第十三十四章 风化作用

第十三十四章风化作用第一页，共五十六页，编辑于2023年，星期五一、岩浆形成的条件降压——岩石不含水时，承受压力愈大，岩石熔点愈高。深大断裂有利于熔融。增温——岩石温度增高，有利于岩石熔融。造山带异常增温率和地幔放射性热有利于熔融。加水——岩石含有含水时，有利于降低熔点。实验证明，地幔橄榄岩无水时，350km局部熔融；含0.1%水时，60km熔融。构造活动带和板块俯冲带的脱水反应有利于熔融。时间——外来热能补充，可以缩短熔融时间。物质第二页，共五十六页，编辑于2023年，星期五二、原生岩浆的种类和起源（一）概念原生岩浆

由地幔或地壳岩石经熔融或部分熔融作用形成的、成分未发生变异的岩浆。即由固态岩石直接变成液态、成分未发生变化的岩浆。母岩浆（原生岩浆）

可以通过各种作用变成其他成分岩浆（派生岩浆）的岩浆。派生岩浆

三者间的关系图

1.原生岩浆可以是母岩浆，但母岩浆不一定是原生岩浆。

2.母岩浆与派生岩浆属于母与子的关系，是一个成分系列的上下关系。母岩浆（原生岩浆）派生岩浆原生岩浆（母岩浆）派生岩浆（母岩浆）派生岩浆第三页，共五十六页，编辑于2023年，星期五（二）原生岩浆上升、侵位和派生岩浆的形成

1.底辟作用

岩浆体规模大、内部热量高、浮力大，软化顶部围岩后，向上移动，而围岩向下位移补位，结果形成岩体产状、结构构造与围岩产状一致，形成整合接触关系。

2.顶蚀作用

岩浆体因浮力作用向上挤压，造成上覆围岩拱起、破裂，碎块下落，岩浆体向上位移。形成不整合接触关系。

3.岩墙扩展作用

岩浆体因压力作用沿裂隙向上运移，同时使裂隙扩大。岩浆运移的上述过程，将改变岩浆组成，岩浆种类多样性、来源复杂性，导致岩浆岩种类繁多、性状各异。第四页，共五十六页，编辑于2023年，星期五（三）原生岩浆种类的不同认识1.一元论

1928年鲍文(N.L.Bowen)等学者认为自然界只有一种玄武岩岩浆，其它的岩浆岩是由玄武岩浆分异派生形成。这一理论无法解释地壳中大量存在花岗岩的事实。2.二元论

1851年Bonson提出有两种原生岩浆（玄武岩浆和花岗岩浆），但花岗岩浆的认识一直未受重视。

1933年列文生

-列信格和戴里(R.A.Daly)根据花岗岩和玄武岩同为地壳中分布最广的岩浆岩这一事实，重新倡导花岗岩浆和玄武岩浆两种原生岩浆的论点。

3.多元论

本世纪中期，环太平洋安山岩及阿尔卑斯超基性侵入岩的研究，使人们确信种类繁多的岩浆岩是由橄榄岩浆、玄武岩浆、安山岩浆和花岗岩浆通过复杂的演化而形成的。这几种原生岩浆是上地幔和地壳底部的固态物质在一定条件下通过局部熔融（重熔）产生的。

关于原生岩浆及其起源的问题极其复杂，尚待进一步研究。第五页，共五十六页，编辑于2023年，星期五（四）原生岩浆的种类

岩浆岩种类虽然繁多，但原生岩浆的种类却极为有限，一般认为仅三、四种而已。目前公认的有：超基性——橄榄岩浆（碳酸岩浆？）基性——玄武岩浆中性——安山岩浆酸性——花岗或流纹岩浆第六页，共五十六页，编辑于2023年，星期五（五）原生岩浆的成因机制1.玄武岩浆

（1）是上地幔物质（地幔岩）局部熔融的产物。在上地幔的不同深度，产生三种主要岩浆：拉斑玄武岩浆：约<15公里；高铝玄武岩浆；15－35公里;

