风化作用对化石形成的影响.doc

风化作用对化石形成的影响摘要：化石是埋藏在地层里的古代生物的遗物，从化石中可以看到古代动物、植物的样子，从而可以推断出古代动物、植物的生活情况和生活环境，可以推断出埋藏化石的地层形成的年代和经历的变化，可以看到生物从古到今的变化等等。它对地质学家们远古时代的地史地貌，动、植物及其环境等研究起着不可的代替的作用，也是可靠证据。然而现在我们人类发现的化石无论是在品种，还是数量都还是非常的有限。这主要是：化石本身就不是很多。因为化石形成条件导致。化石形成条件：（1）有机物必须拥有坚硬部分，如壳、骨、牙或木质组织。然而，在非常有利的条件下，即使是非常脆弱的生物，如昆虫或水母也能够变成化石。（2）生物在死后必须立即避免被毁灭。如果一个生物的身体部分被压碎、腐烂或严重风化，这就可能改变或取消该种生物变成化石的可能性。（3）生物必须被某种能阻碍分解的物质迅速地埋藏起来。而这种掩埋物质的类型通常取决于生物生存的环境。海生动物的遗体通常都能变成化石，这是因为海生动物死亡后沉在海底，被软泥覆盖。软泥在后来的地质时代中则变成页岩或石灰岩。较细粒的沉积物不易损坏生物的遗体。在德国的侏罗纪的某些细粒沉积岩中，很好地保存了诸如鸟、昆虫、水母这样一些脆弱的生物的化石。从（2）中看出风化作用在其中在化石形成中起着很大影响。关键词：化石形成 物理分化 化学风化 生物分化风化作用是地表或近地表岩石和矿物，受温度变化、大气、水和生物作用，发生机械破碎或化学分解、在原地产生碎屑、形成新矿物的作用。其中分为：物理（机械）风化作用、化学风化作用、生物风化作用。1. 物理（机械）风化作用地表岩石因温度变化、孔隙水的冻胀、盐类的结晶等，使岩石崩裂破碎，但化学成分不变，也不形成新矿物，称为物理风化作用按物理风化作用方式（机理）又可进一步分为：（1）岩石的热胀冷缩作用岩石与其他物质一样，会热胀冷缩，但岩石又为热的不良导体，表层与内部之间温差产生的张力，不同矿物膨胀系数不同产生的张力，均可使岩石出现裂缝，使岩石破坏剥落。据观察，沙漠地带昼夜温差可达40，岩石上午外热内冷，傍晚内热外冷，如此反复，最终使岩石破碎。（2）冰劈作用（冻胀作用、冰楔作用）岩石裂隙中的水结冰，体积增加（结冰体积可增大9.2%），撑裂岩石（图9-1），其理与北方冬天水管受冻破裂相同。昼夜温差较大的高寒地区，更有利于冰劈作用的进行。（3）盐类结晶的撑裂作用毛细管把可溶性盐类带进岩石裂隙中，水蒸发后盐类结晶（体积可增大0.5%左右），天长日久，晶体长大膨胀，使岩石破碎，其理类似冰劈。（4）卸载（荷）作用岩石、特别是岩浆岩形成于深部高压环境，当上覆岩石剥去后，压力减小，高压环境下形成的岩石膨胀产生层裂，发生卸荷作用。例如河谷深切于基岩或人工采石，都可产生卸荷作用，形成的裂隙称为卸荷节理，常常平行自由面方向。图9-1 冰劈作用示意裂隙充水（左）结冰后膨胀撑裂岩石（右）物理分化作用对化石的影响：此时在这些物理分化的岩层中的化石就很容易被破裂，使化石分离 ，在后面如果受到地质构造运动，原来完整的化石可能就会分居多地，这样就导致科学研究员由于化石的残缺而研究进展受到限制，甚至判断错误。而且这在化石形成前的影响很大由于动植物死亡后已经被埋藏起来，但慢慢得因为地壳抬升，在经过风化作用，使被埋藏的动植物还没来得及成为化石有裸露在地表，风吹日晒，又一番风化最后连动植物被彻底破坏，导致化石不能形成 ，这也是化石很少的一个原因。2. 化学风化作用地表岩石在H2O、O2、CO2的作用下发生化学变化，并伴有新矿物的形成，称为化学风化作用。