Товщі гірських порід, тією чи іншою мірою захоплені прогинами вивітрювання, утворять кору вивітрювання, по ознаці переваги фізичного або хімічного вивітрювання розрізняють фізичний і хімічний типи кори вивітрювання. Перший з них характерний для арктичних і пустельних фідних областей; другий - для областей надлишкового зволоження, особливо для тропічних зон [1].
За часом утворення розрізняють сучасну древню кору вивітрювання. Древня кора вивітрювання на відміну від сучасної похована під товщею пізніших шарів. Прикладом її може служити кора вивітрювання порід докембрійського фундаменту Російської платформи. У межах залізорудного басейну КМА з нею зв'язані найбільші родовища багатих залізних руд, що виникли в результаті вивітрювання залізистих кварцитів.
По морфологічних ознаках виділяються: майданний тип кори вивітрювання, розповсюджений на значній площі, і лінійний, що глибоко вклинюється в товщу материнських порід переважно по тектонічних ослаблених зонах [1].
Внаслідок змін фізичних умов і гідрогеологічної обстановки вивітрювання із глибиною спостерігається вертикальна зональність кори вивітрювання. Окремі зони кори вивітрювання відрізняються друг від друга по ступені роздробленості (механічної дезінтеграції) або ж змін хіміко-мінеральної сполуки породи. Н.В. Коломенський у корі вивітрювання твердих гірських порід для інженерно-геологічних цілей рекомендує виділяти монолітну, глибову, дрібноуламкову, або щебенисту, зони й зону повного дроблення.
1. У монолітній зоні породи не мають слідів механічної дезінтеграції (роздробленості). Відзначається деяке ослаблення міцності на стиск і зниження опору зрушенню, обумовлене процесами вивітрювання - порушеннями щирого контакту на площинах схованої тріщинуватості порід і заміною їх пластинізованими контактами й контактами із глинистими примазками.
2. У глибовій зоні з'являються тріщини вивітрювання, що розбивають породу на окремі брили; розширюються раніше, що були тріщини. Стінки тріщини мають примазку, а самі тріщини частково або повністю заповнені занесеними зверху продуктами вивітрювання або піщано-глинистим матеріалом. Знизу нагору розмір брил поступово зменшується від декількох десятків дециметрів до 1 дм.
Породи глибової зони мають високу фільтраційну здатність (порядку сотень метрів у добу); міцність порід у масиві визначається тільки силами внутрішнього тертя [1].
3. У дрібноуламкової, або щебенистої (по И.В. Попову), зоні зовнішній вигляд породи не зберігає загальних рис із материнською породою. Вся порода складається із дрібних шматків від 2-3 дм і менш і навіть окремих зерен. Шматки материнської породи часто розсипаються від дотику. Вони значною мірою складаються із сильно виветрелих мінералів материнської породи або продуктів повного їхнього розкладання. Фільтраційна здатність порід даної зони в порівнянні із глибовою зоною значно знижується (до декількох метрів або сантиметрів у добу). Продовжують знижуватися показники опору стиску й зрушенню.
4. У зоні повного дроблення порода відрізняється високим ступенем дроблення. В основному вона складається з мінералів кори вивітрювання; первинні мінерали тонко роздроблені і є домішкою до вторинного. Коефіцієнт фільтрації знижується до тисячних часток сантиметра в добу. Стискальність різко зростає, опір зрушенню зменшується.
Порода здобуває зв’язність, пластичність і здатна забухати в присутності води [1].
Швидкість вивітрювання різних порід різна. У деяких випадках процеси вивітрювання протікають дуже швидко, особливо в глинистих породах. Так, по Н.В. Коломенському, свіжі майконські глини в укосі одного з досвідчених ділянок вивітрювалися на значну глибину й перетворилися в дресві в плині декількох місяців, а роздроблення тих же глин на глибину 5 10 див зажадало всього лише декількох днів. Апшеронські глини й піщаники вивітрюються й зовсім змінюють свої властивості протягом одного місяця на глибину 6-8 див; у плині п'яти місяців - на глибину 60-70 див; протягом 1,5 років - до 3 (спостереження С.В. Дроздова).
Висока швидкість процесів вивітрювання характерна також для вуглисто-глинистих порід - вуглистих аргілітів, алевролітів і глин, особливо пірітизованих їхніх різниць. За рахунок вивітрювання спостерігається помітне скорочення строків довгострокової стійкості укосів кар'єрів, складених зазначеними породами, особливо в тих випадках, коли не виконується робота попередньому осушенню родовища [3].
При інженерно-геологічному вивченні процесів вивітрювання з'ясовується [1]:
1) потужність зони й поширення кори вивітрювання;
2) геолого-петрографічні й інженерно-геологічні особливості порід по зонах вивітрювання;
атмосфера геологічний термічний радіація
3) швидкість вивітрювання порід при розкритті їхній горн виробленнями, котлованами й т.д.;
4) зміна інтенсивності й характеру процесів вивітрювання порід залежно від місцевих гідрогеологічних, кліматичних і геологічних умов залягання, експозиції схилу;
5) необхідні заходи щодо захисту штучних оголень гірських порід, що сильно вивітрюються.
Основними заходами щодо боротьби з вивітрюванням гірських порід, по Н.В. Коломенському, є:
1) пристрій захисних покриттів з піску, суглинку й інших матеріалів, а іноді з бетону;
2) просочування порід різними речовинами - рідким склом, гудроном і т.д.;
3) штучна нейтралізація деяких активних агентів вивітрювання шляхом введення в породу солей, що зменшують розчинність порід;
4) планування території й відвід вод.