碱性玄武岩浆：35－75公里。（2）玄武岩浆直接冷凝、结晶成玄武岩和辉长岩。（3）玄武岩浆通过分异作用可以形成少量中性岩和酸性岩。（4）玄武岩浆通过重力结晶分异可以形成少量超基性岩。第七页，共五十六页，编辑于2023年，星期五2.花岗岩岩浆

（1）是大陆地壳深部物质重熔的产物。（2）不同深度形成的花岗岩岩浆性质有差异。

A.距地表约10km深度形成活动性很弱的岩浆，如多数巨型花岗岩岩基。

B.距地表约20km深度形成活动性很强的岩浆，能够上侵至浅部或喷出地表。（3）花岗岩岩浆通过同化作用可形成中性岩和碱性岩。（4）部分花岗岩是混合岩化作用形成。第八页，共五十六页，编辑于2023年，星期五3.安山岩浆

（1）环太平洋地区广泛分布有安山岩。

（2）玄武质洋壳在海沟向下俯冲约95km时，玄武岩及上覆洋底沉积物发生局部熔融形成。

（3）大陆内部的安山岩，是地壳深部约60km处的岩石局部熔融产生。4.橄榄岩岩浆是上地幔物质在约80～160km深度，局部熔融的产物。第九页，共五十六页，编辑于2023年，星期五（六）局部熔融的概念1.是现代岩浆成因的一个基本概念，又叫重熔作用或深熔作用。2.岩石熔化时，不同矿物熔点不同，熔化顺序不同。矿物或岩石中SiO2和K2O含量愈高，愈易熔化，即组份愈趋于酸性，称为易熔组份。矿物或岩石中FeO、MgO、CaO含量愈高，愈难熔化，即组份愈趋于基性，称为难熔组份。

3.与单矿物比较，岩石熔融有两个特点：（1）岩石熔化温度低于各矿物单独熔化温度。（2）岩石从开始熔融到全部熔化有一个温度区间。

1）在温度较低时，岩石中的易熔组份（酸性组份）先熔化，形成酸性熔体。残留体为较基性的难熔固相物质。

2）随温度升高，难熔组份（基性组份）也逐渐熔化，熔体数量增加，熔体渐趋于基性。

3）当温度达到或超过岩石全部熔化温度，并保持较长时间，岩石将全部熔化，熔体成分和原岩成分一致。第十页，共五十六页，编辑于2023年，星期五二、岩浆的演化

岩浆从开始产生直到固结成岩，始终处在不断的变化过程中。岩浆演化的基本过程是通过分异作用、同化混染作用以及混合作用后，由上述少数几种岩浆演化成为多种多样的岩浆岩。

在适宜的条件下形成一定的矿床。（一）分异作用原来成分均一的岩浆，没有加入外来物质成分，随着温度和压力降低，依靠自身演化，分异为几种不同成分的岩浆，并进而冷凝成为不同岩浆岩的作用。按照发生阶段的早晚分为：

岩浆分异作用（液态分异作用）

结晶分异作用（固态分异作用）

气体搬运作用（流体搬运作用）第十一页，共五十六页，编辑于2023年，星期五

1.岩浆分异作用在晶体尚未晶出的液态岩浆阶段，原来成分均一的岩浆，随着温度和压力降低，依靠自身演化，分异为两种或两种以上互不混熔的不同成分的岩浆，并进而冷凝成为不同岩浆岩的作用。主要有：

扩散作用

熔离作用第十二页，共五十六页，编辑于2023年，星期五（1）扩散作用

岩浆侵入围岩后，岩体内部与边缘存在温度梯度，边缘部位高熔点组分先结晶，造成岩浆中该组分浓度降低，破坏了岩浆化学平衡。该组分由内部高浓度区域向边缘低浓度区域扩散移动，导致岩体边缘高熔点组分含量多，内部低熔点组分含量多，结果岩体内部与边缘矿物成分分布不均一。

