялост) на минералите, от които са изградени. При старовулкансичните
скали минералите са по-силно променени, отколкото при младовулканичните.
Следователно на всяка интрузивна скала има старовулканичен и младовулканичен аналог.
Естествено магмените скали образувани отразлична по химичен състав магма, ще
се различават освен по химичния си състав, и по изграждащите ги минерали. В случая
като критерий се приема съдържанието на силициев диоксид, условно приет като
силициева киселина. Според съдържанието на силициев диоксид магмените скали се
разделят на пет групи: ултракисели - над 75%, кисели - 65-75%, средно кисели - 52-65%,
базични - 40-52%, ултрабазични под 40%.
Най-голямо значение за почвообразуването имат четири групи магмени скали - на
гранита, сиенита, диорита и габрото.
Гранитът е интрузивна скала, изградена главно от кварц, ортоклаз и мусковит, но
може да има понякога и амфибол. Обикновено има сив, тъмносив или розов цвят,
зърнеста структура, масивна текстура и голяма относителна плътност - 2.7-2.9. Отнася се
към киселите скали. Старовулканичен аналог на гранита е кварц-порфирът, където
порфирен е главно кварцът, но понякога и ортоклазът. Младовулканичен аналог на
гранита е риолитът, където порфирен е главно санидинът (бистрия ортоклаз) и
кварцът.
Сиенитьт е интрузивна скала, съставена главно от ортоклаз и амфибол, като
понякога вместо амфибол присъства биотит или авгит. Има тъмносив или розов цвят,
зърнеста структура, масивна текстура и голяма относителна плътност - 2.7-2.9. Отнася се
към средно киселите скали. Старовулканичен аналог на сиенита е порфирът
(ортофир), където порфирен може да бъде предимно ортоклаз, но и авгит, амфибол или
10
11. биотит. Младовулканичен аналог на сиенита е трахитът, където порфирен е
предимно бистрият ортоклаз (санидинът), но може и амфиболът, биотитът или
плагиоклазът.
Диоритът е интрузивна скала, състояща се главно от средноксидел плагиоклаз
(андезин) и амфибол, но може да присъстват и пироксен, биотит и кварц. Има тъмносив
или зеленикаво-черен цвят, зърнеста структура, масивна текстура и висока относителна
плътност - 2.7-2.9. Скалата е средно кисела. Старовулканичен аналог на диорита е
порфиритът, където порфирни минерали може да бъдат главно плагиоклазът
(андезинът), но и амфиболът или пироксенът (авгитът). Младовулканичен аналог на
диорита е андезитът, където порфирен минерал е главноандезинът, но такъв може да
бъде и авгитът или амфиболът.
Габрото е интрузивна скала, изградена главно от среднобазичен плагиоклаз
(лабрадор) и пироксен (авгит), но като второстепенни минерали може да участвуват и
оливин и амфибол. Скалата има сив, тъмносив, тъмнозелен или черен цвят, зърнеста
структура, масивна текстура и висока относителна плътност - 2.7-3.3. Отнася се към
базичните скали. Старовулканичен аналог на габрото са диабазите, където
порфирно е излъчен главно плагиоклазът (лабрадорът). Младовулканичен аналог на
габрото е базалтът, при който порфирен е главно лабрадорът, но може да бъде и
авгитът или оливинът.
Утаечни скали
Докато магмените скали могат да бъдат наречени първични скали, то утаените скали
се явяват като вторични. Те се образуват от магмени скали чрез тяхното разрушаване и
променяне (изветряване), преместване на раздробените и променени материали на друго
място и тяхното отлагане (утаяване) там (най-често във водните басейни). Утаечните
скали се наричат още седиментни от латинското название на процеса утаяване -
sedimentum.
Според начина на утаяване тези скали се разделят на три групи: механично утаени,
химично утаени и органогенни.
Механично утаените скали се образуват от утаяването (натрупването) на различни
поразмери скални парчета или отделни минерали, или части от тях, във водните басейни
или върху земната суша. По-късно някои от тях (главно във водните басейни) се
уплътняват (под налягането на водата), а ако има и слепващи вещества (глина, варовито
вещество, кремъчно вещество, железни хидроксиди и др.), се слепват (свързват) по-слабо
или по-здраво. Затова тези скали от своя страна се разделят на несвързани (рохкави) и
свързани (твърди). Към механично утаените скали се отнасят: чакълите, конгломератите,
брекчиите, пясъците, пясъчниците, льосът, глинестителиски и мергелите.
