第四章 残积物及风化壳

1、第四章：残积物及风化壳第四章：残积物及风化壳4.14.1 风化作用阶段及其产物风化作用阶段及其产物 暴露地表的岩石，受太阳辐射、温度变暴露地表的岩石，受太阳辐射、温度变化、水和生物的作用，发生破碎和分解，形成各化、水和生物的作用，发生破碎和分解，形成各种岩屑、砂粒和粘土，这种作用称为种岩屑、砂粒和粘土，这种作用称为。风化作用与残积物的形成风化作用与残积物的形成风化作用风化作用物理风化物理风化温差风化温差风化冰劈作用冰劈作用盐类的结晶盐类的结晶溶解作用起重要作用的地区溶解作用起重要作用的地区生物风化生物风化 是指生物在其生长和分解过程中，直接或间接地是指生物在其生长和分解过程中，直接或间接地对岩

2、石矿物所起的物理的和化学的风化作用。对岩石矿物所起的物理的和化学的风化作用。植物对岩石的作用植物对岩石的作用生命赞歌生命赞歌昆仑山上的松柏昆仑山上的松柏地地 衣衣与人有关的生物物理风化作用与人有关的生物物理风化作用4.2 残积物与风化壳残积物与风化壳 地表岩石经受风化作用物理破坏地表岩石经受风化作用物理破坏和化学成分改变后，残留在原地的和化学成分改变后，残留在原地的堆积物，称为堆积物，称为残积物残积物。 具有多层结构的残积物剖面称具有多层结构的残积物剖面称风风化壳化壳。残积物残积物岩性岩性：（：（1）原岩岩屑）原岩岩屑岩块、角砾、粉砂级颗粒岩块、角砾、粉砂级颗粒 （2）风化残余矿物）风化残余矿

3、物抗风化能力：氧化物抗风化能力：氧化物硅酸盐硅酸盐碳酸盐和硫酸盐碳酸盐和硫酸盐卤化物卤化物溶解度：食盐溶解度：食盐石膏石膏方解石方解石橄榄石橄榄石辉石辉石角闪石角闪石滑石滑石蛇纹石蛇纹石绿帘石绿帘石正长石正长石黑云母黑云母白云母和石英白云母和石英 （3）地表新生矿物）地表新生矿物主要是粘土矿物和胶体矿物主要是粘土矿物和胶体矿物构造构造：（：（1）全风化带）全风化带 （2）半风化基岩带）半风化基岩带 （3）未风化基岩带）未风化基岩带残积物类型残积物类型1、岩屑型残积物、岩屑型残积物2、硅铝、硅铝-碳酸盐（或硫酸盐）型残积物碳酸盐（或硫酸盐）型残积物3、硅铝粘土型残积物、硅铝粘土型残积物4、铁铝型

4、残积物、铁铝型残积物风化壳风化壳现代风化壳剖面现代风化壳剖面昆仑山顶风化壳昆仑山顶风化壳风化壳的类型风化壳的类型 各气候带风化壳发育情况示意图 （据W.K.Hamblin,1981,黎彤修改） 在相同气候条件下，基岩性质对残积物有重要影响。在相同气候条件下，基岩性质对残积物有重要影响。 可溶性岩石可溶性岩石(石灰岩、白云岩、大理岩、石灰岩、白云岩、大理岩、 石膏及其他生物化学岩类石膏及其他生物化学岩类等等)风化时，钙质残积阶段较长，溶解物大部分被水介质搬运走风化时，钙质残积阶段较长，溶解物大部分被水介质搬运走,岩岩石石 中原有的粘土、铁、铝等杂质聚集成残积粘土层，通常经高价中原有的粘土、铁、铝

5、等杂质聚集成残积粘土层，通常经高价铁染红，称为赭土，它不同于完全由次生粘土组成的红土。铁染红，称为赭土，它不同于完全由次生粘土组成的红土。花岗岩石有较多的硅铝，但含钙少，风化时可较快达到硅铝阶段，花岗岩石有较多的硅铝，但含钙少，风化时可较快达到硅铝阶段， 形成富含石英、高岭石的残积物。形成富含石英、高岭石的残积物。玄武岩含钙多，其富钙阶段比花岗岩长，残积物中含较多碳玄武岩含钙多，其富钙阶段比花岗岩长，残积物中含较多碳 酸钙酸钙白色薄膜。橄榄岩等超基性岩含铁量高，在硅铝化阶段就能生成白色薄膜。橄榄岩等超基性岩含铁量高，在硅铝化阶段就能生成含褐铁矿，针铁矿和水赤含褐铁矿，针铁矿和水赤 铁矿的残积层