浓度梯度是扩散作用进行的驱动力。

例如：岩浆中熔点较高的是富含铁镁的硅酸盐矿物，如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等，随温度降低优先结晶，使得岩体边部暗色矿物较集中，成份偏基性，颜色较深。而熔点较低的是铝硅酸盐矿物，如钾长石、中酸性斜长石、石英等，结晶较晚，使得岩体内部浅色矿物较集中，成份偏酸性，颜色较浅。第十三页，共五十六页，编辑于2023年，星期五（2）熔离作用

成分均一的岩浆，随着温度和压力的降低、或者外来组分加入，分离为成分和比重均不相同、互不混溶的两种岩浆，尤如油和水。

例如：

岩浆中硫化物、氧化物与硅酸盐熔体发生熔离作用，因比重大，富集于岩浆下部。如铜镍硫化物矿床、铬铁矿床、钒钛磁铁矿床常赋存于基性岩、超基性岩的底部或下部，可能与熔离作用有关。

另外，碳酸盐与硅酸盐的熔离作用，以及硅酸盐之间的熔离作用等。

第十四页，共五十六页，编辑于2023年，星期五

2.结晶分异作用在岩浆结晶开始后，原来成分均一的岩浆，随着温度和压力降低，依靠自身演化，分异为两种或两种以上互不混熔的不同成分的岩浆，并进而冷凝成为不同岩浆岩的作用。一般发生在岩浆分异作用之后进行。由于岩浆中各种矿物的结晶温度不同，随着温度的逐渐降低，各种组分依次结晶，使岩浆成分发生变化。结晶分异作用由鲍温和贝莱于上世纪20年代完成了实验和地质方面的经典研究，在玄武岩浆中研究得最为完备——鲍温反应原理

（系列），是岩浆演化的理论支柱之一。第十五页，共五十六页，编辑于2023年，星期五

鲍温反应原理，是根据鲍温（N.L.Bowen，1922）实验室玄武岩浆冷凝结晶过程总结提出的。岩石学意义：（1）一种玄武岩浆，结晶分异后可以形成多种岩石。（2）可以解释钙碱性岩浆岩中一般矿物的结晶顺序。（3）可以解释钙碱性岩浆岩中矿物的共生组合规律。（4）可以解释斜长石的正环带结构和暗色矿物的反应边结构。（5）可以解释岩浆岩与捕虏体的一般关系。即岩浆可以熔化围岩及捕虏体中比自己熔点低的矿物组分，但难以熔化比自己熔点高的矿物组分。因而基性岩浆岩中一般没有酸性岩石捕虏体，酸性岩浆岩中常可以见到基性岩石捕虏体。第十六页，共五十六页，编辑于2023年，星期五结晶分异作用有：重力分异作用流动分异作用双扩散对流分异作用（1）重力分异作用

岩浆冷凝中，先晶出的矿物（橄榄石、辉石等）因比重大，可以不受妨碍地下沉到底部，比重小的矿物（长石等）自由上浮的分离现象。主要出现在基性岩浆中。往往具有垂直分带现象、水平层理构造、及包含结构和镶嵌结构。例如四川力马河基性岩体，底部为含矿的橄榄岩和辉石岩，向上过渡为辉长岩，上部为闪长岩的组合体。岩浆的发生与分异图第十七页，共五十六页，编辑于2023年，星期五（2）流动分异作用（压滤与摩擦作用）

