Zvětrávání – procesy a
vznikající tvary
Zdeněk Máčka
Z0051 Geomorfologie (5)
Typy zvětrávacích procesů
 fyzikální (mechanické)
 chemické
 biologické
biogeochemické
saprolit
chemicky zvětralý materiál se zachovanou strukturu/texturou původní horniny
úplná nebo částečná přeměna primárních minerálů na sekundární, menší objemová
hmotnost
regolith (zvětraliny, zvětralinový plášť)
grus
zvětrávání krystalických hornin, zvláště granitů
písek + štěrk 70–100%; prach + jíl < 25%; jíl < 10%
Jaké produkty zvětrávacími procesy vznikají?
Procesy (biogeo)chemického zvětrávání
• Rozpouštění
Mafické minerály (Mg++, Fe++, K+, Na+, Ca+) rozpustnější než felsické
(ortoklas, muskovit, křemen)
• Karbonace
H2O + CO2 ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3
Ortoklas
illit: 6KAlSi3O8 + 4H2O + CO2 → K2Al4(Si6Al2O20)(OH4) +
12SiO2 + 4K+ + 4HCO3
•
Hydrolýza
Plagioklas kaolinit: 4NaAlSi3O8 + 6H2O → Al4Si4O10(OH8) + 8SiO2 +
4Na+ + 4OH•
Hydratace
Absorbce H2O v krystalové mřížce, chemická změna + tahové napětí
Limonit: 2Fe2O3 + 3H2O ↔ 2Fe2O3.3H2O
• Oxidačně-redukční pochody
• Biochemické procesy (např. chelace)
Náchylnost minerálů k
chemickému zvětrávání
FAKTORY:
složení magmatu
teplota tuhnutí
Zvětrávací kůra /weathering rind/
Pouštní (skalní) lak /desert varnish/
max 200 μm
jílové minerály
tmelené oxidy
Mn a/nebo Fe
Geografická variabilita zvětrávání
kaolinit, illit, smektit = jílové minerály
gibbsit = Al(OH)3, součást bauxitu, výroba alumina (oxidu hlinitého)
Oxidy Fe: hematit, goethit, lepidokrokit
Oxidy Al: böhmit, diaspor
Geografická variabilita zvětrávání
Peltier (1950)
Zvětralinové pláště v humidních tropech
saprock jen 20 – 30 %
primárních minerálů
chemicky změněno
půda + plinthit
vybělená zóna
Corestone
… v grusu
… v saprolitu
… exhumovaný
Pravděpodobně největší balvan …
Leviathan boulder, Mt Buffalo (Victoria, Austrálie), granit
Rozměry: d 33 m, š 21 m, v 12 m
CO JE BALVAN?
Co říká sedimentologie?
Balvan: > 256 mm, alespoň částečně zaoblený v důsledku transportu
Blok (hranáč): > 256 mm, ostrohranný
A co geomorfologie?
Balvan: zaoblení ano, ale netrvá striktně na podmínce transportu
Durikrusty (hardpany)
– ferrikrety (Fe), alkrety (Al)
– silkrety (Si)
– kalkrety (CaCO3), gypkrety (CaSO4 . 2H2O)
gibberové plošiny, centrální Austrálie
Inverze reliéfu spojená s přítomností durikrust
ferrikret, Radžastán
Inselberg a bornhardt
Wilhelm Bornhardt – savany v. Afriky  inselberg
(= ostrovní hora)
izolovaná vyvýšenina s příkrými svahy relativně
ostře vystupující z okolního plochého povrchu
--- definice vychází z pozice v krajině
oblast Dodoma, Tanzánie
… někde v Tanzánii
bornhardt
kupolovité vyvýšeniny s příkrými, konvexními, skalnatými svahy s minimálním
pokrytím sutí a zploštělým temenem
--- definice vychází z morfologie
Spitzkoppe (1784 m n.m.), Namibie
inselberg v aridní oblasti
Morfologické varianty bornhardtů
hradovitá forma (castle koppie) reziduální forma pokrytá balvany (nubbin)
Klasická forma Vogelfederberg,
Namibie
ruwar (nízká exfoliační klenba)
třebíčský masiv
hornina: syenit
Ze života bornhardtů …
… aneb příklad z historické
(evoluční) geomorfologie
Exfoliace napomáhá vzniku
kupolovitého tvaru
Závěrečná fáze destrukce (nubbin)
Vše začíná pod povrchem,
uplatňuje se rozdíl v hustotě puklin
Fáze plně vyvinutého tvaru
inselberg a současně bornhardt
Mirabib, Namibie
Bornhadt, ale ne inselberg
Bornhadt, ale ne inselberg
Procesy fyzikálního zvětrávání
• Změna objemu horniny
– dilatace
• exfoliace
• vyzrňování
– insolační zvětrávání
• Změna objemu cizorodé látky v pórech a puklinách
– mrazové zvětrávání
– solné zvětrávání
Zvětralinové pláště v periglaciálních oblastech
kamenné moře (felsenmeer)
Exfoliační desky
Exfoliační klenba
Exfoliace nastává, pokud rozpínání není nadále
vyvažováno vnějším tlakem
Deskvamační slupky: hydratace, soli, insolační zvětrávání
Skalní věž /rock pinnacle/
Vysoká skála u ŠtěpánovaGöreme, Údolí lásky, Kapadokie (Turecko)
náhorní plošina (1000 m n.m.), tuf na měkčích sedimentech
CAP ROCK (poklička)
ANO NE
SKALNÍ MĚSTA
Prachovské skály
Bungle Bungle
Austrálie
Tsingy
Madagaskar
Flared slopes, úpatní výklenky a skalní převisy
FLARED SLOPE, Wave Rock, z. Austrálie
výška 14 m
ÚPATNÍ VÝKLENEK, Krym
etching; zvětrávání pod povrchem a exhumace
FLARED SLOPE, Pildappa Hill, j. Austrálie vzlínání vlhkosti; zvětrávání nad povrchem
Model vývoje flared slope
původní úroveň terénu
ostré hrany
strukturně podmíněné odlučování
(řícení) skalních bloků
SKALNÍ PŘEVIS podobná forma s jinou genezí
Pěnovcové převisy
Skalní mísy /weathering pits/
uzavřené malé deprese, horizontální a mírně ukloněné povrchy, max. délka 10 – 20 m
silikátové horniny (granity, pískovce)
všechny typy klimatu
vznik: ??? rozpouštění, hydratace, mrazové a solné zvětrávání, biogeochemické zvětrávání
Tafone (pl. tafoni)
granity, pískovce
vývoj pod inkrustacemi skalních povrchů?
Voština /alveolar weathering/
Pseudoškrapy Pseudošrapy v netypickém prostředí