南京大学普通地质学普地风化

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第十章风化作用Weathering●停留原地的风化为离开原地的剥蚀创造了条件，为去伪存真恢复变形地壳的原貌提供科学依据。●若无风化会带来一系列麻烦第一节风化作用的类型一．物理风化1.定义：地表岩石在外力（大气、水、生物）作用下发生的机械破碎作用或化学分解作用。2.特征:●机械风化与破碎●不能改变化学成分,不会形成新矿物●温差大的沙漠、戈壁及干寒地区表现明显南京大学普通地质学普地风化2.物理风化四方式(1)热涨冷缩方式（温差大的沙漠、戈壁）●岩石里外受热不一致,在表面温度大于50度时，就会产生鳞片状层层剥落。●矿物的膨胀系数不同，石英31×10-6，长石17×10-6，使内部构造破坏,完整的岩石不断松散破碎。●昼夜温差大于季节性温差时,物理风化的表现就特别明显.★夏季新疆沙漠地区、冰达坂的实例(昼夜温差达60-70多度).南京大学普通地质学普地风化砂岩的柱状风化南京大学普通地质学普地风化(2)冰劈作用(干寒区)●岩石裂隙中的水结冰后体积会增大，达到一定限度后岩石就会崩解滚落。●条件：a.岩石有贯通的空隙，可使水渗入并流动（封闭空隙如气孔不行）；b.有足够的水分；c.温度常在冰点上下波动。★干寒区（乌市）的马路、道路与经济发展南京大学普通地质学普地风化南京大学普通地质学普地风化⑶层裂或卸载作用fracture&unloading

深部岩石上升减压会造成向上或向外的膨涨,产生与地面平行的膨胀节理.★黄山没有层理的花岗岩区;新疆凝灰岩地区;南方采石场。⑷盐分结晶撑裂作用●岩石中多含盐类,这些盐分在晚上因吸收大气水分会潮解,并渗入岩石内部，溶解所经岩石中盐分。白天烈日照晒,使地下水沿岩石裂隙上升蒸发,岩石中盐分饱和结晶、撑裂岩石。●如此反复,使岩石崩解。●发生在蒸发量大于降水量的半干旱地区。（哈密）南京大学普通地质学普地风化二．化学风化作用1.特征:

●不仅破坏岩石，而且使其化学成分变化、并形成新矿物。

●岩石在水、氧、二氧化碳作用下,产生化学分解。●温湿的南方地区表现明显。2.化学风化五种方式(1)溶解作用使矿物发生部分溶解分化的作用。●易溶物质的流失将导致岩石空隙加大,加速剥蚀。●大多数矿物可溶解于水，但溶解度不同。每公斤25度的纯水中，可溶解：1/340g云母,1/115ggg硬石膏,320g岩盐●影响溶解度的因素：温度、压力、PH值。南京大学普通地质学普地风化⑵水化作用●矿物加水会形成含水矿物(CaSO4+2H2O=CaSO4·2H2O),从而使体积膨胀、硬度降低。●有些矿物能吸收一定水参加到矿物品格中，形成含水分子的矿物。⑶水解作用●弱酸强碱盐或强酸弱碱盐,遇水会解离成带不同电荷的离子，这些离子分别与水中的H+、OH-发生反应，形成含OH-的新矿物，称为水解。●水解：钾长石→高岭土(富集)+SiO2(带走)+K(OH)(带走)进一步水解：高岭土→铝土矿(耐火材料富集)+SiO2(带走)南京大学普通地质学普地风化⑷碳酸化作用含CO2的水溶液和某些矿物中K、Na、Ca等金属阳离子结合,可形成随水迁移的碳酸盐矿物。如钾长石+H2O+CO2→高岭土（富集）+8SiO2+2K2CO3●斜长石易碳酸化,可使很硬的花岗岩被瓦解！●碳酸钾有利于植物生长,因而花岗岩地区(富长石)植被发育。南京大学普通地质学普地风化⑸氧化作用矿物被氧化后可形成新矿物；在地表富氧条件下某些矿物中的元素可从低价变为高价。如黄铁矿或磁铁矿→褐铁矿（见P．136）●松散褐铁矿及反应中产生的硫酸,导致岩石破坏。●地表褐铁矿常是地下大矿的表层标志,称为铁帽。●含黄铁矿较多的岩石不宜作建筑、装潢材料。●暗色矿物黑云母、角闪石含量高的花岗岩，容易风化，不是好的建筑材料。南京大学普通地质学普地风化淋滤风化：孔洞状奥陶纪灰岩（玉山，唐朋摄）南京大学普通地质学普地风化云南元谋：土林南京大学普通地质学普地风化化学风化-褐铁矿晕圈

南京大学普通地质学普地风化三．生物风化:生物活动引起的岩石物理与化学变化1.植物的根劈作用苏州天平山花岗岩中的根劈、天山雪莲的根劈snowlotus2.生物分泌的有机酸3.生物腐烂分解的有机酸4.人类的破坏：矿山滥采和爆破、长江沿岸化工厂的污水排放，导致环境污染，严重危害人类生存条件，同时也对岩石起着破坏改造作用。南京大学普通地质学普地风化第二节．控制岩石风化的因素一．气候北方:花岗岩(低山、圆滑的山头);灰岩(高山)南方:花岗岩(高山峻岭),灰岩(低山溶洞)二．地形高度(高易遭风化),起伏(易带走风化物),坡向(南坡易风化）三．岩石性质1．成分：单矿物岩石抗风化强，如石英,膨胀、收缩系数相同；2．早结晶者易风化：火成岩中矿物的风化能力与鲍曼反应系列中的晶出顺序一致。南京大学普通地质学普地风化3．结构疏松的结构易风化(雨花台砾石层);坚硬的岩石抗风化力强(硅化带)。4．节理发育者易风化:试剑石、石桌(苏州虎丘），鲫鱼背（黄山）四、球状风化节理包围的碎块，在化学风化（水溶液）、物理风化（温度变化）下，棱角消失，圆化成球状；以化学风化为主。

花岗岩、闪长岩、辉长岩、厚层砂岩,块状、等粒岩石易形成球状风化;与结核的区别是成分是否一致。南京大学普通地质学普地风化南京大学普通地质学普地风化第三节风化作用的产物一．风化产物的类型2.风化产物构成a.碎屑:机械风化的碎块

b.易溶物质：Ka，Na，Ca，Mg

c.难溶物质：Fe，Al3.研究风化产物的目的:推测母岩的性质、寻找原生矿体Au,Cu,Ni等.二．残积物：岩石风化后残留原地的物质,以风化壳为标志。南京大学普通地质学普地风化1.基岩上由风化产物组成的不连续的薄层叫风化壳。2.典型特征：没有层理、底界起伏、结构松散，代表不整合面(造山事件结束)。3.风化壳典型剖面:Ⅰ土壤(粘土、细小石英颗粒、植物的根)→Ⅱ