Чакълите са рохкави скали, които се образуват главно по склоновете и подножията
на планините от предвижващите се надолу скални ръбести парчета с различни размери.
Чакъли се образуват и край реките, езерата и моретата, но тук скалните парчета са
загладени (закръглени), вследствие влаченето им от водата. Според размерите на
парчетата чакълът се разделя на: гравий (от 2mm до 2cm), дребен (2-5сm), среден (6
10сm) и едър (10-20сm). Скални парчета, по-едри от 20cm, ce наричат валуни.
Брекчии се наричат скалите, образувани отръбест чакъл във водните басейни, но
свързан с някакво слепващо вещество.
Конгломерати се наричат скалите образувани от заоблен чакъл във водните
басейни и свързан със слепващо вещество.
Пясъците представляват натрупване на песъчливи частици като рохкава маса,
обикновено в речните долини, езерата, моретата, пустините и др. Според размерите на
песъчинките пясъкът бива: едър (2-1mm), среден (1.0-0.5 mm), дребен (0.5-0.25 mm) и фин
(0.25-0.1 mm). B зависимост от минералния и химичен състав пясъците имат различен
цвят: жълтеникав (лимонитов), бял (кварцов), черен (магнетитов), зеленикав (глауконитов),
червен (хематитов) и пр. Когато пясъците са примесени с глина и тя е повече от 10%, те се
наричат глинести пясъци.
Пясъчниците са плътни, свързани пясъци с някакво свързващо вещество,
образувани във водните басейни. В зависимост от цвета на пясъците, от които са
образувани пясъчниците също може да имат различен цвят, подобно на пясъците.
11
12. Льосът е праховидна рохкава скала, образувана отразпрашени частици на кварци
варовик (с размери 0.05-0.005 mm). Повечето изследователи приемат, че този прах се
пренася от вятъра и се наслагва върху земната повърхност, т.е. льосът представлява
еолов (ветрови) нанос. Но някои изследователи считат, че е възможно льосът да бъде и
воден нанос. Вльосът се съдържа и малко глина, в която е включени минерала лимонит
(2[Fe2О3.3H2О]), който му придава жълтеникав цвят.
Глините са сравнително рохкави скали, образувани от утаяване на глинести
частички (по-дребни от 0.005 mm) във водните басейни. Частичките представляват фино
раздробен кварц, слюда и отделни глинести минерали. Имат различен цвят, в зависимост
от съдържанието на цветни примеси: лимонит - жълтеникав, гетит - кафеникав, хематит -
червеникав, железен оксид FeO - зеленикав, хумус - сив до черен и пр. Когато глинестата
маса е съставена предимно от едропраховити частици - 70-90%, тогава тези глини се
наричат песъчливи или льосовидни глини.
Глинестите лиски са получени от уплътняването и свързване на глините във
водните басейни, поради което са твърди скали и не попиват водата. Подобно на глините,
в зависимост отсъстава, може да имат различен цвят. Тези скали сецепят на тънки плочи.
Мергелите са плътни (твърди) глинесто-варовити скали, образувани от утаяването
във водните басейни на глинести и варовити частици и впоследствие уплътнени и
свързани (свързващото вещество тук е варовикът). Когато скалите съдържат по-малко от
25% СаСО3, се наричат глинести мергели, а над 25% СаСО3 - варовити мергели. Имат
различен цвят взависимост отсъстава на глината.
Според големината на частичките свързаните механично утаени скали може да имат
различна структура: конгломератна (псефитна) - частички над 2 mm; пясъчна
(псамитна) - частички от 2 до 0.1 mm; праховидна (алевритова) - частици от 0.1 до
0.001 mm; глинеста (пелитова) - частици по-малки от 0.001 mm.
Според подреждането на материала текстурата на механично утаените скали
може да бъде: безпорядъчна (неориетирана) - частичките не са подредени (сортирани);
микрослоеста - частичките са разположени взаимно паралелно; макрослоиста - редуват
се слоеве отчастички сразлична големина.