6、。铁矿的残积层。砂岩、片麻岩与花岗岩相似。页岩、板岩、千枚岩等缺乏钙质，一砂岩、片麻岩与花岗岩相似。页岩、板岩、千枚岩等缺乏钙质，一开始就进入开始就进入 硅铝阶段硅铝阶段,形成粘土残积层形成粘土残积层.而石英岩抗化学风化能力极而石英岩抗化学风化能力极强一般只受物理风化而形成石英砂。强一般只受物理风化而形成石英砂。砖红土型风化壳砖红土型风化壳古风化壳古风化壳 已形成的风化壳由于种种原因被后来的堆积物所掩盖，避免了强烈的剥蚀作用，其被保留下来的部分称古风化壳古风化壳。4.3 4.3 土壤与古土壤土壤与古土壤 土壤是以各种风化产物或松散堆积物为母质层，经过生物化学作用为主的成土作用改造而成的岩石表层

7、物质,是陆地表面具有一定肥力的能生长植物的疏松表层。qO层（有机质层）qA层（腐殖质层）qE层（淋溶层）qB层（淀积层）qC层（风化层）qR层（基岩层）土壤剖面土壤剖面腐殖层腐殖层淋溶层淋溶层淀积层淀积层土壤类型土壤类型成土母质成土母质气气 候候生生 物物地地 形形时时 间间人类生产活动的影响人类生产活动的影响 土壤类型主要取决于气候和植被（有机土壤类型主要取决于气候和植被（有机质来源），而植被发育程度又受气候控制质来源），而植被发育程度又受气候控制。 当气候条件发生变化时，土壤也会为适应当气候条件发生变化时，土壤也会为适应新的气候条件而改变新的气候条件而改变 土壤类型，故土壤呈现土壤类型，故

8、土壤呈现可逆性变化，这是它与风化壳的重要区别。可逆性变化，这是它与风化壳的重要区别。 气候分布具有地带性，所以土壤的类型在地气候分布具有地带性，所以土壤的类型在地球上也呈地带性分布。如我国主要土壤类型球上也呈地带性分布。如我国主要土壤类型的分布，就具有十分明显的地带性特征的分布，就具有十分明显的地带性特征气候类型与土壤类型及中国的土壤分布气候类型与土壤类型及中国的土壤分布古土壤古土壤在地质时期形成的土壤称古土壤。在地质时期形成的土壤称古土壤。因其往往被后期地层所埋藏，故又称埋藏因其往往被后期地层所埋藏，故又称埋藏土壤土壤(也有的露出地表也有的露出地表)。古土壤上层的腐殖。古土壤上层的腐殖层因遭

9、冲刷、淋滤和炭化，不易保存下来。层因遭冲刷、淋滤和炭化，不易保存下来。 古土壤的时代越老，越不易辩认。目前，古土壤的时代越老，越不易辩认。目前，只形成于第四纪的古土壤才较有把握识别。只形成于第四纪的古土壤才较有把握识别。冲刷、淋滤和炭化，不易保存下来。冲刷、淋滤和炭化，不易保存下来。 第四纪地层中的古土壤是通过与现代土第四纪地层中的古土壤是通过与现代土壤结构对比，以及对古土壤层的颜色、岩壤结构对比，以及对古土壤层的颜色、岩性、化学成分性、化学成分 、矿物成分、微结构、孢粉、矿物成分、微结构、孢粉组合和粘土矿物等的综台研究确定的。第组合和粘土矿物等的综台研究确定的。第四纪黄土中古土壤发育较四纪黄土中古土壤发育较 好，常由几个时好，常由几个时代形成的古土壤组成古土壤系。代形成的古土壤组成古土壤系。 以黄土中的褐士型古土壤为例，以黄土中的褐士型古土壤为例，其结构虽有改变，但仍可分为其结构虽有改变，但仍可分为2 2层层（左图），顶部粘化层，呈棕红色，（左图），顶部粘化层，呈棕红色，粘性重，腐殖层往往不显著，含粘性重，腐殖层往往不显著，含Fe2O3Fe2O3较高，极少较高，极少CaCO3CaCO3，孢粉中，孢粉中有木本植物花粉，高岭土矿物多，有木本植物花粉，高岭土矿物多，裂隙发育，当于现代土壤的裂