10-风化作用分析

第十章风化作用风化作用的概念

地表或接近地表的矿物和岩石，通过与大气、水和生物接触，发生物理崩解和化学分解，产生松散碎屑物、化学溶液、残积物乃至土壤的过程。

一、物理风化作用.〔机械风化〕。1概念：地表岩石因温度变化在原地发生机械破坏而不转变化学成分的作用.2物理风化作用类型1)热胀冷缩；2)冰劈作用；3)层裂；4)盐分结晶的撑裂作用温差风化

1.白天2.夜间1〕热胀冷缩——温度变化使岩石反复地表里不均地胀缩，产生垂直、平行于岩石外表的裂隙，彼此脱离，层层剥落，使岩石裂开。2)冰劈作用——填充在岩石裂隙中的水分，因冰冻使岩石机械裂开。3)层裂——又称卸载作用。岩石处在上覆压力之下，一旦压力解除，便发生向上或向外的膨胀，形成一系列平行于地面的裂隙。常见于花岗岩出露区。洋葱构造4)撑裂作用在干旱区，当岩石裂隙中的水溶解有大量的盐类矿物时，因含水量蒸发，浓度到达过饱和，盐分再结晶，使体积增大，对围限它的裂隙产生膨胀压力，使裂隙扩大加深，以致岩石崩裂的作用。二、化学风化作用概念：是指大气、水和水溶液的作用下岩石发生的化学分解过程。特点：转变其物理状态，转变其化学成分，发生化学分解，形成新矿物。1)溶解作用－矿物溶于水的过程。2)水化作用－有些矿物与水作用时，能够吸取水份作为自己的组成局部，形成含水的新矿物。3)水解作用－矿物的离解物与水中的H+、OH-离子发生化学反响，形成新矿物。4)碳酸化作用－矿物与水中CO2结合生成易溶于水的碳酸盐，使原有矿物分解的作用。5)氧化作用－矿物中的低价元素与大气和水中的游离氧化合变为高价元素的作用。2化学风化类型ChemicalWeathering3、化学风化的阶段A.化学风化早期阶段——K、Na、Ca、Mg的氯化物和硫酸盐首先被淋溶，剩余Ca、Mg的碳酸盐，此阶段富碳酸盐阶段，产物称为富Ca、Mg残积层；B.化学风化中期阶段——Ca、Mg的碳硫酸盐也被淋溶，剩余Al、Si的氧化物，此阶段富Al、Si阶段，产物称为富Al、Si残积层〔风化壳〕；C.化学风化晚期阶段——Si作为一种胶体也被淋溶，剩余Al和Fe的化合物，此阶段也叫富Al、Fe阶段，产物称为富Al、Fe残积层〔风化壳〕；固态产物：褐铁矿和粘土矿物〔包括高岭石〕，前者为黄褐色，后者为灰白色。二者混合形成红土。这是热带、亚热带地区多数岩石经化学风化后残留原地的产物，即残积物。在金属硫化物矿床的上部，常发育以褐铁矿为主的残积物，称为铁帽。它往往被作为查找地下隐伏的金属硫化物矿床的找矿标志。4)、化学风化作用的产物三、生物风化作用

生物作用使岩石在原地发生破坏的过程。包括：生物物理风化、生物化学风化。1、生物物理风化生物活动参与下的机械破坏作用：①根劈；②地下动物把地下岩屑带到地表；③直接在岩石上打洞。2、生物化学风化菌类〔微生物〕作用产生酸性物质分解岩石。该作用参与形成矿物质和有机质共存的新物质——土壤。

其次节制约岩石风化性质与特性的因素一、气侯条件二、地形地貌条件三、岩石的特征四、地壳运动五、人类活动降雨〔湿度〕—化学风化有水的参与，运动的水及矿物质运移，破坏化学平衡，促进反响不断进展。水的参与使风化向多样化、深度进展。一、气候因素温度——温差大、冷热变化频繁利于物理风化；温度变化对岩石在水中的溶解度和化学反响速度、水溶液浓度有较大影响，影响化学风化速度。二、地形地貌

地形影响气候及水文、光照、温差条件，流水侵蚀作用，残积物滞留条件。高度海拔高：以物理风化为主海拔低：化学风化速度较快坡度陡坡：风化速度较大，风化壳较薄缓坡：风化速度较慢，风化壳较厚1、岩石成分1〕矿物成分矿物成分抗风化力气：氧化物>硅酸盐>碳酸盐和硫化物造岩矿物易溶解性挨次：食盐、石膏、方解石、橄榄石、辉石、角闪石、滑石、蛇纹石、绿帘石、正长石、黑云母、白云母、石英〔最稳定〕。岩浆岩抗风化力气：酸性岩>中性岩>基性岩>超基性岩〔花岗岩〕〔闪长岩〕〔辉长岩〕〔橄榄岩〕三、岩性1、岩石成分2〕化学成分活动性强元素：K、Na等，随水流失。活动性弱元素：Fe、Al、Si等，残留原地。含活动元素多者易于风化。同一种元素，所组成的化合物不同，岩石的抗风化力气也不同。三、岩性三、岩性因素2、构造特点1)单一矿物组成的岩石抗风化力气较强：单矿岩>复矿岩2)矿物成分一样：等粒构造>不等粒构造，单粒构造岩石抗风化力气较强，细粒>粗粒3)沉积岩胶结：Si质胶结>Ca质胶结>泥质胶结3、节理发育状况：

节理破坏了岩石的连续性和完整性，增加了岩石的可渗透性，是促进岩石风化的因素球形风化：几组方向的节理将岩石分割成众多多面体的小块，多面体的边缘和隅角从多个方向受到温度及水溶液等因素的作用，最先被破坏且破坏深度较大，其棱角渐渐圆化，变成球形或椭球形，称～。spheroidalweathering〔球形风化示意图〕spheroidalweathering差异风化：抗风化力气不一的岩石共生在一起，则抗风化力气强的岩石突出，抗风化力气弱得凹入，称为～。四、地壳运动猛烈上升期：风化速度快，风化壳厚度不大稳定期：风化彻底，风化壳厚度大五、人类活动人工开挖基坑、边坡、隧洞、砍伐森林等第三节风化作用的产物一、风化产物的类型1、碎屑物质2、溶解物质3、难溶物质二、残积物概念：岩石风化后残留于原地的松散积存物。特征：构造松散，碎屑大小不均，棱角显著，无层理，多分布在分水岭、山坡和低凹地带，顶部较平坦，底界起伏不平，与基岩呈过渡关系。具有垂直分带性。三、风化壳1、概念：指被风化的岩石圈的表层。2、古风化壳—被较新岩层掩盖而保存下来的风化壳。风化壳－残积物在地壳表层分布很广泛，它不连续地掩盖在地壳基岩上，形成一层薄的外壳。由于岩石中矿物的抗风化力气不同，随着风化作用的进展，风化壳将保存某些特殊的矿物或成分，形成特殊的矿产。降水量越大，风化作用越猛烈。古风化壳对古气候、古环境及构造活动等具有指示意义。四、土壤概念：具有生长〔高等植物〕力气的残积物的表层。——成分：富含腐殖质、矿物质、水分和空气。——厚度：一般是50~60cm到1~2m，最厚可达10余米。Ultisols(老成土)TypicalSoilProfileABCDEA腐植质层B淋滤层C