Свойства горных пород и их роль в рельефообразовании

Известно, что земная кора сложена горными породами разного генезиса и разнообразного химического и минералогического соста­ва. Эти различия находят отражение в свойствах пород и, как следствие этого, в их устойчивости по отношению к воздействию внешних сил. Различают породы более стойкие и менее стойкие, более податливые и менее податливые. В первом случае обычно имеют в виду стойкость пород по отношению к процессам выветри­вания, во втором — к воздействию на них текучих вод, ветра и дру­гих экзогенных сил.

Различные генетические группы горных пород по-разному реаги­руют на воздействие внешних сил. Так, осадочные горные породы являются довольно стойкими по отношению к выветриванию, но многие из них весьма податливы к разрушительной работе текучих вод и ветра (лёсс, пески, суглинки, глины, мергели, галечники и т. д.), а магматические и метаморфические породы оказываются стойкими или довольно стойкими по отношению к размыву текучи­ми водами, но сравнительно легко разрушаются под воздействием процессов выветривания. Объясняется это тем, что магматические и метаморфические породы образовались в глубине земли, в опре­деленной термодинамической обстановке и при определенном соот­ношении химических элементов. Оказавшись на поверхности Земли, они попадают в новые условия, становятся неустойчивыми в этих условиях и под воздействием различных процессов (окисления, гидратации, растворения, гидролиза и др.) начинают разрушаться. Интенсивность разрушения определяется как физико-химическими свойствами пород, так и конкретными физико-географическими (в первую очередь, климатическими) условиями, поскольку в раз­ных климатических зонах характер процессов выветривания и сно­са продуктов выветривания имеет свои специфические особен­ности.

Из числа кристаллических пород более стойки по отношению, например, к физическому выветриванию породы мономинеральные, мелко- и равномернозернистые, светлоокрашенные, с массивной текстурой. Так, гранит — порода полиминеральная, разрушается быстрее, чем кварцит — порода мономинеральная. Крупно- и неравномернозернистые граниты с более темной окраской в сходных ус­ловиях менее устойчивы, чем светлоокрашенные мелко- и равно­мернозернистые граниты. Гнейс — порода, сходная по структуре и минералогическому составу с гранитом, но имеющая иную структуру (параллельно-сланцеватую или тонкополосчатую), подвержена более быстрому разрушительному воздействию выветривания, чем гранит, характеризующийся массивной текстурой.

Основные и ультраосновные магматические породы при прочих равных условиях под воздействием выветривания разрушаются быстрее, чем породы кислые и средние.

Существенное влияние на интенсивность процессов физического выветривания оказывают такие свойства горных пород, как тепло­емкость и теплопроводность. Так, чем меньше теплопроводность, тем большие температурные различия возникают на соседних уча­стках породы при ее нагревании и охлаждении и, как следствие этого, большие внутренние напряжения, которые и способствуют более быстрому ее разрушению.

Большое морфологическое значение имеет степень проницае­мости горных пород для дождевых и талых вод. Легко проницае­мые породы, поглощая воду, способствуют быстрому переводу по­верхностного стока в подземный. В результате участки, сложенные легкопроницаемыми породами, характеризуются слабым развити­ем эрозионных форм, а склоны этих форм вследствие незначитель­ного смыва долгое время могут сохранять большую крутизну. На участках, сложенных слабопроницаемыми породами, создаются благоприятные условия для возникновения и развития эрозионных форм, для выполаживания их склонов. Залегание водоупорных пластов в основаниях крутых склонов долин рек, берегов озер и морей способствует развитию оползневых процессов и специфиче­ского рельефа, свойственного районам развития оползней. Прони­цаемость горных пород может быть обусловлена либо их строением (рыхлым — пески, галечники; пористым — известняки-ракушечники, различные туфы, пемза), либо их трещиноватостью (известняки, доломиты, магматические и метаморфические породы). Следует под­черкнуть, что трещиноватость горных пород, способствуя заложе­нию и развитию эрозионных форм, часто определяет рисунок гидро­графической сети в плане.

Громадное морфологическое значение имеет такое свойство гор­ных пород, как растворимость. К числу легко или относительно легкорастворимых пород относятся каменная соль, гипс, известня­ки, доломиты. В местах широкого развития этих пород формиру­ются особые морфологические комплексы, обусловленные так на­зываемыми карстовыми процессами.

Находит отражение в рельефе и такое свойство горных пород, как просадочность. Этим свойством, выражающимся в уменьше­нии объема породы при ее намокании, обладают лёссы и лёссовид­ные суглинки. В результате просадки в областях распространения этих пород обычно образуются неглубокие отрицательные формы рельефа.

Существует целый ряд других свойств, определяющих морфоло­гическое значение пород и степень их устойчивости к воздействию внешних сил. В конечном счете совокупность физических и хими­ческих свойств горных пород приводит к тому, что породы более стойкие образуют, как правило, положительные формы рельефа менее стойкие — отрицательные. Следует еще раз подчеркнуть что относительная стойкость породы зависит не только от ее свойств обусловленных химическим и минералогическим составом. В зна­чительной мере она определяется условиями окружающей средыодна и та же горная порода в одних условиях может выступать как стойкая, в других —как податливая. Поэтому, как справедливо от мечает И. С. Щукин, если мы хотим учесть морфологическое значение тех или других пород в формировании рельефа исследуемой территории, необходимо 'взвесить каждое из свойств и совокупное их выражение в условиях конкретной физико-географической обстановки.