Мерзлотно-динамічні явища
На територіях поширення потужної сезонної мерзлоти й особливо в областях розвитку багаторічної ("вічної") мерзлоти зіштовхуються з різного характеру деформаціями земної поверхні, викликаними замерзанням і відтаванням вод укладеної в гірських породах. До них ставляться безодні, гідролакколіти (булгунняхи), полою, термокарст, плин ґрунтів (соліфлюкция) і деякі інші явища. Всі вони утворять єдину групу мерзлотно-динамічних явищ.
При відтаванні мерзлих порід відбувається різка зміна будови й фізичного стану порід, що приводить до деформацій у вигляді осад і осідань. В умовах схилів відталі поверхневі шари випробовують плин (соліфлюкция). При цьому утворяться взбугривання, "тераси", уступи, напливи, борозни й інші характерні форми ускладнення поверхні схилу в умовах багатодітної мерзлоти. Подібного роду явища нерідко можна спостерігати у весняний час у районах потужної сезонної мерзлоти. Внаслідок незначного опору ковзанню відталих глинистих нагромаджень процеси соліфлюкції нерідко протікають дуже інтенсивно, особливо в тому випадку, коли ці нагромадження підстилаються сильно льодистими породами або викопним льодом [1].
У процесі промерзання спостерігається значне збільшення первісного об'єму породи. Тому що водонасиченість порід і умови підтоку води до замерзаючої зони породи різні, то збільшення об'єму порід при промерзанні протікає вкрай нерівномірно. У результаті па поверхні землі виникають місцеві підняття - морозні безодні. Останні з'являються на початку зими й ростуть до весни (до початку танення породи), коли на їхньому місці виникає западина з розрідженою породою. Висотаморозних безодень у середньоєвропейських областях СРСР виміряється декількома сантиметрами, рідше десятками сантиметрів [1].
Під дією напруг, що виникають при промерзанні порід, спостерігається утворення "морозобійних" тріщин. Одні з них розвиваються в міру росту бугрів обдимання, інші лише під впливом нерівномірного охолодження порід, що володіють різними теплофізичними властивостями. Виникаючі при цьому напруги часто виявляються більше значними, чим просмикнув міцності вже породи, що змерзнулась.
Якщо після появи перших тріщин відбувається подальше зниження температури мерзлого масиву порід, у ній виникають поперечні тріщини. У результаті весь Масив, що промерзає, виявляється розбитим на окремі полігони. Тріщини виникають також усередині мерзлого масиву головним чином у горизонтальному напрямку внаслідок значних напруг при вигині верхніх шарів масиву [1].
Вода, що попадає у вертикальні тріщини під час зимових відлиг і навесні, замерзає з настанням холодів. Таким чином, виникають крижані клини. Останні в умовах Багаторічної мерзлоти є багаторічними утвореннями й розширюються ("ростуть") рік у рік [3].
При промерзанні діяльного шару надмерзлотні води часто виявляються під значним напором; у цьому випадку вони прориваються на поверхню, де замерзають, образуючи полій. Полої можуть утворюватися також з міжмерзлотних і підмерзлотних вод, що виходять на поверхню у вигляді джерел. Вони називаються постійними полоями. Відомі полої, що виникають при промерзанні рік, коли на окремих ділянках їхнього плину залишаються лише дуже вузькі проходи, не здатні пропустити всю підлідну витрату ріки. Вода на цих ділянках проривається через крижаний покрив, виливає по поверхні льоду й замерзає. Такого роду прориви річкової води повторюються за зиму кілька разів, у результаті чого утворяться великі крижані бугри. Сила, з якої проривається вода на цих буграх, буває настільки велика, що при цьому викидаються величезні брили льоду [1].
Крім поверхневих відомі підземні полої, що утворяться в товщі багаторічної мерзлоти. При їхньому утворенні вода не здатна прорватися на поверхню, а тільки піднімає вищележачі товщі порід, образуючи бугри. Висота таких бугрів у південних районах Сибіру досягає 10 м, а в північних - 30 м. Розмір їх у поперечнику виміряється багатьма десятками метрів. Усередині таких бугрів звичайно є куполоподібний поклад льоду (гідролакколіт), іноді з порожниною, заповненою водою. Такі бугри в Сибіру називають булгунняхами.
На великих просторах багаторічної мерзлоти в її товщі можна зустріти значні по потужності (до декількох десятків метрів) і більші простори, що займають (до багатьох; квадратних кілометрів) шари й лінзи викопного льоду. Вони утворилися при замерзанні озер або шляхом поховання льодів льодовиків. Нерідко вони чергуються або покриваються прошарками торфу, а іноді й товщами суглинків, глин і пісків [1].
При порушенні термічного режиму таких покладів виникають підземні порожнини, провал зводів яких викликає появу на поверхні землі термокарстових лійок. Часто такі провали заповнені водою. Вони відомі як термокарстові озера.
1. Павюков П.Н. Инженерная геология. Изд.2-е, перераб. и доп. М., "Недра", 1978, 296 с.
2. Электронный ресурс: http://pidruchniki.com.ua/15800119/geografiya/atmosfera
3. Электронный ресурс: http://nospe. ucoz.ru/index/0-155