Химично утаените скали се образуват във водните басейни от утаяването на
различни химични вещества, разтворени във водата. Така са се образували каменната
сол, гипсът, кремъкът и др. Гипсът (CaSO4.2H2O) може да се срещне и като анхидрит
(CaSO4 - безводен гипс)
При определени условия, когато в бавно течащите води се съдържа разтворен
калциев бикарбонат (хидроген карбонат) и те обливат предимно тревиста растителност,
тогава след изпарението на водата около растенията калциевият хидрогенкарбонат се
превръща в калциев карбонати се натрупва под форма на шуплеста варовита скала. Тази
варовита скала се нарича бигор. Тя е сравнително мека и има жълтеникав цвят, и от
химично утаените скали тя има по-голямо значение започвообразуването.
Органогенните скали се образуват от натрупването във водните басейни на
растителни и животински останки. Такива са каменните въглища, торфът, нефтът (земното
масло) и варовиците. Значение за почвообразуването имат главно органогенните
варовици.
Органогенните варовици се образуват във водните басейни от натрупването на
варовити останки от морските организми (скелети и черупки) - миди, охлюви, корали,
водорасли и др. Тези останки съдържат предимно калциев карбонат, но винаги съдържат и
магнезиев карбонат (доломит). Тези останки след това се уплътняват, свързват се и се
превръщат втвърди скали. Когато тези варовици съдържат по-малко от 40% MgCО3 ce
наричат доломитизирани варовици, а когато MgCО3 e над 40%, те се наричат доломити.
Органогенните варовици обикновено съдържат и груби (песъчливи) частици, а и фини
(глинести) частици. Когато съдържанието на пясък е значително, тези варовици се наричат
песъчливи (груби) варовици, а когато съдържат повече глина - мергелни варовици.
Органогенните варовици обикновено имат сивкав цвят и различна структура.
12
13. Метаморфни скали
Метаморфни са тези от магмените и утаените скали, които повторно са влезли в
контакт с магмата и под влияние на високата температура и голямото налягане са се
променили (метаморфозирали). Тук промяната (метаморфозата) се изразява в това, че
става прекристализация на минералите и ориентиране на някои от тях (тези с плочеста и
люспеста форма - слюдите) в определена плоскост, поради което новата скала променя
текстурата си - придобива т. нар. шистозна (паралелна) текстура. Поради това
метаморфните скали, които съдържат слюди, придобиват главно шистозна текстура
(изглеждат като наслоени). Структурата на метаморфните скали може да бъде зърнеста,
люспеста или влакнеста, в зависимост от състава им. Метаморфните скали представляват
метаморфозирани аналози на магмени или утаечни скали. За почвообразуването по-важни
от тях са гнайсите, слюдените шисти, глинестите шисти, кварцитите и мраморите.
Гнайсите се образуват от метаморфозата на гранита. Състоят се главно от кварц,
ортоклаз, биотит, но понякога и от амфибол. Имат сив или жълтеникав цвят, шистозна
текстура и зърнеста структура.
Слюдените шисти се образуват от метаморфозата на някои утаени скали (главно
пясъчници и глинесто-песъчливи отложения). Изградени са главно от кварц и слюда. В
зависимост от вида на слюдата биват мускувитови, биотитови и двуслюдени.
Характеризират ce c добре изразена шистозна текстура и средно до едролюспеста
структура, имат предимно сив цвят.
Глинестите шисти се образуват от метаморфозата на глинести отложения. Състоят
се от глинести минерали и слюда. Те обикновено са меки скали със сив цвят и при
намокряне с вода се размекват.
Кварцитите се образуват от метаморфозата на пясъчниците. Имат масивна текстура
и финозърнеста структура. В зависимост от състава на пясъчника могат да имат различен
цвят - бял, жълтеникав или червеникав. Изградени са главно от кварц.
Мраморите се образуват от метаморфозата (прекристализацията) на варовика.
Изградени са главно от минерала калцит, a рядко имат и доломит. Притежават масивна
текстура и зърнеста структура. Обикновено имат бял цвят, но при наличие на примеси
може да бъдат оцветени в светлосиво, жълтеникаво, зелено или червеникаво. Притежават
масивна текстура и зърнеста структура.
