10-風化作用分析

第十章風化作用風化作用的概念

地表或接近地表的礦物和巖石，通過與大氣、水和生物接觸，發(fā)生物理崩解和化學分解，產生松散碎屑物、化學溶液、殘積物乃至土壤的過程。

一、物理風化作用.〔機械風化〕。1概念：地表巖石因溫度變化在原地發(fā)生機械破壞而不轉變化學成分的作用.2物理風化作用類型1)熱脹冷縮；2)冰劈作用；3)層裂；4)鹽分結晶的撐裂作用溫差風化

1.白天2.夜間1〕熱脹冷縮——溫度變化使巖石反復地表里不均地脹縮，產生垂直、平行于巖石外表的裂隙，彼此脫離，層層剝落，使巖石裂開。2)冰劈作用——填充在巖石裂隙中的水分，因冰凍使巖石機械裂開。3)層裂——又稱卸載作用。巖石處在上覆壓力之下，一旦壓力解除，便發(fā)生向上或向外的膨脹，形成一系列平行于地面的裂隙。常見于花崗巖出露區(qū)。洋蔥構造4)撐裂作用在干旱區(qū)，當巖石裂隙中的水溶解有大量的鹽類礦物時，因含水量蒸發(fā)，濃度到達過飽和，鹽分再結晶，使體積增大，對圍限它的裂隙產生膨脹壓力，使裂隙擴大加深，以致巖石崩裂的作用。二、化學風化作用概念：是指大氣、水和水溶液的作用下巖石發(fā)生的化學分解過程。特點：轉變其物理狀態(tài)，轉變其化學成分，發(fā)生化學分解，形成新礦物。1)溶解作用－礦物溶于水的過程。2)水化作用－有些礦物與水作用時，能夠吸取水份作為自己的組成局部，形成含水的新礦物。3)水解作用－礦物的離解物與水中的H+、OH-離子發(fā)生化學反響，形成新礦物。4)碳酸化作用－礦物與水中CO2結合生成易溶于水的碳酸鹽，使原有礦物分解的作用。5)氧化作用－礦物中的低價元素與大氣和水中的游離氧化合變?yōu)楦邇r元素的作用。2化學風化類型ChemicalWeathering3、化學風化的階段A.化學風化早期階段——K、Na、Ca、Mg的氯化物和硫酸鹽首先被淋溶，剩余Ca、Mg的碳酸鹽，此階段富碳酸鹽階段，產物稱為富Ca、Mg殘積層；B.化學風化中期階段——Ca、Mg的碳硫酸鹽也被淋溶，剩余Al、Si的氧化物，此階段富Al、Si階段，產物稱為富Al、Si殘積層〔風化殼〕；C.化學風化晚期階段——Si作為一種膠體也被淋溶，剩余Al和Fe的化合物，此階段也叫富Al、Fe階段，產物稱為富Al、Fe殘積層〔風化殼〕；固態(tài)產物：褐鐵礦和粘土礦物〔包括高嶺石〕，前者為黃褐色，后者為灰白色。二者混合形成紅土。這是熱帶、亞熱帶地區(qū)多數巖石經化學風化后殘留原地的產物，即殘積物。在金屬硫化物礦床的上部，常發(fā)育以褐鐵礦為主的殘積物，稱為鐵帽。它往往被作為查找地下隱伏的金屬硫化物礦床的找礦標志。4)、化學風化作用的產物三、生物風化作用

生物作用使巖石在原地發(fā)生破壞的過程。包括：生物物理風化、生物化學風化。1、生物物理風化生物活動參與下的機械破壞作用：①根劈；②地下動物把地下巖屑帶到地表；③直接在巖石上打洞。2、生物化學風化菌類〔微生物〕作用產生酸性物質分解巖石。該作用參與形成礦物質和有機質共存的新物質——土壤。