含有晶体的岩浆，在流动过程中，由于摩擦作用，使得晶体远离边部，靠近中央通道，相对集中的分异现象。犹如河道放木。例如岩墙、岩床。（3）双扩散对流分异作用

岩浆冷凝过程中，由于岩浆房中心与边部存在着温度梯度，使组分扩散，同时晶体结晶、或与围岩同化混染等原因，也存在成分梯度。由于双梯度的存在，造成岩浆房内部与边部、下部与上部组分重力失稳，产生对流，使下部和中部未经分异的高温岩浆向上向外迁移，导致分异，形成基性程度不同的层状岩浆房。第十八页，共五十六页，编辑于2023年，星期五3.气体搬运作用岩浆中的挥发组分在重力的驱动下，向岩浆房顶部扩散，形成挥发组分富集带。在岩浆分异过程中，尤其是在结晶晚期，由于大量晶体析出，熔体量减少，流体量相对增多，当温度和压力进一步降低时，岩浆中的流体将气化沸腾沿裂隙运移，同时搬运或携带部分易熔组分或比重小的组分迁移，使岩浆成分发生变化的作用。犹如浮游选矿。例如岩体顶部常富集有大量含有挥发份的矿物：磷灰石、萤石、角闪石、沸石等。第十九页，共五十六页，编辑于2023年，星期五（二）同化混染作用岩浆温度很高，并且有很强的化学活动能力，它可以熔化或交代与之相接触的围岩或所捕虏的围岩碎块，进行物质交换，或化学反应，从而改变原来岩浆的成分。同化作用

岩浆把部分围岩及捕虏体进行熔化或交代的过程。混染作用被熔化或交代后的围岩及捕虏体成份对岩浆的混合过程，改变原岩浆的成分，使其逐渐变成岩浆体的一部分。因同化和混染并存，故又统称

同化混染作用。第二十页，共五十六页，编辑于2023年，星期五同化混染作用可能发生的方式：1.岩浆可以熔化围岩及捕虏体中比自己熔点低的矿物组分，使熔体成分发生改变。例如基性岩浆可以同化酸性围岩及捕虏体，使岩浆向酸性变化，基性岩中一般没有酸性捕虏体。

2.岩浆难以熔化围岩及捕虏体中比自己熔点高的矿物组分，但是，可以通过离子扩散方式，交代改造围岩及捕虏体中熔点高的矿物组分，由于作用较为缓慢，常常有残留物质存在，出现混染现象。例如酸性岩浆同化基性围岩及捕虏体时，岩体边部形成中性岩，酸性岩中常可以见到基性岩的捕虏体。3.与岩浆相适应的围岩及捕虏体可以稳定存在，如金伯利岩中含有地幔橄榄岩捕虏体。第二十一页，共五十六页，编辑于2023年，星期五发生同化混染后的岩石特征：1.同化混染带主要出现在大型侵入体的边缘

部位，岩体与围岩接触界限不明显。2.同化混染带中常含有捕虏体物质。3.同化混染带中常具有斑杂状构造。4.同化混染带中常含有非岩浆性矿物，如硅灰石、堇青石、红柱石等。（三）混合作用指两种不同成分岩浆以不同比例混合后，形成的一些过渡类型岩浆，结果岩石中出现非正常结晶矿物或非正常矿物关系。例如冰岛地区，酸性流纹岩中可见到钙质斜长石和辉石的捕虏晶体。第二十二页，共五十六页，编辑于2023年，星期五（四）分异作用、同化混染作用与混合作用的关系通常认为三者可以共同存在、同时进行、相互影响。尤其是前两者关系更为密切，又称为（AFC）模式。AFC模式：岩浆冷凝过程中，边部岩浆同化围岩将消耗岩浆热量，导致结晶作用的进行；然而，结晶作用又将释放出化学热，补充热量，有利于围岩被同化。两者相辅相成的关系模式。第二十三页，共五十六页，编辑于2023年，星期五总结——岩浆岩的主要判别标志

1.多为块状的结晶岩石，部分为玻璃质岩石。玻璃质岩石一般就是岩浆岩（有时出现在强烈断裂带内，如玻化岩）。

2.具有特有的矿物和结构构造。如霞石、白榴石、气孔、杏仁构造。

3.岩体与围岩间一般都有明显的界线，呈各种形态存在于地层中，或平行、或切穿围岩的层理和片理。4.岩体边部中常含有围岩碎块（捕虏体），围岩碎块和围岩常遭受热变质作用。5.各地质时期形成的主要岩浆岩类，大部分都可以找到与其化学成分近似的现代火山岩。6.岩浆岩中没有任何生物遗迹。第二十四页，共五十六页，编辑于2023年，星期五本章重点原生岩浆的概念原生岩浆的种类主要原生岩浆类型的成因局部熔融的概念岩浆的演化机理第二十五页，共五十六页，编辑于2023年，星期五第三篇沉积岩