Изветряване на плътните скали и образуване на рохкавите почвообразуващи скали
(материали)
След като плътните (масивни) скали се появят на земната повърхност, те започват
да се променят. Промяната се изразява главно в тяхното механично (физично)
раздробяване и изменение в химичния им състав. Най-общо тези промени се обуславят
главно от съществуващата закономерност, че всяко вещество (съединение) е устойчиво
само при условията, при които се е образувало. Промяната на тези условия води
неминуемо до дестабилизация на съединението и то започва да се променя, докато се
превърне в ново, устойчиво при новите условия. Първичните (магмените) скали се
образуват от изстиването на огнетечната земна маса (магмата) и то предимно в земната
кора, т.е. при висока температура, голямо налягане и липса на течна вода. След
появяването си на земната повърхносттези скали се оказват при съвсем други условия -
ниски температури, ниско налягане, наличието на течна вода и др. При по-други условия
са се образували и всички други плътни (свързани) скали, отколкото тези съществуващи,
днес наземната повърхност. Ето защо новите условия предизвикват изменение на всички
излезли на земната повърхност плътни скали.
Общият процес, който довежда до механично раздробяване и химично изменение на
скалите, се нарича изветряване на скалите.
Най-общо изветряването се изразява в разрушаване и разрохкване на скалите,
респективно на кристалните решетки на отделните минерали Изветряването на скалите в
даден район се осъществява конкретно от протичането на редица явления и процеси,
обусловени от самите условия. Тези явления и процеси се наричат фактори на
изветряването. Тъй като факторите на изветряване са много е прието те да се групират
според характера на процесите в три групи: физични, химични и биологични. Поради това
13
14. е прието и изветряването условно да се разделя на три вида: физично химично и
биологично.
Физично изветряване. Физично е изветряването, при което има механично
раздробяване на скалата на различни no големина парчета, без да се засяга
нейния химичен състав. Основните фактори на физичното изветряване са:
температурните колебания, водата (дъждовна и течаща), разтворимите соли, живите
организми, движещи се ледници, вятърът и др.
Температурните колебания, характерни за земната повърхност, биват денонощни и
сезонни. През деня и топлите сезони, когато на земната повърхност постъпва голямо
количество слънчева лъчиста енергия, която при допир с тази повърхност се превръща в
топлина, всички тела (в това число и скалите) се нагряват. При нагряването си всички
тела, в една или друга степен, се разширяват (увеличават своя обем), а при изстиването
си (през периодите, когато не постъпва лъчиста слънчева енергия - нощта и зимата) се
свиват (намаляват своя обем). Плътните скали се характеризират с много малка
топлопроводимост, поради което те в дълбочина много бавно се затоплят. Затова и когато
дадена плътна скала се нагрява, се обособяват два пласта с доста различна температура
- повърхностен (горен) с по-висока температура и вътрешен (долен) с по-ниска
температура. Когато нагряването се увеличава (предимно през деня), между двата пласта
сразлична температура възниква механично напрежение, тъй като повърхностният (с по
висока температура) се стреми повече да се разшири (да увеличи своя обем), но долният
(по-слабо нагрят) слой се стреми да запази своя обем. При по-нататъшно нагряване
горният скален слой бързо повишава своята температура и се стига до момент, когато
силите, които се стремят да увеличат обема на нагретия пласт, превишават силите на
сцепление, стремящи се да запазят обема на по-студения долен пласти на границата
между двата пласта става разкъсване (напукване) на скалата, успоредно на нейната
повърхност, т.е. става т.нар. подкожушване на скалата (отделяне на черупкообразно
надигнати скални парчета).
Когато скалата започне да изстива (през нощта), тогава горния слой по-бързо
изстива, отколкото долния. Тогава възниква също механично напрежение между двата
слоя, но неговата посока е радиална, тъй като горният слой по-бързо се свива, а долният
запазва своя по-голям обем и напукването на скалата сега става радиално на нейната
повърхност.
Така постепенно при редуването на деня и нощта, на зимата и лятото, става
механичното раздробяване на скалата. Механичното раздробяване на скалите под
влияние на температурните колебания се ускорява и от това, че скалите имат хетерогенен
състав - изградени са отразлични по цвят, големина и форма първични минерали, което
обуславя и различен коефициент на разширение при нагряването на различните
минерали, вътре в скалата. Поради това при нагряването и охлаждането на скалата,
възниква напрежение между кристалите на отделните минерали и там отново се образуват
пукнатини. Така от скалата се отделят и различни минерални зърна (кристали).
