土壤学第二章岩石风化与土壤形成

第二章岩石风化与土壤形成、风化作用(风化过程)、第一，风化作用的概念风化作用-大气与水的耦合作用，以及温度变化和生物活动影响下表面岩石产生的一系列崩塌和分解作用。岩石产生风化作用的原因：岩石在它产生的环境条件下是稳定的(处于一种平衡状态)，但条件发生变化，为了适应新环境，必须进行适应新环境的新平衡。这种变化缓慢，如果环境继续变化，岩石或风化物质可能继续变化。风化作用实质上表现出一系列衰变、分解、风化作用和衰变。岩石从大块变成碎片，再变成细粒，其形状和大小发生变化，但化学成分不变。自然界中的三种风化作用通常是联合进展和相互助长，划分它是为了便于讨论。物理风化，化学风化，分解：岩石风化过程中化学成分的变化，生物风化，第二，风化作用类型，1，物理风化在外力的影响下被机械分成碎片，只有改变其大小和形状，不改变成分的过程。风化作用，1，温度作用：引起岩石内部和外部膨胀和收缩的不一致，岩石是热不良导体。2、结冰作用：(冰分割作用)3、风和水磨损作用：沙侵蚀岩石，暴露表面，加快物理风化速度。岩石层剥落的设计图，引起物理风化作用的因素很多，主要是由于冰的分割，进入岩石裂缝的水反复融化和冻结，岩石表面产生了分裂。风和水的作用主要是吹走风和水离开岩石表面的碎片，冲洗，侵蚀。热作用岩石受热后，表面和内部热膨胀和收缩发生不同。冰川作用冰川底部和两侧的岩石将被冰川的压力和磨损作用打破。卸载表明岩石卸载释放引起的剥离效果。花岗岩分布区最常见。2 .化学风化作用岩石和矿物因大气、水和生物的相互作用而产生的化学成分和矿物的变化称为化学风化。冷裂纹作用，风化作用，2，化学风化是指在外部条件的影响下，岩石产生化学成分变化的新物质的过程。风化作用，(1)溶解作用水是岩石中矿物为无机盐类的极性溶剂，硅酸盐和铝硅酸盐矿物的绝对溶解度很低，但在大规模地质时代，水溶解得相当多，而且表面的水经常溶解为CO2，NO2，有机酸等，大大提高了水的溶解度。(2)水化作用是指无水矿物和水结合成为水化矿物的作用。caso 4 2 H2 ocaso 4.2 H2O 2 Fe 2 o 3 H2O 2 Fe 2 o 3。nh2o赤铁矿limonite，(风化作用)，(3)水解和碳酸化对2 kalsi 3 o 8 3 H2 oal 2s i2o 5(oh)4s io 2 2k oh钾长石kaoline碳酸化水解2 kalsi 3 o 8 CO2 2 H2 o als i2o5，CaCO3 H2 co 3Ca(HCO3)2溶解度很低，溶解度很高平衡变化：(1)如果CO2足够，湿度恒定，平衡总是在右侧(2)湿度低的情况下，Ca(HCO3)2脱水，释放CO2，平衡向左进行。自然界的很多石灰岩洞穴不断做出上述反应，形成了姿态多样的土地。石笋、石钟油、石柱、石林等、(H2O CO2)、风化作用、石笋、石灰岩风化、(4)氧化作用空气中的氧气在有水的条件下氧化力强。2f es2 2h2o 7o 2f ESO 4 2h2so 4在润湿条件下，含铁、含硫矿物通常经过氧化过程。深色矿物(因二价铁)容易风化。风化作用，3，生物风化是指在生物及其分泌物或有机物分解产物的作用下，岩石中矿物的机械粉碎和化学分解过程。生物风化的作用因素是生物及其代谢产物发生的风化并存。微生物、植物根、动物等岩石风化的初期，主要是细菌、真菌、地衣等低等生物。风化作用，生物生命活动引起的岩石机械破碎作用(物理风化)。范例：分割布线。B:生物的化学分解作用有些生物在生命活动中分泌酸性物质，通过分解岩石来摄取养分。上述三种风化类型相互影响，相互连接，但在不同的外部条件下，不同的重点是不同的。