第十三章沉积岩及其一般特征第二十六页，共五十六页，编辑于2023年，星期五一、概念

沉积岩(Sedimentaryrocks)：

是地表或近地表环境的母岩，在常温、常压下，由风化作用、生物作用和某种火山作用形成的产物，经搬运、沉积、固结成岩而成的岩石。岩浆岩(Magmaticrocks,Igneousrocks)：

是地壳深处或上地幔的岩石，经熔融或部分熔融形成的高温岩浆，侵入地下或喷出地表冷凝而成的岩石，即由岩浆冷凝固结而成的岩石。上述定义说明：1.形成环境不同（地表或近地表、环境多样性）2.物化条件不同（常温、常压）3.作用类型不同（外力作用）4.形成过程不同（松散固结成岩或水体沉淀固结成岩）第二十七页，共五十六页，编辑于2023年，星期五二、一般特征（与岩浆岩相比）（一）化学成分

1.Fe2O3＞FeO（氧化强烈）。2.K2O+Na2O含量低（易溶解、淋滤）。3.K2O

＞Na2O（粘土矿物吸附或云母）。4.H2O、CO2等含量高。5.有机质丰富。（二）矿物成分

1.沉积岩中大量出现

粘土矿物、碳酸盐矿物、盐类矿物、铁质矿物、有机质、蛋白石、玉髓等。2.沉积岩中较少出现

橄榄石、基性斜长石、普通辉石、普通角闪石等。3.沉积岩和岩浆岩中都大量出现

石英、酸性斜长石、钾长石等。第二十八页，共五十六页，编辑于2023年，星期五沉积岩与岩浆岩平均矿物成分对比表矿物种类沉积岩%岩浆岩%粘土矿物沉积铁质矿物白云石及部分菱铁矿方解石石膏及硬石膏磷酸盐矿物有机物质14.514.009.074.250.970.150.73——————————————白云母石英榍石及钛铁矿磁铁矿正长石钠长石15.1134.800.020.0711.024.553.8520.401.453.1514.8525.60钙长石黑云母角闪石辉石橄榄石——————————9.803.861.6612.102.65第二十九页，共五十六页，编辑于2023年，星期五（三）结构与构造岩浆岩：高温低温、液态固态，“结晶结构”为主。沉积岩：形成环境多样性导致结构多样性、构造成层性。碎屑——碎屑结构风化作用粘土——泥质结构化学溶解物——结晶粒状结构结构生物作用——生物结构火山作用——火山碎屑结构构造——成层性（层理、层面构造等）和生物遗迹等第三十页，共五十六页，编辑于2023年，星期五三、分布1.陆地表面覆盖75%，最大厚度13km，平均1.8km（Blatt，1970）。洋底几乎全部覆盖，0.2～3km，平均1km。2.最老的岩石年龄为36亿年（苏联科拉半岛）。3.各岩类分布情况：页岩、砂岩和石灰岩＞95%。页岩（%）砂岩（%）石灰岩（%）地球化学方法（F.T.Mackenzie，1971）81118地层剖面厚度552520第三十一页，共五十六页，编辑于2023年，星期五四、矿产资源沉积型与沉积变质型矿产占世界矿产资源总量的80%。主要有：

矿物燃料——煤炭、石油、天然气等。

矿物肥料——钾盐、磷酸盐、硝酸盐等。

金属矿产——Fe、Al、Mn、Cu、Mg等，以及砂矿里的W、Sn、Au、Pt、U、Zr等。

非金属矿产——石膏、重晶石、漂白土、硅藻土、建筑砂等。

冶金熔剂、水泥原料、人造纤维原料——石灰岩、白云岩。

耐火材料、陶瓷原料、钻井泥浆原料、吸收剂、净化剂等原料——泥质岩石。第三十二页，共五十六页，编辑于2023年，星期五五、沉积岩石学（SedimentaryPetrology）的研究任务