化学风化作用的产物：新矿物（黏土、褐铁矿等）、矿物碎屑、离子和胶体、水、气体等。化学风化作用的方式有：（1）溶解作用含有O2、CO2等物质的水溶解矿物的作用。矿物的溶解度从大到小：石盐，石膏，方解石，橄榄石，辉石，角闪石、滑石，钾长石，黑云母，白云母，石英。溶解作用的产物：离子，胶体，难溶物质。（2）水化（水合）作用矿物吸收水，使水加入到自身晶格中，形成含水矿物。例如： CaSO4 + 2H2O CaSO4 2H2O(硬石膏) (石膏)（3）水解作用 矿物遇水离解成离子，形成含OH- 的新矿物。例如：4K(AlSi3O8) + 6H2O Al4(Si4O10)(OH)8 + 8SiO2 + 4KOH (钾长石) (高岭石) （三水铝石） （4）碳酸化作用溶解于水中的碳酸与矿物中的金属离子结合成易溶的碳酸盐而使矿物分解。例如： CaCO3+H2O+CO2 Ca(HCO3) （碳酸钙） （重碳酸氢钙） 重碳酸氢钙溶解度是碳酸钙的30倍。碳酸岩溶解后，不留下残留物。 4K(AlSi3O8) + 4H2O+2CO2 Al4(Si4O10)(OH)8 + 8SiO2 + 2K2CO3 (钾长石) (高岭石)（5）氧化作用矿物中的元素与氧结合。例如： 2FeS2 + 7O2+ 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4 Fe2 (SO4)3 + 4Fe(OH)3(黄铁矿) (硫酸亚铁) （硫酸铁） （褐铁矿）矿物中的变价元素从低价变成高价，例如：4Fe3O4 +O2 + 18H2O 12 Fe(OH) 3 (磁铁矿) (褐铁矿)易发生氧化作用的还有辉石、角闪石、黑云母等含铁矿物。三价铁矿物一般难溶于水，呈红色。南方气温高，有利于氧化作用的进行，所以，红土地是南方有别于北方的景观之一。化学分化作用对化石的影响：而化石绝大部分都在石盐，石膏，方解石，橄榄石，辉石，角闪石、滑石，钾长石，黑云母，白云母，石英等岩层中，所以化石很容易因为以上的化学分化作用下破坏，甚至毁灭。这使得许多化石就这样被破坏，让科研工作者的分析、判断上带来很大麻烦。3. 生物风化作用生物风化作用指生物活动及产物对岩石所起的机械、化学破坏作用。（1）根劈作用岩石裂缝中植物根系生长，犹如楔子，使裂缝扩大、岩石破碎；此外，在风吹动下，岩石裂缝中的树木摇动，犹如杠杆，也能使裂缝扩大、岩石破碎。动物也能产生机械风化作用，达尔文曾经观察到，松散物质被蚯蚓搬运的速率为2.5kg/m2yr，从地质历史的尺度看，蚯蚓的机械搬运量是十分可观的。（2）新陈代谢产物的破坏。植物、动物和微生物在生长过程中，新陈代谢分泌出各种化合物（如碳酸、硝酸及多种有机酸）对岩石产生的腐蚀作用。研究发现，越低级的植物对岩石破坏作用越大，例如，地衣就极易使矿物分解，因为它们依赖岩石组分为营养。（3）腐烂分解产物的破坏。生物死亡腐烂分解，产生腐殖质，不但能促进植物生长，也能使岩石发生化学破坏。生物分化作用对化石的影响：生物分化对化石的影响一般在前期，在化石还未形成之前，例如：某动物在死亡后随一些植物一起埋藏，而植物当中有些成分对此动物会有腐烂作用导致化石不能发育。总结：从风化的特点、作用、对象中得出对化石的影响有分为化石形成前和形成后。在形成前：风化作用主要是阻止化石的形成，例如：动植物死亡后已经被埋藏起来，但因为地壳抬升，加上分化作用，使被埋藏的动植物还没来得及成为化石有裸露在地表，导致化石不能形