第九章风化作用与剥蚀作用.ppt

第九章风化作用,水沿裂隙下渗破坏岩石,山坡脚的碎屑堆,连续岩层被破坏成孤峰,植物生长使岩石破裂,第一节风化作用,什么是风化作用？指在地表或近地表的条件下，由于气温、大气、水及生物等因素的影响，使地壳或岩石圈的矿物、岩石在原地发生分解和破坏的过程（风化的产物仍保留在原地）。,3.引起风化作用的因素？,1.风化作用的方式？,生物风化作用,物理（机械）风化作用,化学风化作用,2.风化作用的产物？,（一）物理风化作用,地表的岩石在原地发生机械破碎，不改变其化学成分和矿物组成，未形成新的矿物。包括：温差风化、冰劈作用、盐类结晶、层裂等。形成岩屑、砂粒等碎屑。,一、风化作用的类型,（一）物理风化作用（二）化学风化作用（三）生物风化作用,岩石因差异性胀缩而破坏的几个阶段,一、风化作用的类型,（一）物理风化作用,冰劈作用图示,1.温差风化-矿物岩石的热胀冷缩,2.冰劈作用-岩石空隙中水的冻结与融化,风化作用使岩石层状剥落,一、风化作用的类型,3.盐类的结晶与潮解-矿物的溶解与蒸发,（一）物理风化作用,3.层裂或卸载作用-岩石释重,一、风化作用的类型,（二）化学风化作用,长石经化学风化转变成粘土,1.水溶液的作用(1)溶解作用(Solution)(2)水化作用(水合作用)（hydration)(3)水解作用(hydrolysis)(4)碳酸化作用(Carbonation)2氧的作用-氧化作用,岩石在原地由于化学反应使其发生物理状态和化学成分的变化，形成新矿物。包括水解、水化、溶解、氧化、碳酸化作用等。,一、风化作用的类型,(1)溶解作用(Solution),溶解度大小：,最易溶于水的是卤化物和硫酸盐矿物，如NaCl（石盐）；其次是碳酸盐矿物，如方解石（CaCO3）；最难溶于水的是硅酸盐矿物，如长石、云母等。,若以常见造岩矿物论，其溶解度大小顺序如下：（石盐石膏）方解石白云石橄榄石辉石角闪石滑石蛇纹石绿帘石斜长石钾长石黑云母白云母石英。,(2)水化作用(水合作用)（hydration),结果：易溶物流失，孔隙增加，硬度减小；难溶物残留；,如矿物与水作用，水可以直接参加到某些矿物中去，形成结晶水，产生新的含水矿物。,同时水化作用形成的新矿物，往往体积膨胀，对周围岩石产生很大压力，从而引起岩石的机械破碎。,溶解作用例子：石林,水化作用例子,一、风化作用的类型,(3)水解作用(hydrolysis),H2O可以离解出H+和OH-,化合形成带OH-的矿物,弱酸强碱盐离解,金属阳离子,4KAlSi3O8+6H2OAl4Si4O10OH8+8SiO2+4KOH钾长石高岭石硅胶真溶液,流失,残留,2.氧化作用,一、风化作用的类型,地壳表层最常见的化学风化作用之一,当含铁物质被风化后，就带上了富有特征的红褐色,一、风化作用的类型,（三）生物风化作用：,根劈作用,1.生物物理风化作用,是指生物对岩石、矿物产生的机械的或化学的破坏作用,一、风化作用的类型,一、风化作用的类型,（三）生物风化作用,根劈作用,1.生物物理风化作用,动物机械破坏（穴居、践踏等）,一、风化作用的类型,2.生物化学风化作用,生物新陈代谢,从土壤中和岩石中吸取养分,分泌物、遗体腐烂分解，形成有机酸和气体（CO2、H2S）,遗体在还原环境中，形成腐殖质，促进岩石分解。,促使矿物中活泼的金属阳离子游离出来一部分被水溶液带走，使岩石破碎。,一、风化作用的类型,小结：,物理、化学、生物风化作用是相互伴生、相互影响、相互促进的,1.物理、化学风化虽然常常同时进行，互相影响，但物理风化使岩石破碎到一定程度，即无能为力。据实验，岩石碎屑粒径小于0.02mm，大多即不再发生机械崩裂。但化学风化却可继续使碎屑分解，最后形成胶体及真溶液。由此可见，物理风化是化学风化的“开路先锋”，而化学风化使物理风化继续深入。,2.在一定自然地理条件下，常常是以某一种风化作用占主导地位，例如，在高寒和干燥地区往往以物理风化作用（如冰劈作用）为主，而在潮湿炎热地区则往往化学风化作用强烈。,二、风化作用的产物,1.物理风化作用的产物：粗细不等、棱角分明的碎石块。在地势较陡的情况下可形成倒石锥。2.化学风化作用的产物：能溶于水中的可迁移物质和难于迁移、堆积在原地的残积物。（性质稳定的元素如Fe、Al、Mn、Ni等，富集时形成残余矿床.。）,二、风化作用的产物,3.生物风化作用的产物：包括生物物理风化的产物和生物化学风化的产物。土壤主要是由生物风化作用形成的。4.残积物：地表岩石经长期风化作用，残留于原地的松散堆积物。5.风化壳：地表岩石经物理、化学、生物风化的长期作用，形成由风化产物组成的、分布于大陆基岩面上的不连续薄壳。剖面上风化壳在成分和结构上都有明显的差异。,风化壳剖面,土壤层,残积层,半风化层,基岩,二、风化作用的产物,二、风化作用的产物,二、风化作用的产物,5.土壤：地球表面陆地上能够生长植物的疏松表层，一般是在风化壳和松散沉积层的基础上，经生物及其它风化作用的综合改造而形成的。一般地，自上而下可分为表土层、淋积层和淀积层。,表土层,淋积层,淀积层,土壤的主要类型,二、风化作用的产物5.土壤,三、影响风化作用的因素,三、影响风化作用的因素,山顶，风化作用较强，风化速度快。坡下风化作用相对较弱。,三、影响风化作用的因素,岩石的结构与构造矿物颗粒的大小、等粒与不等粒、胶结程度等。,差异风化(differentialweathering)-由于