1.研究沉积岩（物）的物质成分、结构构造、分类命名、岩体产状和岩层间的关系。2.模拟实验。研究沉积岩和沉积矿产的形成机理，包括风化作用、搬运作用、沉积作用以及沉积期后变化的机理。3.沉积环境分析。研究时空演化、分布规律以及与大地构造的关系，恢复沉积岩形成时的古气候条件、古地理环境以及大地构造环境。欧美学者称其为“沉积学（Sedimentology）”，常混用。第三十三页，共五十六页，编辑于2023年，星期五六、沉积岩石学的研究方法1.野外：通过测剖面、填图等方法，研究沉积岩（物）的物质成分、结构构造、岩体产状、岩层间接触关系、岩层厚度、成因标志、岩石组合、横向与纵向延伸变化，以及古流向等。引进新技术、新方法，如遥感技术、测视雷达、测视声纳、测井技术、深海钻探等。2.室内：

显微镜薄片法是最基本方法，以及粒度分析、重矿物分析、不容残渣分析、热分析、X衍射分析、光谱分析、电子探针、红外光谱、原子吸收光谱、扫描电镜等。第三十四页，共五十六页，编辑于2023年，星期五参考书

1.《沉积岩岩石学》，曾允孚夏文杰，1986，地质出版社2.《沉积岩》，华东石油学院3.《沉积岩成因》，布拉特等，1978，科学出版社4.《沉积岩》，裴蒂庄，1981，石油工业出版社5.《陆源碎屑沉积环境》，赖内克和辛格，1979，石油工业出版社6.《沉积学讲稿汇编》，许靖华，1980，成都地矿所第三十五页，共五十六页，编辑于2023年，星期五第十四章风化作用第三十六页，共五十六页，编辑于2023年，星期五一、沉积物的来源

1.陆源物质——母岩风化产物，如砂砾碎屑、化学溶解物、不溶残余物。是形成沉积物的主要来源。物质供给区域称为“物源区”或“陆源区”。

2.生物源物质——生物遗体（贝壳、骨骼）、有机质。

3.深源物质——火山喷发带来的气、液、碎屑，以及来自深大断裂带的富多金属元素的热卤水等。

4.宇宙源物质——陨石的降落。简称为“陆、海、空、生”。第三十七页，共五十六页，编辑于2023年，星期五二、风化作用

是指地表或近地表的岩石，在外地质营力（大气、温度、水、生物、冰川等）作用下发生破坏（物理、化学、生物）的过程。（一）物理风化作用

由于大气、温度、流水、冰川等作用下（根劈、冰劈、重力效应、盐晶生长），使母岩发生机械破坏，形成不同大小的碎屑（岩屑、矿屑），并不改变化学成分。主要出现在特殊地区，例如寒冷的高原地区、两极地带等，与化学风化作用相比较次要。物理风化滚石坡（一号冰川，4044m）第三十八页，共五十六页，编辑于2023年，星期五（二）化学风化作用

在大气、水、有机酸的作用下，使岩石破坏、矿物分解，发生化学变化，形成新物质的过程。主要发育在潮湿、温暖环境中，作用广泛而强烈，是自然界主要风化作用之一。常见方式：1.氧化作用

含变价元素的矿物，在H2O、O2的作用下变成氧化物、氢氧化物和含氧盐等。附带产生的酸体改变了环境的酸碱度，有利于化学风化作用。

Fe2SiO4+O2+4H2O=Fe2O3+2H4SiO4

铁橄榄石赤铁矿或褐铁矿硅酸

2FeS2+O2+4H2O=Fe2O3·nH2O+4H2SO4

黄铁矿赤铁矿或褐铁矿硫酸第三十九页，共五十六页，编辑于2023年，星期五2.水化（合）作用

由不含水矿物变为含水矿物。使体积膨胀、硬度降低。

Fe2O3+nH2O=Fe2O3·nH2O

赤铁矿褐铁矿

2K〔AlSi3O8〕+2H2OK＜1Al2〔（Si,Al)4O10〕(OH)2·nH2O

钾长石水云母

3.水解作用（离子交换反应）

弱酸强碱盐或强酸弱碱盐遇水后解离，与水中的H+、OH-离子相互交换，形成两种产物——真溶液、不溶残余物。4K〔AlSi3O8〕+6H2OAl4（Si4O10）(OH)8+8SiO2+4KOH