Голяма част от изследователите считат, че физичното изветряване се обуславя
главно от температурните колебания, затова често наричат физичното изветряване още
термично. Някои изследователи обаче (Алисон и Палмер) считат, че ролята на
термичното изветряване е силно преувеличена. Според тях разширяването и свиването на
скалите при нагряване и изстиване не е така голямо, че да се преодолеят силите на
сцепление и да се появят пукнатини. Скалите се напукват първоначално още при
изстиване на магмата и по-късно напукването продължава притектонските движения на
земната кора, а след това интензивно действат другите физични фактори на изветряване.
Независимо как първоначално са се образували пукнатини в масивната скала, те
улесняват действието на другите фактори на физичното изветряване.
Дъждовната вода, достигайки до скалите се всmуква от пукнатините, особено от
тесните (капилярни) пукнатини, с голяма сила и там се развива голямо капилярно налягане
(при пукнатините широки 1 μm - 1.5 kg/cm2), което води доразширяване на тези пукнатини.
При понижаване на температурата под 0° (през зимата) водата във всички
пукнатини замръзва, значително увеличава своя обем, вследствие на което оказва
силен натиск върху стените на пукнатините (до 2200 kg/cm2). B случая ледът действа
като клин и пукнатините допълнително се разширяват. Когато дъждовната вода
14
15. съдържа лесно разтворими соли (това може да се наблюдава в крайбрежните райони
на моретата и океаните, където при морските бури морската вода се разбива на дребни
капчици, които с вятъра се отнасят навътре и после с валежите падат на земната
повърхност) и през сухия период се изпарява, солите започват да кристализират. При
нарастването си кристалите също налягат върху стените на тесните
пукнатини с голяма сила (над 100 kg/cm2) и допълнително ги разширяват.
Корените на растенията, особено на дървесните растения, прониквайки в
пукнатините на скалата при нарастването си, също налягат силно върху стените на
пукнатините (10-15 kg/cm2) и ги разширяват.
Животните имащи допир със скалите през своя жизнен цикъл също механично
откъртват малки парченца от вече напуканата скала и така подпомагат нейното
разрушаване.
Така, под влияние на споменатите фактори, скалите първоначално се раздробяват
на различни по големина парчета. По-нататък по-едрите скални парчета се дораздробяват
и част от тях се преместват на друго място под влияние на редица други фактори: силата
на гравитацията, вятъра, течащите води, движещите се ледници и някои други с по-малко
значение.Под влияние на гравитационните сили отделните по-едри скални късове на
стръмните склонове започват да се търкалят надолу, удрят се в другите скали или едни в
други и по този начин се дораздробяват.
Вятърът, особено когато е силен, подема и носи различни по големина скални
частици, които придвижението си се удрят в другите скали или едни в други и по този
начин скалите допълнително се раздробяват.
Течащите води, когато в тях попаднат скални парчета, започват да ги влачат по
течението. Придвижението си тези парчета се удрятитрият в други скали или между себе
си и от тях непрекъснато се отделят малки парченца (песъчинки), в резултат на което по
едрите парчета намаляват своите размери и се заглаждат.
Движещите се ледници включват в себе си скалните парчета, които срещат по
своя път, откъртват от скалите и други парчета триейки се по скалната повърхност. Част от
включените в ледника скални парчета допълнително се раздробяват, триейки се в другите
масивни скали. Включените в ледника раздробени скални материали се отлагат на
мястото, където ледникът се разтопява под форма на т.нар. морени.
Другите фактори, които могат да се отбележат при физичното изветряване, нямат
значимо влияние.
Физичното изветряване преобладава в районите срезки температурни колебания -
полярните области, пустините и високопланинските места. Главен резултат от физичното
изветряване е механичното раздробяване на скалите. Новообразуваната рохкава скална
маса няма още признаци на почва, но тя силно улеснява действието на следващото
химично изветряване на скалите, поради това, че в нея вече лесно прониква водата и
въздухът.