根分割作用，风化作用，简单地说，各种岩石被风化作用逐步破坏，稳定性矿物保留为主要矿物，不稳定矿物保留一些形成不溶性物质(如各种粘土矿物、氧化铁等)原地不动，另一些可溶物质(如碳酸盐、硫酸盐等)，1，内部矿物，可溶性盐，粘土矿物，风化产品，风化产品，土壤沙粒，土壤微粒，土壤溶液离子，3，影响风化的因素，1，内部原因(岩石的特性)岩石本身的特性，风化速度和强度构成岩石的矿物的化学结构稳定性注：外部环境条件几乎相同的情况下，一般各种矿物的抗风化稳定性顺序如下。石英白云母正方石黑色陨石角闪石辉石橄榄石橄榄石(见矿物结晶顺序)，风化作用，(2)岩石的结构隐藏晶体或等级微粒的稳定性大于相同的粗糙粒子或斑点(物理风化)。但是，当岩石破碎崩塌时，微小的粒子的表面积很大，很容易被水、空气、CO2等化学物质的作用化学风化。(3)岩石结构坚硬、致密的岩石比疏松的多孔岩石抗风化能力强，有针状、片状、节理和裂缝的岩石容易水分和空气渗透，引起风化。风化作用，注：岩石形成环境和当前环境的差异越大，风化就越容易。岩浆岩，变质岩主要在高温高压下形成，地表很容易风化，沉积岩比岩浆岩等更具抗风化能力。花岗岩、片麻岩露头大部分是松散的分解状态，但砂岩露头总是保持良好的状态。风化作用，2，外源(岩石所在的环境条件)(1)气候：控制风化作用的种类和速度。极地气候区b .沙漠干燥气候区c .温带湿润气候区d .热带热气候区d .热带热气候区(2)地形和植物：地形是风化作用的速度、深度和风化产物，风化作用，4，风化产物的类型，表面风化产物构成薄层的壳风化壳碎片风化产物不溶性物质形成不同类型的风化壳。可溶性物质、风化作用、生态类型(风化产物对土壤肥力的影响)地球化学类型(根据风化物质的化学成分特性分类)母体类型(根据风化产物的成因分类)，(1)硅灰石风化物质SiO2含量高的岩石：石英岩、石英砂岩特征：硅酸盐岩块对物理风化和化学能量有很强的土壤肥力。硅酸盐岩块厚度很薄，砂质、石头、各种营养素也很贫乏，分散的石英颗粒和岩石碎片持水能力很低。风化产品类型，1，生态类型，(2)长石岩石风化物质富含正长石成分的岩石：花岗岩、正长岩、酸性斑岩、流纹岩长石砂岩、片麻岩的特征：物理风化能力的差异，容易分解，形成厚重的风化壳土壤肥力：这种岩石包含更多长石，风化产品类型，(3)铁镁石风化，暗矿物丰富的岩石：辉长岩、玄武岩、闪长岩、安山岩等。特征：抗物理风化和化学风化均较弱，形成厚的风化外壳。土壤肥力特性：这种岩石的SiO2含量少，随着发育，土壤质地较粘，含有丰富的营养成分(k除外)，由于pH微酸性，质地偏重，但森林一般排水条件好，因此这种岩石发达的土壤一般肥力高，森林性好。风化产品类型，(4)钙质岩石风化物含CaCO3的岩石：石灰岩、大理岩、二灰岩、白云石石灰岩、钙质砂岩和页岩特性：防止物理风化、防止化学风化软弱、薄层土壤形成。土壤肥力特性：风化过程主要由碳酸钙浸出，留下的主要是粘土矿物(片岩砂岩花岗岩)。注意事项：虽然母体在多个方面影响密封垫的性质，但上述性质是在不同条件相同的情况下出现的差异。2，气候(主要是确定土壤形成过程中的热液条件)，热液：一方面影响母质风化过程的速度和物质的浸出；另一方面，控制植物和微生物的生长，决定有机物的积累和分解。气候对土壤特性的影响(1)土壤矿物风化及其组成的影响(2)土壤有机质含量及其腐殖质组成的影响(3)对土壤胶体性质的影响(4)对土壤风化和淋溶度的影响。其他气候土壤形成分析，南部湿热：风化强盐基淋溶多土壤pH？原生矿物较少，粘土矿物以高岭石为主。生物的繁育旺盛，微生物活动强烈。有机物积累少H/F0.5。东北地区冷湿：风化不强，碱浸少(碱饱和)，pH高。有机物分解慢慢积累，但质量下降。C/N高，H/F低。，3，生物：作为土壤形成的主导因子，生物