钾长石高岭石胶体真溶液注：1.矿物中的金属阳离子与OH-结合，生成易溶的真溶液被带出，而络阴离子团则与H+结合，生成难溶的粘土矿物残留原地，同时产生胶体溶液。2.弱酸盐最易水解，如碳酸盐、硅酸盐和铝硅酸盐岩石。3.温度高有利于水解，如热带环境化学风化作用强烈。第四十页，共五十六页，编辑于2023年，星期五4.碳酸化作用

含CO2的水溶液对硅酸盐和铝硅酸盐矿物作用，与分解出金属阳离子K、Na、Ca等结合,形成可随水迁移的碳酸盐和SiO2胶体。

CaSiO3+CO2+nH2OCaCO3+SiO2+nH2O1硅灰石

如果水介质中游离的CO2少，则CaCO3多沉淀下来；如果游离的CO2多，则CaCO3转变为易溶的重碳酸盐被搬运走。

CaCO3+CO2+H2OCa（HCO3）24K〔AlSi3O8〕+2CO2+4H2O2K2CO3+Al4（Si4O10）(OH)8+8SiO2

钾长石真溶液高岭石胶体5.溶解作用

使矿物发生部分溶解分化的作用。大多数矿物可溶解于水。不同矿物溶解度不同。矿物溶解度的差异性导致岩石空隙加大,加速风化。第四十一页，共五十六页，编辑于2023年，星期五（三）生物风化作用1.生物物理风化作用例如：根劈作用、动物潜穴活动等。2.生物化学风化作用生物的生命活动（新陈代谢、光合作用、生物化学分解作用）以及生物死亡后，以粘液、粪便、气体、有机体腐化等形式，产生大量的有机酸、CO2、H2S等成份，直接腐蚀岩石。与其它生物相比，微生物和藻类分布广、适应性强，广布在地表以及浅部地带，制造着各种酸碱成分，分解岩石，生物化学风化作用更强。人类工程活动对岩石的破坏，如资源滥采、爆破、污水排放等。苏州天平山花岗岩根劈第四十二页，共五十六页，编辑于2023年，星期五三种风化作用的关系

三种风化作用相互联系、互相促进、互相影响。

物理风化作用使母岩形成裂隙、碎块，有利于化学风化作用和生物风化作用。

化学风化作用使母岩强度、硬度降低，有利于物理风化作用和生物风化作用。生物风化作用有利于化学风化作用和物理风化作用的加速进行。

三种作用在不同环境里影响程度有所侧重：

——严寒极地、高山地区和沙漠地区，以物理风化作用为主。

——潮湿温暖地区，以化学风化、生物化学风化作用为主。自然界，化学风化作用和生物化学风化作用最具有地质意义。第四十三页，共五十六页，编辑于2023年，星期五三、元素的风化分异性

是指在特定的条件下，由于元素迁移能力不同，造成各种元素按一定顺序，先后从母岩中分离出来的规律。苏联Б.Б.波雷诺夫（1934）和А.И.彼列尔曼（1955）提出“元素水迁移系数（Kx）”。

Kx=

Kx——x元素的水迁移系数mx——x元素在河水中的含量（mg/L）nx——河水中矿物质残渣总量（mg/L）

α——x元素在在该流域岩石里的平均含量（%）该式说明：

Kx系数越大，说明x元素越易迁移，岩石里残留的就越少。第四十四页，共五十六页，编辑于2023年，星期五

根据硅酸盐岩石在潮湿温暖条件下发生风化进行计算，将元素迁移能力分为：

1）最易迁移元素：（Kx=n×10～102）

Cl、Br、I、S2）易迁移元素：（Kx=n～n×10）

Ca、Mg、Na、F、Sr、K、Zn3）迁移元素：（Kx=n×10-1～n）Cu、Ni、Co、Mo、V、Mn、P、Si（硅酸盐）4）惰性（微弱迁移）元素：（Kx＜n×10-1）