Химично изветряване. Химично е изветряването, което води до дълбоки
химични промени в скалата като цяло и по-специално в минералите като химични
вещества, които изграждат скалата. To ce осъществява от протичането на редица
химични процеси, в резултат на които първичните минерали променят своя строеж и
химичен състав и се образуват нови химични вещества (минерали), наречени вторични
минерали. Основните химични процеси, водещи до химични промени в скалите и
минералите, се осъществяват от водата, кислородът, въглеродната киселина (Н2СО3) и
организмите.
Посредством водата и с участието на въглеродния диоксид се осъществява
протичането на три химични процеса: разтваряне, хидратация и хидролиза.
Разтварянето е много широко разпространен процес в природата. Универсален
разтворител е водата. Приема се, че в природата няма абсолютно неразтворими вещества
във водата. От минералите, съдържащи се в скалите и почвите, най-лесно разтворими са
тези, представляващи хлориди и сулфати на натрия, калия и магнезия, по-слабо
разтворим е калциевият сулфат (гипсът), а по-трудно разтворими са карбонатите на
калция и магнезия. Съвсем слаба е разтворимостта на (силикатните и алумосиликатните
минерали. За практически неразтворим във вода се приема кварцът.
15
16. Разтворителната способност на водата спрямо по-трудно разтворимите вещества се
засилва с повишаване на нейната температура и намаляване големината на частичките.
Многократно се увеличава разтворителната способност на водата, когато в нея има
разтворен въглероден диоксид, което има място в природата. Тогава тя действа като
слаба въглеродна киселина и лесно разтваря алкалоземните карбонати. В този случай
алкалоземните карбонати са по-лесно разтворими при по-ниска температура на водата,
понеже с повишаване температурата на разтворите въглеродната киселина се разрушава
(въглеродният диоксид излита във въздуха), вследствие на което разтворителната
способност на водата спрямо тези карбонати намалява. Чрез разтварянето редица
вещества се отстраняват от продуктите на изветряване и се преместват и отлагат на друго
място.
Хидратацията е също широко разпространен процес свързан с водата. Тя е
процес на допълнително присъединяване на водни молекули към съединенията
(минералите), които в резултат на това се превръщат в нови съединения
(минерали). Обикновено хидратираните минерали имат повишена разтворимост във вода.
Пример: 2Fe2О3 + 6H2О = 2[Fe2О3. 3H2О]
Хематит лимонит
CaSО4+2H2О = CaSО4. 2H2О
анхидрит гипс
Хидратацията при силикатните и алумосиликатните минерали протича като се
хидратират предимно повърхностните йони на кристалната решетка (тези, които заемат,
ръбовете, ъглите и външните плоскости), които имат свободни електрични заряди и за
насищането на тези заряди се привличат водни молекули (поради диполния им характер).
Така около тези йони се образуват водни обвивки, които отдалечават йоните, тяхната
връзка скристалната решетка отслабва и това улеснява действието на другите фактори за
промяна на скалата на по-голяма дълбочина.
Хидролизата е процес на взаимодействие между йоните на водата - Н+ и OH-
u йоните на минералните съединения, (минералите) – К+, Са2+, Mg2+ u дp. Чрез нея
най-активно химически се променят минералите изграждащи скалите. Става разлагане на
едни вещества (минерали) и образуване на други вещества (минерали). Силикатните
минерали, които представляват 80% от скалната маса, химично изветряват главно чрез
хидролизата. Кварцът не подлежи практически на хидролиза. Хидролизата като химичен
процес се характеризира с замяната на катионите на съответното съединение (минерал) с
водородните катиони на водата, в резултат на което се получава съответно киселина и
основа (хидроксит).
Пример за простите силикати
MgSiO3+2H2O → Mg(OH)2 + H2SiO3
енстатит магнезиева метасилициева
основа киселина
Пример за алумосиликатите
KAiSi3O8+H2О→ KOH+ HAlSi3О8
ортоклаз алумосилициeва
киселина
Получената алумосилициева киселина продължава да взаимодейства с водата, в
резултат на което се образува минерала каолинити метасилициева киселина.
2HAlSi3О8+5H2О → H4Al2Si2О9 +4H2SiО3
Каолинит метацилициева
киселина
По-нататък получените основи реагират с въглеродния диоксид и се образуват
съответни карбонати (на калия, натрия, калция, магнезия и др.), а метасилициевата
киселина, която се отделя в колоидна форма, постепенно кристализира и се превръща в
16