其次節(jié)制約巖石風化性質與特性的因素一、氣侯條件二、地形地貌條件三、巖石的特征四、地殼運動五、人類活動降雨〔濕度〕—化學風化有水的參與，運動的水及礦物質運移，破壞化學平衡，促進反響不斷進展。水的參與使風化向多樣化、深度進展。一、氣候因素溫度——溫差大、冷熱變化頻繁利于物理風化；溫度變化對巖石在水中的溶解度和化學反響速度、水溶液濃度有較大影響，影響化學風化速度。二、地形地貌

地形影響氣候及水文、光照、溫差條件，流水侵蝕作用，殘積物滯留條件。高度海拔高：以物理風化為主海拔低：化學風化速度較快坡度陡坡：風化速度較大，風化殼較薄緩坡：風化速度較慢，風化殼較厚1、巖石成分1〕礦物成分礦物成分抗風化力氣：氧化物>硅酸鹽>碳酸鹽和硫化物造巖礦物易溶解性挨次：食鹽、石膏、方解石、橄欖石、輝石、角閃石、滑石、蛇紋石、綠簾石、正長石、黑云母、白云母、石英〔最穩(wěn)定〕。巖漿巖抗風化力氣：酸性巖>中性巖>基性巖>超基性巖〔花崗巖〕〔閃長巖〕〔輝長巖〕〔橄欖巖〕三、巖性1、巖石成分2〕化學成分活動性強元素：K、Na等，隨水流失?；顒有匀踉兀篎e、Al、Si等，殘留原地。含活動元素多者易于風化。同一種元素，所組成的化合物不同，巖石的抗風化力氣也不同。三、巖性三、巖性因素2、構造特點1)單一礦物組成的巖石抗風化力氣較強：單礦巖>復礦巖2)礦物成分一樣：等粒構造>不等粒構造，單粒構造巖石抗風化力氣較強，細粒>粗粒3)沉積巖膠結：Si質膠結>Ca質膠結>泥質膠結3、節(jié)理發(fā)育狀況：

節(jié)理破壞了巖石的連續(xù)性和完整性，增加了巖石的可滲透性，是促進巖石風化的因素球形風化：幾組方向的節(jié)理將巖石分割成眾多多面體的小塊，多面體的邊緣和隅角從多個方向受到溫度及水溶液等因素的作用，最先被破壞且破壞深度較大，其棱角漸漸圓化，變成球形或橢球形，稱～。spheroidalweathering〔球形風化示意圖〕spheroidalweathering差異風化：抗風化力氣不一的巖石共生在一起，則抗風化力氣強的巖石突出，抗風化力氣弱得凹入，稱為～。四、地殼運動猛烈上升期：風化速度快，風化殼厚度不大穩(wěn)定期：風化徹底，風化殼厚度大五、人類活動人工開挖基坑、邊坡、隧洞、砍伐森林等第三節(jié)風化作用的產物一、風化產物的類型1、碎屑物質2、溶解物質3、難溶物質二、殘積物概念：巖石風化后殘留于原地的松散積存物。特征：構造松散，碎屑大小不均，棱角顯著，無層理，多分布在分水嶺、山坡和低凹地帶，頂部較平坦，底界起伏不平，與基巖呈過渡關系。具有垂直分帶性。三、風化殼1、概念：指被風化的巖石圈的表層。2、古風化殼—被較新巖層掩蓋而保存下來的風化殼。風化殼－殘積物在地殼表層分布很廣泛，它不連續(xù)地掩蓋在地殼基巖上，形成一層薄的外殼。由于巖石中礦物的抗風化力氣不同，隨著風化作用的進展，風化殼將保存某些特殊的礦物或成分，形成特殊的礦產。降水量越大，風化作用越猛烈。古風化殼對古氣候、古環(huán)境及構造活動等具有指示意義。四、土壤概念：具有生長〔高等植物〕力氣的殘積物的表層?！煞郑焊缓迟|、礦物質、水分和空氣?！穸龋阂话闶?0~60cm到1~2m，最厚可達10余米。Ultisols(老成土)TypicalSoilProfileABCDEA腐植質層B淋濾層C