Fe、Al、Ti、Sc、Y、TR（稀土元素）、……。5）几乎不移动的元素：（Kx≈n×10-10）

Si（石英）第四十五页，共五十六页，编辑于2023年，星期五该分类说明：1）各元素迁移能力相差很大（成百上千倍），使得岩石中共生的元素，因风化迁移性能不同而发生分异——化学风化。2）元素的迁移能力与该元素的物化性质不完全一致。除与元素本身的原子和离子特性有关外，还与含有该元素的矿物特征，及其抗风化能力有关。

如CaCO3、CaSO4、MgCO3比NaCl、KCl难溶解，但是，Ca、Mg比Na、K易迁移。如钙长石抗风化能力比钠长石弱，Ca先于Na析出矿物。第四十六页，共五十六页，编辑于2023年，星期五四、岩石风化带发育的阶段性

Б.Б.波雷诺夫根据元素在风化带迁移的分移性，将结晶岩石完整风化过程分为四个阶段，不同阶段形成不同的环境和独特的产物。1.碎屑阶段

以物理风化为主，形成岩石和矿物碎屑。如干旱沙漠地区。2.饱和硅铝阶段

化学风化初期阶段。在CO2、H2O的作用下，岩石中易溶组分全部溶解，铝硅酸盐和硅酸盐矿物开始分解，游离出Ca2+、Mg2+、Na+、K+，介质呈碱性或中性，部分SiO2进入溶液，并形成碱性条件下稳定的蒙脱石、水云母、拜来石、绿脱石、绿泥石等。第四十七页，共五十六页，编辑于2023年，星期五3.酸性硅铝阶段

化学风化中期阶段。碱金属与碱土金属大量被溶滤出来后，有机质分解形成大量有机酸和CO2（碳酸），介质由碱性转为酸性，蒙脱石等矿物进一步脱失Ca2+、Mg2+，转变成酸性条件下稳定的高岭石、变埃落石等。例如植被发育的温暖潮湿地区。该作用通常又被称为“粘土型风化作用”。4.铝铁土阶段

风化作用的最后阶段。铝硅酸盐矿物彻底分解，碱金属与碱土金属全部游离出来，介质又呈碱性或中性，SiO2继续被迁移进入溶液。可迁移元素全部从岩石中析出，原地仅剩余极难溶的Fe、Al、Si含水氧化物，形成水铝石、水铝矿、褐铁矿、针铁矿、赤铁矿、蛋白石、玉髓等混杂一起的土状堆积物——红土。例如潮湿炎热地区。该作用通常又被称为“红土型风化作用”。第四十八页，共五十六页，编辑于2023年，星期五五、主要造岩矿物与岩石在风化带中的稳定性和习性

矿物的稳定性主要取决于它的化学成分、物理性质、晶体构造和气候条件等因素。

1.长石

主要在碳酸的作用下分解，析出Ca2+、Na+、K+

，水化为水云母，在碱性介质中进一步分解为蒙托石，在酸性介质中分解为高岭石，在湿热气候条件下，进一步分解为水铝石、水铝矿、蛋白石、玉髓。

长石抗风化能力较低，其中，钾长石比斜长石稳定，酸性斜长石比基性斜长石稳定。所以，沉积岩中常见钾长石和酸性斜长石。

地质意义：是干燥气候、造山带或火山喷发环境的指示矿物。第四十九页，共五十六页，编辑于2023年，星期五2.铁镁矿物

在酸的作用下，析出Ca2+、Mg2+、Fe2+，在强氧化和碱性介质中进一步水解为蒙托石，在弱还原条件下变为绿泥石，蒙托石在酸性介质中可再次分解为高岭石，在湿热气候条件下，进一步分解为褐铁矿、蛋白石、玉髓的红土堆积。风化稳定性：低高橄榄石辉石角闪石黑云母

所以，铁镁矿物在沉积岩中含量少，常以重矿物出现。3.云母类

白云母稳定性高于黑云母，沉积岩中常见。白云母